Cahier pratique - gestion intégrée des eaux pluviales
L'eau de pluie est une ressource à préserver et non un déchet à évacuer. La Ville de Liège a engagé une politique volontariste de gestion intégrée des eaux pluviales et souhaite que celle-ci soit un vecteur de réflexion sur la "conception frugale" des espaces extérieurs, réduisant les coûts d'investissement et d'entretien tout en favorisant la biodiversité ou encore la lutte contre les changements climatiques. Ce cahier pratique présente les fondamentaux à inclure dès la genèse de la conception d'un projet.
L'eau de pluie est une ressource à préserver et non un déchet à évacuer.
La Ville de Liège a engagé une politique volontariste de gestion intégrée des eaux pluviales et souhaite que celle-ci soit un vecteur de réflexion sur la "conception frugale" des espaces extérieurs, réduisant les coûts d'investissement et d'entretien tout en favorisant la biodiversité ou encore la lutte contre les changements climatiques.
Ce cahier pratique présente les fondamentaux à inclure dès la genèse de la conception d'un projet.
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Gestion <strong>intégrée</strong><br />
<strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong><br />
<strong>Cahier</strong> <strong>pratique</strong>
Édito<br />
La Ville de Liège, en conformité avec le Code de l’Eau, a engagé<br />
une politique volontariste de <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong><br />
<strong>pluviales</strong> dont l’objectif est leur infiltration totale en se rapprochant<br />
au maximum du cycle naturel de l’eau.<br />
Elle souhaite que cette politique soit un vecteur de réflexion<br />
sur la « conception frugale » <strong>des</strong> espaces extérieurs, réduisant<br />
les coûts d’investissement et d’entretien tout en favorisant<br />
la biodiversité ou encore la lutte contre les changements<br />
climatiques.<br />
C’est pour ces raisons que la Ville de Liège a décidé d’élaborer<br />
un cahier <strong>pratique</strong> expliquant les fondamentaux en matière<br />
de <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> à inclure dès la<br />
genèse de la conception d’un projet.<br />
Ces fondamentaux sont définis grâce à l’expérience et l’expertise<br />
de plus de 30 ans du bureau d’étu<strong>des</strong> Elleny, spécialisé<br />
dans cette thématique. L’approche spécifique d’Elleny a<br />
permis à la Ville de Liège d’instaurer une démarche innovante<br />
établie sur <strong>des</strong> postulats et principes clairs. Ce cahier propose<br />
dès lors <strong>des</strong> solutions simples, pragmatiques et économiques,<br />
de manière à faciliter la mise en œuvre de la <strong>gestion</strong><br />
<strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>, au bénéfice de celui qui investit<br />
et entretient, mais également de la nature.<br />
3<br />
Ce cahier a également pour objectif de permettre le dialogue<br />
entre les demandeurs et les services techniques de la Ville<br />
afin de trouver la meilleure solution de <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong><br />
<strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> en fonction du projet.<br />
Le présent cahier est <strong>des</strong>tiné aux différents acteurs de l’acte<br />
de construire qui devront proposer une <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong><br />
<strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> dans le cadre d’un projet.
Table <strong>des</strong> matières<br />
Édito 3<br />
Table <strong>des</strong> matières 4<br />
Pourquoi la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> ? 6<br />
Les 4 postulats de base 8<br />
1. L’urbanisation ne crée pas la pluie 9<br />
2. Approche empirique de la <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie 9<br />
3. Se rapprocher du cycle naturel de l’eau (stocker, infiltrer<br />
et évaporer) 9<br />
4. Ne pas évacuer un surplus vers un réseau artificiel<br />
extérieur au périmètre du projet 10<br />
Les 9 principes 12<br />
Principe n°1 : Gérer l’eau au plus près du lieu où elle tombe 13<br />
Principe n°2 : Gérer l’eau à la parcelle 14<br />
Principe n°3 : Utiliser un lieu ou un ouvrage ayant déjà une<br />
première fonction 16<br />
Principe n°4 : Ne pas enterrer l’eau 18<br />
Principe n°5 : Prioriser l’infiltration dans les espaces verts 21<br />
Principe n°6 : Infiltrer de manière diffuse et non concentrée 24<br />
Principe n°7 : Concevoir <strong>des</strong> ouvrages légèrement surdimensionnés<br />
26<br />
Principe n°8 : Déterminer le temps de vidange selon<br />
l’usage 28<br />
Principe n°9 : Réaliser <strong>des</strong> ouvrages simples et pérennes 30
Pourquoi infiltrer en pleine terre ? 32<br />
1. Avantages du sol en pleine terre pour la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> 33<br />
2. Avantages de la méthode empirique 35<br />
3. Identification du type de sol et de sa perméabilité 38<br />
4. Prise en compte de la perméabilité du sol 40<br />
Où et comment infiltrer les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> ? 44<br />
1. Noue et jardin de pluie 45<br />
2. Toiture stockante 50<br />
3. Grave drainante / fondation réservoir 53<br />
Cas particuliers 56<br />
1. Terrain en pente 57<br />
2. Nappe affleurante 58<br />
3. Pollution 59<br />
4. Puits de mine 59<br />
5. Zones de captage 59<br />
Références 60<br />
Législation en vigueur 61<br />
Références 62<br />
Auteurs 63
Pourquoi la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> ?<br />
La <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> met en œuvre les prescrits<br />
du Code de l’eau. Les bénéfices pour la collectivité sont<br />
nombreux puisque la <strong>gestion</strong> de l’eau pluviale au sein même de<br />
chaque projet permet de :<br />
• réduire les risques d’inondations ;<br />
• réapprovisionner les nappes phréatiques ;<br />
• éviter une surcharge voire une saturation <strong>des</strong> égouts et une<br />
perte d’efficacité <strong>des</strong> stations d’épuration ;<br />
• réduire la pollution <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> de surface en diminuant les<br />
surverses * ;<br />
• éviter de nouvelles infrastructures techniques coûteuses à<br />
aménager et à entretenir ;<br />
• permettre le développement du végétal en fournissant une<br />
ressource en eau suffisante.<br />
Ville imperméable : la situation actuelle<br />
Ville nature : la situation souhaitée<br />
*<br />
Surverse : Évacuation de l’eau par débordement de l’infrastructure
Concrètement, cela revient à changer de modèle en passant<br />
d’une ville imperméable, où tout est relié à <strong>des</strong> rés<strong>eaux</strong> souterrains,<br />
à une ville nature où les aménagements permettent de<br />
profiter <strong>des</strong> bienfaits de l’eau.<br />
L’objectif de la Ville de Liège vise à infiltrer de manière totale<br />
une pluie de minimum 60 litres/m² * soit 60 mm/m²<br />
en utilisant les ressources offertes par le terrain sur lequel se<br />
développe le projet. Pour y arriver, il faut élaborer la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong><br />
<strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> en se basant sur les quatre grands<br />
postulats fondés sur le fonctionnement de la nature.<br />
7<br />
*<br />
Le choix de cette pluie de référence est expliqué au principe n°7. Cette référence est<br />
susceptible d’évoluer selon les contraintes <strong>des</strong> changements climatiques.
Les 4 postulats<br />
de base
1. L’urbanisation ne crée pas la pluie<br />
Le volume de précipitation annuel sur un terrain donné avant ou<br />
après urbanisation sera identique. L’urbanisation ne crée donc<br />
pas la pluie, mais modifie le cycle naturel de l’eau. Or, sur le territoire<br />
communal de Liège, la majorité <strong>des</strong> terrains constructibles<br />
présentent de bonnes capacités d’infiltration que ce soit sur les<br />
plat<strong>eaux</strong> ou dans les vallées.<br />
Il n’existe pas (ou très peu) de terrain qui n’infiltre pas en<br />
région liégeoise.<br />
2. Approche empirique de la <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie<br />
L’approche intuitive de compréhension de la <strong>gestion</strong> naturelle<br />
<strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> du site avant urbanisation est préférée à la<br />
méthode traditionnelle du calcul hydraulique (test d’infiltration).<br />
Cette approche intuitive part <strong>des</strong> caractéristiques du site (type<br />
de sol, exutoires naturels, relief, etc.) et intègre 9 principes de<br />
<strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> de l’eau de pluie. Elle permet d’ajuster à tout<br />
moment les propositions en fonction de l’évolution du projet.<br />
Une vérification par le calcul hydraulique devra, dans un deuxième<br />
temps et après l’avant-projet, valider les choix et les dimensionnements.<br />
9<br />
La recherche <strong>des</strong> «techniques» doit être itérative et tenir<br />
compte de la situation particulière du terrain.<br />
3. Se rapprocher du cycle naturel de l’eau (stocker, infiltrer<br />
et évaporer)<br />
L’eau de pluie ne doit plus être considérée comme un ennemi<br />
mais comme une ressource qu’il s’agit de gérer au mieux. Dans<br />
le cycle naturel de l’eau, la part du ruissellement est faible<br />
(moins de 10%), la majorité de l’eau de pluie s’infiltre dans le sol<br />
ou s’évapore dans l’atmosphère.<br />
Or, l’imperméabilisation <strong>des</strong> sols par les bâtiments, les voiries,<br />
les parkings,… modifie profondément le cycle naturel de l’eau<br />
parce qu’elle empêche l’infiltration <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> dans le<br />
sol, tout en augmentant la part du ruissellement.<br />
Réduire l’imperméabilisation <strong>des</strong> sols doit être un objectif.
Surfaces naturelles<br />
Imperméabilisation 10-20%<br />
40%<br />
38%<br />
10%<br />
20%<br />
25%<br />
25%<br />
21%<br />
21%<br />
Imperméabilisation 35-50%<br />
Imperméabilisation 70-100%<br />
45%<br />
21%<br />
10%<br />
35%<br />
30%<br />
55%<br />
5%<br />
10%<br />
D’après APUR, 2019<br />
Infiltration superficielle<br />
Ruissellement<br />
Infiltration profonde<br />
Évapotranspiration<br />
Importance relative de l’infiltration, du ruissellement et de l’évapotranspiration<br />
selon l’occupation <strong>des</strong> sols : exemples schématiques pour différents taux d’imperméabilisation.<br />
4. Ne pas évacuer un surplus vers un réseau artificiel<br />
extérieur au périmètre du projet<br />
Le système du « tout à l’égout » mis en place à Liège depuis la<br />
fin du XIX e siècle montre aujourd’hui ses limites. Le réseau arrive<br />
à saturation, du fait d’une urbanisation croissante et d’épiso<strong>des</strong><br />
pluvieux de plus en plus conséquents. Par ailleurs, les infrastructures<br />
existantes sont vieillissantes et nécessitent d’importants<br />
investissements, entre autres pour les adapter au changement<br />
climatique.<br />
La situation actuelle coûte à la collectivité du point de vue budgétaire<br />
mais aussi environnemental, et ces coûts ne cesseront<br />
d’augmenter si on ne change pas de manière de faire.<br />
Une prise de conscience collective amène la Ville de Liège à revoir<br />
les fondements de ce système, car il contribue à gaspiller notre<br />
ressource en eau de pluie en la mélangeant avec <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> usées.
« Intempéries, pluies diluviennes, torrents boueux et embouteillages<br />
homériques. La cité ardente et ses environs ont sérieusement<br />
trinqué jeudi matin. Les pompiers ont reçu plus de 2000 appels. »<br />
29 mai 2008. (source http://blog.lesoir.be)<br />
Nous arrivons donc à un tournant de l’histoire de la <strong>gestion</strong> de<br />
l’eau de pluie.<br />
L’eau de pluie doit être considérée comme une ressource et<br />
non un déchet à évacuer le plus rapidement possible.<br />
Arrêtons de mélanger l’eau de pluie et les <strong>eaux</strong> usées avant épuration.<br />
11<br />
Même en milieu urbain, <strong>des</strong> aménagements permettent de se rapprocher<br />
du cycle naturel de l’eau diminuant ainsi la pression sur le<br />
réseau d’égouttage.<br />
©Guillaume Francart - Bruxelles Environnement - Extrait
Les 9 principes<br />
(pour devenir un as de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong>)
PRINCIPE N°1<br />
GÉRER L’EAU AU PLUS PRÈS DU LIEU OÙ ELLE<br />
TOMBE<br />
Stocker temporairement puis infiltrer l’eau de pluie au plus près<br />
de l’endroit où elle tombe permet de :<br />
• préserver la qualité intrinsèque de l’eau de pluie. En effet,<br />
la qualité de l’eau est fortement impactée par le ruissellement<br />
et la turbidité * de l’eau ;<br />
• décanter l’eau, par exemple dans un espace végétalisé ;<br />
• ne pas investir dans <strong>des</strong> ouvrages de transition, par<br />
exemple une canalisation ;<br />
• réduire les coûts.<br />
Éviter de mettre l’eau en mouvement et ne pas la faire<br />
transiter d’un ouvrage à un autre sur de longues distances<br />
Pour respecter cette règle, il est préférable de multiplier les<br />
zones d’infiltration à proximité directe de chaque surface imperméabilisée<br />
(bâtiments, accès, terrasses, parking, etc.).<br />
13<br />
Multiplier les zones légèrement en creux à proximté <strong>des</strong> zones imperméabilisées<br />
*<br />
Turbidité de l’eau : désigne les matières qui troublent l’eau à savoir dans le cas de l’eau de pluie<br />
la présence de matières en suspension (argile, particules fines, etc.)
PRINCIPE N°2<br />
GÉRER L’EAU Á LA PARCELLE<br />
Gérer ses <strong>eaux</strong> à la parcelle ou au sein du projet est une nécessité<br />
technique qui vise à respecter les autres fondamentaux de<br />
la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong>.<br />
Le terrain et les toitures représentent une réelle opportunité pour<br />
la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> de pluie et sont donc <strong>des</strong> surfaces facilement<br />
mobilisables qui permettent de se rapprocher au plus près<br />
du cycle de l’eau.<br />
L’objectif de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> est de gérer ses<br />
propres <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> et non plus de les acheminer vers<br />
l’égouttage public.<br />
zone publique<br />
zone privée<br />
Ajutage<br />
Grave<br />
drainante<br />
Pavés<br />
drainants<br />
Noue<br />
Grave,<br />
tranchée<br />
drainante<br />
Citerne<br />
Noue<br />
Zone<br />
inondable<br />
Les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> privées devront être infiltrées dans le domaine privé
évapotranspiration<br />
évapotranspiration<br />
réserve utile<br />
infiltration<br />
sol<br />
sous-sol<br />
approvisionnement<br />
nappe<br />
La <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie à la parcelle permet de tirer profit <strong>des</strong><br />
bienfaits du cycle naturel de l’eau et évite les surcharges du réseau<br />
d’égouttage<br />
15
PRINCIPE N°3<br />
UTILISER UN LIEU OU UN OUVRAGE AYANT<br />
DÉJÀ UNE PREMIÈRE FONCTION…<br />
… pour lui conférer en plus une fonction hydraulique, c’est-àdire<br />
de <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie.<br />
Les aménagements multifonctionnels permettent :<br />
• d’optimiser l’utilisation de l’espace urbain, souvent rare ;<br />
• de libérer <strong>des</strong> espaces uniquement réservés au stockage<br />
de l’eau (par exemple un bassin d’orage souterrain) pour augmenter,<br />
le cas échéant, la surface commercialisable ;<br />
• de diminuer les coûts d’entretien liés à la <strong>gestion</strong> de<br />
l’eau de pluie puisque ces aménagements seront entretenus<br />
pour leur fonction première.<br />
Par exemple :<br />
Jardin<br />
Un jardin - ou partie de jardin - inondable temporairement (qu’il soit<br />
public, collectif ou privatif) reste un espace vert et sera entretenu<br />
comme tel.
En toiture<br />
Une toiture stockant temporairement l’eau de pluie (avant utilisation,<br />
évaporation ou infiltration) ;<br />
Grave drainante<br />
17<br />
Une voirie, un accès, une place ou un bâtiment conçus avec une<br />
fondation réservoir (grave drainante).
PRINCIPE N°4<br />
NE PAS ENTERRER L’EAU<br />
Les ouvrages de type canalisation, drain, structure alvéolaire,<br />
etc., nécessitent d’être enterrés à plus de 60 cm pour gérer ou<br />
temporiser les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> avant de pouvoir éventuellement les<br />
infiltrer. Or, la perméabilité <strong>des</strong> sols est optimale dans la couche<br />
superficielle, soit environ dans les 30 premiers cm de sol.<br />
Le contrôle <strong>des</strong> ouvrages enterrés est souvent peu aisé et la<br />
complexité <strong>des</strong> systèmes ne permet pas toujours d’assurer<br />
un bon fonctionnement dans le temps (en cas de vente par<br />
exemple).<br />
Gérer l’eau de pluie au plus près de là où elle tombe évite la<br />
mise en place d’ouvrages coûteux et difficiles à gérer sur le<br />
long terme.<br />
zone publique<br />
Grille de<br />
protection<br />
zone privée<br />
Pas de<br />
rétention<br />
Barrières de<br />
protection<br />
Asphalte<br />
Casiers<br />
drainants<br />
(difficiles à<br />
mettre en<br />
oeuvre et à<br />
entretenir)<br />
Noue<br />
profonde Système<br />
enterré<br />
Tuyau pour<br />
écoulement<br />
d’eau<br />
(techniques<br />
complexes)<br />
Citerne<br />
enterrée<br />
Zone<br />
inondable<br />
profonde<br />
Aménagements coûteux à éviter dans le domaine privé ou public
Cette solution ne respecte pas la règle n°4 : l’eau arrive de manière<br />
concentrée via une canalisation enterrée. Si la lame d’eau est permanente,<br />
la végétation doit être adaptée.<br />
19<br />
Un bassin d’orage est alimenté par <strong>des</strong> tuyaux enterrés et permet<br />
uniquement de stocker l’eau avant de l’évacuer à débit régulé vers<br />
le réseau d’égouttage. Ce système consomme du terrain pour un<br />
ouvrage monofonctionnel.
Les ouvrages de rétention profonds<br />
nécessitent d’importants déblais et ne<br />
permettent pas de profiter <strong>des</strong> capacités<br />
d’infiltration de la couche supérieure<br />
du sol et sont souvent clôturés.<br />
Noue peu profonde reprenant les <strong>eaux</strong> <strong>des</strong><br />
voiries, facile à entretenir et apportant une<br />
plus-value à l’espace-rue. Les bordures<br />
arasées permettent une arrivée diffuse de<br />
l’eau de pluie.<br />
L’intérêt de la noue pose question vu la<br />
présence d’un caniveau qui mène l’eau<br />
en souterrain vers un réseau d’égouttage.<br />
La création d’un fossé profond et l’arrivée<br />
concentrée de l’eau via une conduite souterraine<br />
nécessitent le placement d’une clôture.
PRINCIPE N°5<br />
PRIORISER L’INFILTRATION DANS LES<br />
ESPACES VERTS<br />
La <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> de l’eau de pluie nécessite de diminuer au<br />
maximum les surfaces imperméabilisées dans le cadre du<br />
projet et de renforcer la présence végétale, ce qui favorise :<br />
• Le développement d’espaces à valeur paysagère ajoutée ;<br />
• L’approvisionnement <strong>des</strong> sols en <strong>eaux</strong> ;<br />
• L’amélioration de la biodiversité (plantations, zones humi<strong>des</strong>,<br />
plan d’eau, …) ;<br />
• La lutte contre les îlots de chaleur par évapotranspiration<br />
et ombrage ;<br />
• L’évaporation naturelle (eau stockée et évapotranspiration) ;<br />
• L’intérêt pédagogique en montrant que l’eau a sa place<br />
en ville.<br />
21<br />
Évaporation<br />
naturelle<br />
Lutte contre les<br />
îlots de chaleur<br />
Limiter<br />
l’imperméabilisation<br />
Amélioration<br />
de la<br />
biodiversité<br />
Approvisionnement<br />
<strong>des</strong> sols en eau<br />
Le paysage<br />
comme<br />
valeur ajoutée
De plus, les avantages de la <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie dans <strong>des</strong><br />
espaces végétalisés sont nombreux :<br />
• économie de projet,<br />
• contrôle visuel facile,<br />
• entretien aisé et économique.<br />
L’imperméabilisation du sol nécessite de canaliser l’eau de pluie,<br />
augmente le risque de ruissellement et contribue à l’ilôt de chaleur<br />
urbain.<br />
La diminution <strong>des</strong> surfaces imperméabilisées et la végétalisation<br />
permet d’infiltrer l’eau, participe au stockage carbone et au rafraîchissement<br />
de l’air.
La <strong>des</strong>cente d’eau du car-port est infilrée<br />
dans une petite zone végétalisée sur un<br />
enrochement discret.<br />
Les <strong>des</strong>centes d’eau sont dirigées vers<br />
une noue plantée située en intérieur d’îlot.<br />
23<br />
Le choix <strong>des</strong> plantations se fera en fonction<br />
du temps de vidange. Les plantes hygrophiles<br />
sont compatibles avec une lame d’eau<br />
fluctuante.<br />
Le choix d’un gazon n’est pas adapté à un<br />
temps de vidange long car il est trop sollicité<br />
par la présence d’eau et ne peut se régénérer.<br />
Les concepteurs retiendront ces quelques chiffres :<br />
ESPACE<br />
VERT<br />
1 m 3 d’eau traitée à ciel ouvert 20 à 50 €/m 3<br />
GRAVE<br />
DRAINANTE<br />
SAUL *<br />
BASSIN<br />
D’ORAGE<br />
1 m 3 d’eau traitée en tranchée<br />
drainante ou chaussée<br />
réservoir<br />
1 m 3 d’eau stockée en canalisation<br />
surdimensionnée,<br />
structure alvéolaire ultra légère<br />
(SAUL)<br />
1 m 3 d’eau stockée en bassin<br />
structurel (bassin d’orage<br />
enterré<br />
120 à 160 €/m 3<br />
300 à 400 €/m 3<br />
1 000 à 2 000 €/m 3<br />
(coût 2020)<br />
*<br />
SAUL : Structure Alvéolaire Ultralégère, dispositif enterré qui permet le stockage temporaire de<br />
l’eau de pluie avant de la restituer soit par infiltration, soit à débit régulé.
PRINCIPE N°6<br />
INFILTRER DE MANIÈRE DIFFUSE ET NON<br />
CONCENTRÉE<br />
Éviter d’infiltrer de manière concentrée et privilégier l’infiltration<br />
diffuse, par le biais, par exemple, d’une noue le long d’un chemin<br />
d’accès, d’un jardin de pluie (zone inondable) ou encore<br />
d’une grave drainante (sous une voirie, parking ou autre).<br />
Multiplier les zones d’infiltration au plus près de l’endroit<br />
où l’eau tombe, pour répartir au mieux les quantités à gérer<br />
L’eau de pluie <strong>des</strong> bâtiments est amenée à<br />
ciel ouvert par un petit chenal vers un bassin<br />
de rétention et d’infiltration, faisant partie d’un<br />
aménagement végétal d’un intérieur d’îlot.<br />
La noue sert à la retention temporaire et à<br />
l’infiltration. Un petit pont permet de traverser<br />
la noue en cas de pluie.
jardin de pluie<br />
parking<br />
trottoir<br />
double pente<br />
jardin de pluie<br />
trottoir<br />
parking<br />
filet d’eau<br />
Le photomontage montre le chemin de l’eau dans cet aménagement<br />
de voirie. Pour répondre aux principes développés dans<br />
ce cahier, l’eau de pluie <strong>des</strong> places de stationnement et du trottoir<br />
aurait dû être géré dans les espaces végétalisés situés entre les<br />
places de stationnement.<br />
25<br />
toiture<br />
toiture<br />
trottoir<br />
jardin de pluie<br />
trottoir<br />
voirie<br />
Dans ce même exemple les <strong>eaux</strong> de pluie de la voirie, mais aussi<br />
<strong>des</strong> maisons sont gérés dans la grande noue centrale (jardin de<br />
pluie). L’eau de pluie n’est donc pas enterrée et est infiltrée au<br />
plus près.
PRINCIPE N°7<br />
CONCEVOIR DES OUVRAGES LÉGÈREMENT<br />
SURDIMENSIONNÉS<br />
L’appréciation <strong>des</strong> volumes de stockage dans <strong>des</strong> espaces végétalisés<br />
très intégrés, sans réelle tête ou pied de talus peut<br />
s’avérer difficile.<br />
Quelques centimètres d’erreurs dans un calage altimétrique<br />
peuvent modifier de manière conséquente les volumes stockés.<br />
Un ajutage dans un ouvrage avec régulateur de débit (pour, par<br />
exemple, faire transiter l’eau stockée en toiture vers une zone<br />
d‘infiltration), lui aussi modifié de quelques millimètres, peut entrainer<br />
les mêmes conséquences.<br />
Jardin de pluie dont le volume est difficile à estimer.<br />
Dans le même esprit, nous recommandons de ne pas dimensionner<br />
les ouvrages en prenant systématiquement <strong>des</strong> hypothèses<br />
optimistes que ce soit pour le volume de stockage <strong>des</strong><br />
noues ou pour le pourcentage de vide dans la grave drainante.<br />
Le surplus éventuel représente alors l’aléa de réalisation.
Pour ces différentes raisons, la Ville de Liège préconise la prise<br />
en considération d’un épisode pluvieux majeur – soit une pluie<br />
de 60 mm (c’est-à-dire de 60 l/m²), de façon à être moins vulnérable<br />
aux aléas de réalisation.<br />
Pour info :<br />
Une pluie de 60 mm correspond approximativement à une pluie<br />
avec une période de retour de 100 ans d’une durée de 3 à 6 heures<br />
ou à une pluie d’une période de retour de 25 ans d’une durée de<br />
12h (Source IRM).<br />
La majeure partie <strong>des</strong> pluies (plus de 80 % à Bruxelles) sont <strong>des</strong><br />
pluies de moins de 8 mm ou 8 l/m².<br />
Le 15 juillet 2021, près de 60 mm de pluie sont tombés à Uccle<br />
(source IRM), alors que d’autres stations ont relevés près de 180<br />
mm de précipiatations en 24h.<br />
Les rapports du GIEC prévoient par ailleurs que les évènements<br />
extrêmes (sécheresses, pluies) vont augmenter. La <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong><br />
<strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>, en se rapprochant du cycle naturel et<br />
en privilégiant la <strong>gestion</strong> dans les espaces végétalisés, permet<br />
dans ce contexte de mieux gérer la ressource « eau ».<br />
27
PRINCIPE N°8<br />
DÉTERMINER LE TEMPS DE VIDANGE SELON<br />
L’USAGE DU LIEU<br />
Le temps de vidange d’une zone de stockage actuellement imposé<br />
est de maximum 24h. Or, évacuer l’eau en maximum 24h<br />
peut générer <strong>des</strong> besoins en capacité d’infiltration importants,<br />
qui ne sont pas toujours disponibles en cas de manque de surface<br />
ou de perméabilité moins favorable du terrain.<br />
Il est dès lors préconisé de prendre en compte <strong>des</strong> temps de<br />
vidange plus longs, parfois jusqu’à 4 jours (96h). Le temps de vidange<br />
devra donc être déterminé selon l’usage du lieu de stockage<br />
temporaire (toiture, grave drainante ou zone de vie) pour<br />
ne pas gêner sa fonction première. Si le lieu est peu utilisé ou<br />
peu visible, le temps de vidange peut être plus long.<br />
LUNDI<br />
Pluie<br />
de 60 mm<br />
MARDI<br />
Capacité à nouveau<br />
disponible : 15mm<br />
Vidange<br />
en 4 jours<br />
15 mm<br />
MERCREDI<br />
Capacité à nouveau<br />
disponible : 30mm<br />
JEUDI<br />
Pluie<br />
de 15 mm<br />
15 mm<br />
15 mm<br />
Prendre en compte un épisode pluvieux majeur (60 mm) et allonger le temps de<br />
vidange à 4 jours (soit 96h) maximum permet d’offrir une meilleure résilience en cas<br />
d’épiso<strong>des</strong> pluvieux successifs dans les 96h, ainsi qu’une certaine souplesse de dimensionnement<br />
(surface, perméabilité du terrain, type de végétation, etc.).
Temps de vidange long<br />
Allonger le temps de vidange en toiture ou en grave<br />
drainante n’entrave pas l’usage premier de ces infrastructures<br />
Temps de vidange court<br />
29<br />
Une légère dépression aménagée dans ce jardin,<br />
permet de retenir l’eau de pluie avant infiltration et<br />
évapotranspiration
PRINCIPE N°9<br />
RÉALISER DES OUVRAGES SIMPLES ET PÉRENNES<br />
La conception de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> doit :<br />
• s’accompagner d’une simplification <strong>des</strong> ouvrages ;<br />
• utiliser un lieu ou un ouvrage ayant déjà une première fonction<br />
(espace vert, toit, fondation, etc.) ;<br />
• se concevoir en superficiel et profiter de la couche supérieure<br />
du sol (d’une profondeur moyenne de 30 cm).<br />
Cela permet de :<br />
• limiter les ouvrages techniques (canalisations, grilles,<br />
structures alvéolaires, etc.) et leur multiplication ;<br />
• mettre en place <strong>des</strong> ouvrages moins vulnérables etmoins<br />
coûteux en réalisation et en maintenance.<br />
La surface engazonnée sert de bassin de rétention temporaire en<br />
cas de fortes pluies et d’espace de jeu le reste du temps.
La Ville reste cependant à l’écoute pour pouvoir prendre en<br />
compte <strong>des</strong> situations spécifiques qui ne permettraient pas<br />
d’appliquer à la lettre les principes de ce guide <strong>pratique</strong>.<br />
31<br />
La <strong>gestion</strong> d’eau pluviale s’intègre de manière invisible dans les<br />
aménagements de voiries. De faibles pentes permettent de faire<br />
ruisseler l’eau pluviale <strong>des</strong> trottoirs et zones de stationnement en<br />
voirie vers un jardin de pluie.<br />
L’eau de pluie <strong>des</strong> espaces réservés au stationnement est dirigée<br />
directement vers les espaces plantés pour être infiltrée
Pourquoi infiltrer<br />
en pleine terre ?<br />
(Comment appliquer<br />
concrètement le principe n° 5)
1. AVANTAGES DU SOL EN PLEINE TERRE POUR<br />
LA GESTION INTÉGRÉE<br />
En matière de <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie, le sol est un élément essentiel,<br />
puisqu’il peut infiltrer <strong>des</strong> quantités plus ou moins importantes<br />
d’eau de pluie, mais il peut aussi la stocker, la dépolluer<br />
ou servir de réserve pour les plantes…<br />
La terre végétale jouant un rôle d’éponge, elle constitue un lieu<br />
de rétention supplémentaire. Par exemple, 30 cm de terre végétale<br />
peuvent contenir jusqu’à 9 litres d’eau par m².<br />
Ce volume vient donc s’ajouter à celui stocké à l’air libre dans<br />
le jardin de pluie ou la noue. Cette « magie hydraulique »<br />
s’opère dans la couche arable du sol, qui possède une épaisseur<br />
qui varie de quelques centimètres à plus d’un mètre,<br />
comme en Hesbaye, qui présente un <strong>des</strong> sols parmi les plus<br />
fertiles d’Europe.<br />
La présence d’un sol de bonne qualité permet d’augmenter<br />
de manière importante la quantité d’eau de pluie qui sera<br />
stockée lors d’un épisode de pluie.<br />
33<br />
Outre l’intérêt pour la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>, le sol est aussi<br />
le support indispensable pour la production alimentaire et la biodiversité<br />
; il sert également pour la régulation du climat. Or, depuis<br />
de nombreuses années, les sols arables sont soumis à une forte<br />
pression par les <strong>pratique</strong>s agricoles industrielles. Parfois ils disparaissent<br />
suite à la croissance continue de l’urbanisation (développement<br />
urbain et économique). Il n’est pas inutile de rappeler<br />
que la formation de la couche arable d’un sol nécessite souvent<br />
plusieurs milliers d’années, sa <strong>des</strong>truction que quelques heures...<br />
Réduire l’imperméabilisation et gérer l’eau de pluie dans <strong>des</strong><br />
espaces végétalisés permet de préserver la ressource non<br />
renouvelable qu’est le « sol ».<br />
A plusieurs reprises, ce carnet met l’accent sur l’importance <strong>des</strong><br />
espaces végétalisés dans la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>.<br />
Ainsi, les plantes ont comme avantages :<br />
• de participer à la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> par évapotranspiration,<br />
laquelle contribue à la régulation du micro-climat par<br />
un rafraichissement nocturne en été ;
• d’augmenter les capacités de stockage et d’améliorer<br />
les capacités d’infiltration <strong>des</strong> sols par les effets d’aération<br />
du système racinaire;<br />
• d’absorber directement une partie de l’eau de<br />
pluie. Par exemple, un saule blanc ou un peuplier adulte<br />
consomme 100 L d’eau tous les jours ;<br />
• ralentir le transit de l’eau en surface, ce qui augmente la<br />
sédimentation <strong>des</strong> éléments en suspension ;<br />
• gérer et absorber certains polluants transportés dans<br />
les <strong>eaux</strong> de ruissellement ;<br />
• fixer les sols et sécuriser les pentes.<br />
La noue plantée avec une végétation<br />
diversifiée améliore l’efficacité<br />
de la <strong>gestion</strong> de l’eau de<br />
pluie et diminue la charge d’entretien.<br />
La plantation d’arbres moyenne<br />
ou haute tige améliore l’efficacité<br />
de la <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie.<br />
Le bon fonctionnement <strong>des</strong> « ouvrages » de <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> végétalisés<br />
dépend <strong>des</strong> précautions de mise en oeuvre :<br />
éviter le compactage du sol lors de l’installation et attendre<br />
que la végétation soit installée avant la mise en service ;<br />
choisir les plantes en fonction de l’ensoleillement, de leur<br />
éventuel caractère inondable temporaire ou de leur sytème<br />
racinaire.
2. AVANTAGES DE LA MÉTHODE EMPIRIQUE<br />
La méthode traditionnelle de calcul hydraulique (volume d’eau,<br />
test de perméabilité, dimensionnement <strong>des</strong> ouvrages) est complexe,<br />
rigide et elle aborde le projet de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> de<br />
l’eau de pluie uniquement par le calcul.<br />
Dans ce cahier, la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> est basée<br />
sur une méthode empirique qui, dès la genèse du projet, permet<br />
d’envisager différentes solutions et de créer <strong>des</strong> échanges<br />
entre techniciens pour finalement choisir les « métho<strong>des</strong> » les<br />
plus adaptées. Celles-ci tiennent compte non seulement <strong>des</strong><br />
volumes d’eau à stocker et <strong>des</strong> perméabilités, mais également<br />
<strong>des</strong> usages <strong>des</strong> lieux.<br />
Une vérification par le calcul hydraulique (en intégrant la perméabilité<br />
<strong>des</strong> sols) permet ensuite de valider les choix et les<br />
dimensionnements.<br />
Sur base de l’analyse de cas concrets, il apparaît que les volumes<br />
proposés par la méthode empirique sont souvent supérieurs<br />
à ceux obtenus par calcul hydraulique, ce qui fera bénéficier<br />
le projet d’un peu de marge de manœuvre pour prendre en<br />
compte <strong>des</strong> aléas de construction mais également pour pouvoir<br />
gérer un évènement pluvieux plus important.<br />
La méthode empirique permet donc d’être à l’aise pour envisager<br />
les volumes et techniques en fonction du projet sans<br />
être « coincé » par un calcul qui fige.<br />
35<br />
La méthode empirique préconisée se base sur les éléments<br />
suivants :<br />
• Absorber un épisode pluvieux de 60 mm/m 2 soit 60 L/m 2 ;<br />
• Réserver une surface d’infiltration en pleine terre d’au<br />
moins 1/5 de la surface imperméabilisée ;<br />
• Limiter la profondeur de la zone qui sert de stockage<br />
et d’infiltration à 30 cm en moyenne.
La méthode empirique prend en compte un épisode pluvieux<br />
très important (60 mm/m²) et préconise de privilégier la <strong>gestion</strong><br />
de l’eau de pluie dans les espaces verts, afin de bénéficier de<br />
ce qu’on pourrait appeler la « magie hydraulique » de la terre<br />
végétale. Une balise est utile pour vérifier, en fonction du projet,<br />
si la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> est possible en pleine terre sur<br />
la parcelle.<br />
Superficie en pleine terre<br />
Sur base du plan d’implantation du projet, il s’agit de vérifier, par la<br />
formule suivante, si la présence d’espaces verts en pleine terre disponible<br />
pour stocker et infiltrer la pluie de référence (60 mm/m²) est<br />
suffisante, sans pour autant devoir créer <strong>des</strong> noues (ou jardins de<br />
pluie) d’une profondeur moyenne de plus de 30 cm (0,3 m).<br />
S1<br />
S2<br />
S3<br />
S4<br />
S5<br />
Bâtiment (m²)<br />
Cheminement (m²)<br />
Accès/stationnement (m²)<br />
Espaces verts (m²)<br />
Surface en pleine terre prioritaire<br />
pour la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> de pluie<br />
( S1 + S2 + S3 ) x 0,06 m<br />
S5<br />
0,30 m<br />
Cette étape permet de s’assurer que la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong><br />
<strong>pluviales</strong> en pleine terre est possible.<br />
Si la valeur obtenue est supérieure à 0,30 m, il faudra envisager<br />
d’agrandir l’espace en pleine terre utilisé pour la <strong>gestion</strong><br />
<strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> ou d’utiliser un autre outil complémentaire<br />
pour la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> (toiture stockante, etc.).
L’exemple suivant permet de mieux comprendre :<br />
La construction d’une annexe de 20 m ²<br />
Le bâtiment principal est relié à l’égout mais il faut trouver une<br />
alternative pour gérer les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> de la future annexe qui<br />
augmentent l’emprise au sol. Il s’agit d’estimer si le jardinet attenant<br />
au bâtiment permettra de gérer l’infiltration de l’eau de pluie<br />
générée par la construction de la future annexe.<br />
Pour une annexe dont la surface imperméabilisée est de 20 m²<br />
20 m² x 60 l/m² = 1 200 l (ou 1,2 m 3 ) à stocker<br />
et infiltrer dans la surface végétale<br />
A<br />
B<br />
Pour une profondeur de<br />
stockage de 30 cm, il faut :<br />
1,2 m 3 /0,3 m = 4 m 2<br />
Remarque :<br />
60 l/m² est la pluie de référence qu’il faut infiltrer<br />
Pour une plus faible<br />
profondeur de stockage,<br />
il faut plus de surface :<br />
1,2 m 3 /0,1 m = 12 m 2<br />
37<br />
En conclusion, pour infiltrer l’eau de pluie générée par une<br />
annexe de 20 m², il faut au minimum 4m² de pleine terre.<br />
Si ce n’est pas le cas, l’eau de pluie devra être gérée<br />
dans une grave drainante par exemple.
3. IDENTIFICATION DU TYPE DE SOL ET DE SA<br />
PERMÉABILITÉ<br />
La visite du lieu sous l’angle de vue de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong><br />
<strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> permet de comprendre le contexte hydraulique<br />
existant : visualisation de la topographie et <strong>des</strong> exutoires, repérage<br />
de la végétation donnant une idée de la nature <strong>des</strong> sols,<br />
présence d’infrastructures de <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> déjà fonctionnelles,<br />
etc.<br />
L’importance que peut jouer le sol dans la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong><br />
<strong>pluviales</strong> dépend du type de sol. Généralement, trois gran<strong>des</strong><br />
familles sont distinguées en fonction de la présence et de la<br />
taille <strong>des</strong> particules qui forment le sol, <strong>des</strong> plus fines aux plus<br />
grossières : les sols argileux, limoneux et sableux. Toutes les<br />
déclinaisons sont évidemment possibles.<br />
La facilité avec laquelle le sol pourra être travaillé, la quantité<br />
d’eau et d’air qu’il retient et la vitesse à laquelle l’eau peut pénétrer<br />
dans le sol dépend fortement du type de sol.<br />
Le schéma suivant permet de reconnaître rapidement quelques<br />
types de sol « au toucher ».
À Liège, on retrouvera essentiellement sur le plateau hesbignon<br />
<strong>des</strong> sols limoneux très profonds et dans l’Entre-Vesdre et Meuse<br />
<strong>des</strong> sols limoneux avec une présence plus ou moins forte d’une<br />
charge caillouteuse. Dans la vallée, par contre, les sols naturels<br />
sont quasi absents et sont remplacés par sols artificiels sur remblais,<br />
souvent très perméables.<br />
Pour la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> de l’eau de pluie, ce sont les sols limoneux<br />
qui sont les plus intéressants vu leur grande capacité<br />
de rétention et d’infiltration <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>.<br />
Une appréciation visuelle et au toucher avant urbanisation<br />
est plus intuitive qu’une approche technique. Elle permet facilement<br />
une démarche itérative.<br />
La perméabilité d’un sol, ou sa capacité de laisser circuler l’eau<br />
de pluie, s’identifie par un coefficient (ou capacité d’infiltration)<br />
K exprimé en m/s qui correspond à la hauteur d’eau en<br />
mètre infiltrée par le sol en une seconde. Cette capacité d’infiltration<br />
est généralement traduite en mm/h pour une meilleure<br />
visualisation.<br />
39<br />
En fonction du type de sol, ce coefficient varie fortement : un sol<br />
argileux est faiblement perméable, un sol sableux présente une<br />
perméabilité très forte.<br />
Les tables suivantes donnent quelques ordres de grandeur de la<br />
capacité d’infiltration en fonction du type de sol et de différentes<br />
unités de mesure.<br />
K(m/s) 10 -1 10 -2 10 -3 10 -4 10 -5 10 -6 10 -7 10 -8 10 -9 10 -10 10 -11 10 -12<br />
Drainage<br />
Très<br />
bon<br />
Bon<br />
Moyen<br />
Imperméable
Types de sol K (mm/h) K (m/s)<br />
Sol vraiment très perméable (sable, gravier) > 100 > 2,7*10 -5<br />
Sol très perméable (limoneux-sableux) 60 1,7*10 -5<br />
Sol perméable (limoneux-argileux) 30 8,3*10 -6<br />
Sol peu perméable (argile) < 5 < 1,4*10 -6<br />
Soit pour la pluie de référence de 60mm/m² sur terrain vierge :<br />
• Pour les sols sableux, il faut moins de 40 minutes pour<br />
infiltrer la pluie de référence (soit quasi instantané) ;<br />
• Pour les sols de type limoneux / sableux, il faut environ 1<br />
heure pour infiltrer (soit quasi instantané) ;<br />
• Pour les sols de type limoneux / argileux, il faut environ 2<br />
heures pour infiltrer ;<br />
• Pour les sols de type argileux, il faut environ 12 heures<br />
pour infiltrer.<br />
Le type de sol ne contraint donc finalement que très peu la<br />
possibilité d’utiliser les techniques de <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong><br />
<strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>.<br />
4. PRISE EN COMPTE DE LA PERMÉABILITÉ DU SOL<br />
La réalisation de tests de permabilité est une étape indispensable<br />
mais qui ne peut être réalisée qu’en fin de processus de<br />
conception, une fois que le projet d’urbanisation et la proposition<br />
de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> de l’eau de pluie sont déjà bien avancés.<br />
Ils pourront ainsi être réalisés au moment opportun, aux bons<br />
endroits et à la bonne profondeur, avec la bonne interprétation<br />
pour conforter un calcul et une conception d’aménagement.<br />
Dans le cas de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> de l’eau de pluie, c’est le test<br />
de Matsuo qui sera privilégié à celui de Porchet. En effet, le<br />
premier se réalise dans la couche superficielle du sol.
C’est pour cela qu’il se rapproche le plus <strong>des</strong> principes énoncés<br />
dans ce cahier <strong>pratique</strong>.<br />
Une analyse du type de sol en présence et de ses diffférents<br />
horizons*, associée aux tests de perméabilité, pourra venir<br />
corroborer l’approche visuelle dans un second temps.<br />
Les tests de perméabilité doivent être réalisés aux différents<br />
lieux d’infiltration projetés et dans la couche superficielle du<br />
sol (± 30 cm).<br />
Dans la méthode empirique, la prise en compte de la perméabilité<br />
du sol a un impact sur le temps de vidange et non<br />
sur la capacité de stockage. Avec <strong>des</strong> perméabilités contraignantes<br />
(type sol argileux), qui sont de l’ordre de 10 -6 m/s soit<br />
3.6 mm/h, l’infiltration de 30 cm d’eau dans un jardin de pluie<br />
nécessite 3,5 jours de temps de vidange. Par contre, avec un<br />
sol limoneux-argileux (type de sol courant à Liège) présentant<br />
une capacité d’infiltration de l’ordre de 30 mm/h, le temps de<br />
vidange se réduit à 10 heures.<br />
En fonction de l’usage principal de l’espace d’infiltration, il est nécessaire<br />
de viser un temps de vidange court (espace de jeux avec<br />
mobilier, espace vert de proximité visuelle, etc.) ou un temps de<br />
vidange plus long (partie de jardin peu utilisée, zone plantée, etc.).<br />
En fonction <strong>des</strong> cas, la zone de stockage devra être adaptée.<br />
41<br />
Pour l’exemple qui suit, 2 cas de figure sont illustrés :<br />
A. Cas favorable de capacité d’infiltration (K=30 mm/h<br />
ou 3 cm/h)<br />
B. Cas défavorable de capacité d’infiltration (K=3,6 mm/h ou<br />
0,36 cm/h)<br />
La construction d’un bâtiment de 100 m² au sol avec un espace<br />
en pleine terre qui présente une superficie de plus de 1/5 de<br />
la superficie imperméabilisée. Dans l’exemple l’espace extérieur<br />
présente une superficie de 60 m².<br />
*<br />
Horizons du sol : Le sol est subdvisé en strates ou couches superposées, appelés horizon.<br />
Chaque strate se différencie de la suivante par une épaisseur, la granulométrie ou son altération. Lors<br />
<strong>des</strong> essais de perméabilité du sol, il est toujours intéressant de définir les caratéristiques du sol en<br />
place, en sachant que dans le cas de la <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>, c’est l’horizon organique,<br />
superficiel, qui est le plus intéressant.
La construction d’une maison de 100 m 2 au sol avec<br />
un jardin qui présente une superficie de plus de 1/5<br />
de la superficie imperméabilisée (ici 60 m ² )<br />
Pour une maison urbaine dont la<br />
surface imperméabilisée est de 100 m²,<br />
la surface de stockage est de 60 m²<br />
La situation<br />
rencontrée<br />
100 m² x 60 l/m² = 6 000 l (ou 6 m 3 ) à stocker<br />
et infiltrer dans la surface végétale de 60 m²<br />
soit sur une hauteur d’eau de 10 cm<br />
L’estimation<br />
du volume<br />
à stocker<br />
A<br />
Le sol est perméable<br />
Pour un coéfficient<br />
d’infiltration K de 30 mm/h :<br />
B<br />
Le sol est moins perméable<br />
Pour coéfficient<br />
d’infiltration K de 3,6 mm/h :<br />
Le temps de vidange est<br />
extrêment court et l’espace<br />
peut accueillir tous les usages<br />
Un temps de vidange de 24h<br />
est acceptable pour tout type<br />
d’usage et d’aménagement.<br />
Remarque :<br />
60 l/m² est la pluie de référence qu’il faut infiltrer<br />
Dans cet exemple, la perméabilité du sol n’est pas contraingante<br />
et permet de gérer l’eau de pluie dans le jardin
Un parking d’une superficie de 800 m²<br />
Les surfaces de circulation et de stationnement sont en asphalte,<br />
soit une surface imperméable de 32 m x 25 m= 800 m².<br />
Une pluie de 60mm va générer un volume d’eau à stocker et<br />
infiltrer de 48 m³ soit 48 000 litres (800 m² * 60 mm/m²).<br />
Pour un parking de 800 m²<br />
800m² x 60L/m² = 48.000L à stocker et infiltrer<br />
soit 48 m³ : quel est le temps de vidange en cas d’une noue<br />
de 30 cm de profondeur ?<br />
A<br />
Pour un coefficient<br />
d’infiltration K de 30 mm/h :<br />
B<br />
Pour un coefficient<br />
d’infiltration K de 3,6 mm/h :<br />
43<br />
Temps de vidange très court,<br />
adapté à tous les usages<br />
L’usage du lieu permet<br />
un temps de vidange long.<br />
Remarque :<br />
60 l/m² est la pluie de référence qu’il faut infiltrer<br />
Dans le cas B de cet exemple, la noue ne pourra être engazonnée<br />
car elle supportera difficilement la présence d’eau sur<br />
un temps aussi long. Les plantations devront être adaptées.
Où et comment infiltrer<br />
les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> ?<br />
(Comment appliquer<br />
concrètement le principe n°3)
1. NOUE ET JARDIN DE PLUIE<br />
L’intérêt de la noue ou du jardin de pluie<br />
La noue ou plus largement le jardin de pluie est un espace vert<br />
présentant une légère dépression et pouvant être aménagée de<br />
manière paysagère. Les végétaux intégrés à la noue / jardin de<br />
pluie permettent, entre autre, d’améliorer l’infiltration <strong>des</strong> <strong>eaux</strong><br />
<strong>pluviales</strong> dans le sol, de dégrader certaines formes de pollution,<br />
d’améliorer la biodiversité, etc. Vu sa forme légèrement en<br />
creux, elle peut également servir de zone de stockage temporaire<br />
<strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> provenant <strong>des</strong> toitures <strong>des</strong> bâtiments,<br />
de voiries, cheminements, parkings, etc.<br />
La conception de la noue/jardin de pluie<br />
Même s’il existe différentes types de noues, ce cahier privilégie la<br />
noue mixte qui permet l’infiltration ainsi que le stockage temporaire<br />
et qui s’intègre de manière quasi invisible dans un espace<br />
vert. Vu sa faible profondeur, son entretien est facile, voire inutile.<br />
Une attention particulière doit être portée aux éléments suivants :<br />
45<br />
• la profondeur : privilégier une noue ou un jardin de pluie peu<br />
profond permet un entretien facile, une bonne intégration<br />
paysagère et évite tout risque de chute. La Ville de Liège<br />
préconise dès lors une moyenne de 30 cm de profondeur ;<br />
• la largeur : en fonction de la profondeur maximum recommandée,<br />
les noues doivent présenter une largeur de miminum<br />
100 cm pour faciliter l’entretien ; la largeur peut être<br />
variable en fonction de l’endroit du projet ;<br />
• le choix <strong>des</strong> essences plantées est déterminant pour :<br />
a. assurer la stabilité <strong>des</strong> talus ;<br />
b. créer l’esthétique et protéger la biodiveristé ;<br />
c. favoriser l’infiltration ;<br />
d. faciliter la maintenance (entretien) ;<br />
e. éventuellement empêcher le stationnement.<br />
• éviter de creuser pour préserver la terre végétale existante<br />
sur le lieu d’infiltration.
Un système particulier : l’échelle d’eau<br />
L’échelle d’eau est un système complémentaire qui permet de<br />
stocker à l’aplomb de la haie ou <strong>des</strong> plantations d’avantage<br />
d’eau (250 L/mct) avant de l’infiltrer soit latéralement soit verticalement.<br />
1<br />
2<br />
L’alimentation de la noue<br />
Échelle d’eau :<br />
1. Surverse<br />
2. Infiltration<br />
Il convient au maximum d’appliquer une alimentaiton diffuse<br />
en surface :<br />
• en pied de <strong>des</strong>cente d’eau pluviale, l’eau doit être orientée<br />
vers la noue ou le jardin de pluie le plus rapidement possible.<br />
Un enrochement est parfois nécessaire au pied de la<br />
<strong>des</strong>cente afin d’éviter un ravinement éventuel<br />
• une rue ou toute autre superficie imperméabilisé de plus<br />
grande taille devrait prévoir une monopente qui permet de<br />
gérer l’eau de pluie de manière diffuse avec une seule noue,<br />
ce qui limite les superficies nécessaires pour la noue et la<br />
charge d’entretien.<br />
2<br />
3<br />
1<br />
Voirie monopente :<br />
1. Bordure affleurante<br />
2. Noue<br />
3. Pleine terre
La <strong>gestion</strong> de l’eau de pluie se fait dans une noue. Pour laisser passer<br />
l’eau, la bordure entre le parking et le cheminement est interrompue.<br />
47<br />
L’eau de pluie de cet abri-vélo<br />
avec toiture verte est directement<br />
dirigée dans un espace<br />
végétalisé en légère dépression.<br />
Si l’eau de pluie ne peut être infiltrée<br />
directement au pied <strong>des</strong><br />
bâtiments, une rigole peu profonde<br />
permet de l’amener vers<br />
un espace végétalisé qui permet<br />
l’infiltration.
La noue d’infiltration se situe dans la zone de recul complètement<br />
végétalisée<br />
La noue en légère dépression est quasi invisible au vu de la surface<br />
de pelouse. Elle permet de gérer l’eau de pluie provenant du cheminement.
Les plantations doivent être adaptées aux pentes, la pente de la<br />
noue désaxée ne permet pas un bon développement de la pelouse.<br />
49<br />
Cette petite noue permet de gérer une partie de l’eau de pluie de<br />
l’espace-rue. Sa faible profondeur et la végétation rudérale * facilitent<br />
l’entretien.<br />
*<br />
Végétation rudérale : plante qui pousse de manière spontanée.
2. TOITURE STOCKANTE<br />
L’intérêt de la toiture stockante<br />
Les toitures stockantes sont nécessairement <strong>des</strong> toitures plates,<br />
de plus en plus présentes dans les projets de construction. Au<br />
niveau de la <strong>des</strong>cente d’eau pluviale, un régulateur de débit est<br />
placé, ce qui permet de ralentir le débit et ainsi de créer un stockage<br />
temporaire de l’eau de pluie.<br />
Les toitures traditionnelles sont dimensionnées pour supporter<br />
la neige en combinaison du vent (surcharge exeptionnelle). Ceci<br />
représente une contrainte supérieure aux 60 mm d’eau pluviale<br />
à stocker temporairement, comme préconisé dans ce guide. Il<br />
ne faut donc pas de renforcement structurel. Par contre, l’usage<br />
et l’aménagement d’une toiture accessible (terrasse, toiture-jardin,<br />
etc.) génère un poids supplémentaire qui nécessitera un<br />
reforcement de la structure. La surcharge exceptionnelle sera<br />
alors couplée à une surcharge d’exploitation.<br />
Il n’y a pas plus de risque de surpoids, car le système de surverse<br />
est maintenu au même titre qu’une toiture traditionnelle. Il<br />
est simplement rehaussé de 60 mm par le système.<br />
La conception de l’ajutage de l’eau de pluie en toiture plate<br />
Afin d’obtenir une zone de stockage de 6 cm de haut (soit pour<br />
une pluie de 60 mm), on emboite un tuyau de 6 cm de haut<br />
dans la <strong>des</strong>cente d’eau pluviale traditionnelle. L’eau s’évacuera<br />
de manière régulée par le biais d’un ou plusieurs petits trous au<br />
pied de ce tuyau. Il faut ensuite définir la zone d’infiltration (dans<br />
le jardin ou en fondation) et y conduire l’eau.<br />
Le diamètre du ou <strong>des</strong> trous d’évacuation sera déterminé en<br />
associant la hauteur d’eau (pression) et de la vitesse d’évacuation<br />
souhaitée. Des appareils calibrés sont vendus dans le commerce.<br />
Au-delà <strong>des</strong> 6 cm de haut, si la pluie continue, elle s’évacue à<br />
débit instantané en trop-plein (surverse) dans la même <strong>des</strong>cente<br />
d’eau pluviale.
A) Sans ajutage<br />
B) moins de 60 mm de pluie<br />
1<br />
51<br />
2<br />
C) plus de 60 mm de pluie<br />
5 4<br />
3<br />
1. Régulateur de débit, système qui peut être couplé à un capteur<br />
de niveau avec alarme<br />
2. Tuyau de <strong>des</strong>cente<br />
3. 60 mm eau stockée temporairement<br />
4. Surverse ou trop-plein<br />
5. Trop-plein de sécurité
A quel débit / quel temps de vidange ?<br />
Le temps de vidange en toiture sera déterminé en fonction de la<br />
capacité d’infiltration au pied de la <strong>des</strong>cente d’eau pluviale, au<br />
niveau du jardin ou en grave drainante. Si le temps de vidange<br />
est court, le volume d’eau à prendre en compte pour l’infiltration<br />
sera important (le débit est quasi instantané). Dans ce cas, il faudra<br />
une surface importante pour infiltrer. Si on décide d’un débit<br />
très faible, le volume d’eau à infiltrer sera faible, ce qui permet<br />
de limiter les surfaces nécessaires au sol. De plus, un stockage<br />
plus long en toiture permet de profiter de l’évaporation de l’eau,<br />
qui contribue au rafraîchissement de l’air ambiant.<br />
Ce guide conseille de retenir un débit de 0.01 l/s par 100m²<br />
de surface imperméable. Pour illustrer un tel débit, cela revient<br />
à vider 1 bouteille de ½ litre en 50 secon<strong>des</strong>, soit un filet<br />
d’eau très limité, ce qui permet de rassurer sur les quantités<br />
d’eau à infiltrer dans le jardin.<br />
Entretien ?<br />
Ce système ne nécessite pas plus d’entretien qu’un entretien<br />
classique de toiture non accessible.<br />
Si mon tuyau est bouché ?<br />
Une surverse complémentaire peut être installée à travers l’accrotère,<br />
toujours à 60 mm de haut, et ce au-<strong>des</strong>sus de la porte<br />
d’entrée afin d’être alerté instantanément d’un souci éventuel<br />
en toiture. Une autre solution est l’installation d’un capteur avec<br />
alarme mesurant le niveau d’eau qui permettra d’identifier le<br />
tuyaux bouché.<br />
Les pluies de 60 mm sont principalement <strong>des</strong> pluies estivales.<br />
Ces pluies arriveront sur une surface chaude, ce qui favorisera<br />
l’évaporation, surtout avec <strong>des</strong> temps de vidange longs, limitant<br />
ainsi les rejets régulés en infiltration dans les jardins.<br />
Le choix du lieu d’infiltration<br />
Une fois régulée, l’eau de pluie peut être infiltrée dans les espaces<br />
extérieurs (noue, jardin de pluie), mais également dans la grave<br />
drainante située en-<strong>des</strong>sous d’un revêtement imperméable.
Toiture végétale et stockante<br />
Les toitures peuvent être éventuellement pourvues de gravier<br />
ou être végétalisées, ce qui permet une meilleure intégration<br />
paysagère et l’apport d’autres bienfaits, par exemple,<br />
en termes d’inertie thermique du bâtiment ou de biodiversité.<br />
Le stockage d’eau en toiture végétale permet l’évapotranspiration,<br />
en complément de l’action du soleil et du<br />
vent (évaporation). De plus, l’effet éponge de la toiture végétale<br />
permettra d’absorber directement les petites pluies. Une<br />
surhauteur de 6 cm reste nécessaire pour stocker la pluie<br />
suivante ou une pluie plus conséquente.<br />
53<br />
Jardin potager situé sur la toiture plate d’un immeuble, qui est également<br />
pourvu d’une fonction de stockage.<br />
3. GRAVE DRAINANTE / FONDATION RÉSERVOIR<br />
L’intérêt de la grave drainante<br />
La grave drainante ou fondation stockante est une zone de<br />
stockage souterraine plurifonctionnelle : elle est d’abord utilisée<br />
pour ses caractéristiques mécaniques (en fondation de chaussée,<br />
de parking, de trottoirs, etc.). Mais elle peut également assumer<br />
une fonction hydraulique de stockage et d’infiltration. La<br />
mise en œuvre sur <strong>des</strong> épaisseurs assez faibles et étalées sur
de gran<strong>des</strong> surfaces favorise l’infiltration de manière diffuse. À<br />
titre indicatif, l’indice de vide moyen pour une grave de granulométrie<br />
discontinue 20/60 est de 30%.<br />
Comment permettre à l’eau de rejoindre la fondation<br />
stockante ?<br />
Le revêtement poreux * est la solution la plus simple. Ainsi, l’eau<br />
de pluie passe instantanément à travers le matériau de surface<br />
pour être stockée temporairement dans la grave drainante. La<br />
très bonne perméabilité <strong>des</strong> matériaux poreux (K compris entre<br />
10 -3 et 10 -2 ) permet d’associer au sein d’un même projet <strong>des</strong><br />
matériaux poreux et étanches.<br />
L’eau qui ruisselle sur les revêtements étanches rejoint les revêtements<br />
poreux et s’infiltre.<br />
1<br />
2<br />
3<br />
1. Revêtement étanche<br />
2. Revêtement poreux<br />
3. Grave drainante<br />
La mise en place de joints poreux entre <strong>des</strong> matériaux étanches<br />
(type dalle ou pavés) est une solution alternative. La largeur <strong>des</strong><br />
joints sera calculée en fonction de l’indice de perméabilité du<br />
joint (sable, gravier, gazon, etc.).<br />
1<br />
2<br />
3<br />
1. Joint poreux végétal<br />
2. Joint poreux<br />
3. Grave drainante<br />
*<br />
Revêtement poreux : On entend par revêtement poreux ou drainant <strong>des</strong> revêtements dont la<br />
couche de roulage est perméable et poreuse.
Comme le montre le photomontage, l’eau de pluie (de la toiture<br />
et de la place) est gérée sous l’ensemble de l’esplanade dans la<br />
grave drainante. Les galets peuvent être remplacés par du gazon,<br />
<strong>des</strong> plantations, un matériaux poreux (si on veux rendre par<br />
exemple l’espace accessible aux PMR)… On choisira la solution<br />
en fonction de l’usage <strong>des</strong> lieux, de la superficie disponible, de<br />
l’ambiance paysagère, etc.<br />
55
Cas particuliers
1. TERRAIN EN PENTE<br />
Les dispositifs doivent être adaptés en présence<br />
de terrains en pente<br />
La <strong>gestion</strong> <strong>intégrée</strong> de l’eau de pluie est également possible en<br />
présence de terrains en pente, mais nécessite <strong>des</strong> dispositifs qui se<br />
développent en longueur ou en surface. Parfois, la réalisation d’une<br />
petite butte à proximité du point bas est une solution peu onéreuse<br />
et efficace lorsque le volume d’eau de pluie à gérer est peu important.<br />
Cela permet de créer un petit volume de stockage et de préserver<br />
le sol. Des plantations peuvent venir renforcer le dispositif.<br />
57<br />
L’empierrement ne favorise pas l’infiltration et nécessite un bassin<br />
d’infiltration en aval. De plus, il présente un coût important et ne permet<br />
pas d’assurer d’autres fonctions. Le système de redent avec<br />
trop-plein (ou surverse) crée un effet de cascade.<br />
La noue est ici végétalisée sur sur toute la largeur. Les cloisonnements<br />
restent toutefois nécessaires pour une autonomie d’infiltration.
La noue est végétalisée de manière plus intensive, ce qui réduit les<br />
coûts d’entretien. Les plantes sont hygrophiles * et les cloisonnements<br />
sont renforcés par <strong>des</strong> éléments en béton.<br />
2. NAPPE AFFLEURANTE<br />
Les techniques alternatives sont possibles quelle<br />
que soit la profondeur de la nappe<br />
La proximité de la nappe n’empêche pas d’y restituer l’eau.<br />
C’est souvent le cas avant l’urbanisation d’un terrain : l’eau<br />
de pluie pénètre dans la couche supérieure du sol et percole<br />
jusqu’à la nappe même si celle-ci est proche, et même si en période<br />
de fortes pluies la saturation peut générer un ruissellement<br />
ou une accumulation.<br />
De plus, les phénomènes de circulation d’eau dans le sol sont<br />
complexes. L’infiltration n’est pas uniquement verticale, elle est<br />
aussi « horizontale ». Un système de drainage à faible profondeur<br />
peut venir en appui pour faciliter l’évacuation <strong>des</strong> <strong>eaux</strong>.<br />
En cas de nappe affleurante, une végétation relativement dense<br />
peut avoir un effet positif par absorption d’une partie <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> qui<br />
permettra de diminuer la quantité d’eau à infiltrer et/ou à évacuer.<br />
*<br />
Plante hygrophile : plante qui pousse en milieu humide.
3. POLLUTION<br />
En cas de sous-sol pollué, l’infiltration est possible<br />
dans certaines conditions<br />
En cas de sol pollué, la faisabilité de l’infiltration doit à l’évidence<br />
être analysée finement mais ne doit pas être écartée d’office.<br />
Avant la réalisation du projet d’urbanisation, les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong><br />
s’infiltrent certainement dans le sol. Dans certains cas, il n’y a<br />
pas de « lessivage » (ou transport <strong>des</strong> polluants) par la pluie.<br />
Dès lors, les polluants ne migrent pas en profondeur et du coup<br />
n’atteignent pas la nappe. L’urbanisation peut fournir l’occasion<br />
d’améliorer la situation, par exemple en dirigeant les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong><br />
vers <strong>des</strong> fenêtres d’infiltration non polluées ou en infiltrant<br />
éventuellement sous la couche de sol contaminée.<br />
4. PUITS DE MINE<br />
Avant la réalisation du projet d’urbanisation, les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong><br />
s’infiltrent certainement dans le sol, même dans la zone occupée<br />
par le puits de mine. En récoltant les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> en vue de les<br />
infiltrer, il faut préserver le caractère diffus du cycle naturel de l’eau<br />
et éviter une concentration de l’infiltration à proximité du puits.<br />
59<br />
5. ZONES DE CAPTAGE<br />
Présence de zone de prévention de captage ?<br />
Avant la réalisation du projet d’urbanisation, les <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong><br />
s’infiltrent certainement dans le sol, même dans les zones de<br />
prévention de captage. Il est donc nécessaire de ne pas déteriorer<br />
la situation et de respecter la législation en vigueur.<br />
Séparateur d’hyrocarbure ?<br />
Ces ouvrages ne sont pas nécessaires, car les ouvrages hydrauliques<br />
privilégiés dans ce carnet sont <strong>des</strong> ouvrages plurifonctionnels<br />
et surfaciques, sans concentration d’eau et sans<br />
nécessité donc de se préoccuper <strong>des</strong> pollutions diffuses. En<br />
fonction du choix de plantations, les polluants seront plus ou<br />
moins bien fixés.
Références
LÉGISLATION EN VIGUEUR<br />
Article R.277 § 4 du Code de l’eau qui précise que « [Sans préjudice<br />
d’autres législations applicables, [les habitations dont le<br />
permis d’urbanisme, pour sa construction, sa reconstruction ou<br />
la création d’un nouveau logement au sens de l’article D.IV.4 du<br />
CODT, a été délivré en première instance après le 31 décembre<br />
2016 évacuent leurs <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong>] :<br />
• 1° prioritairement dans le sol par infiltration;<br />
• 2° en cas d’impossibilité technique ou de disponibilité insuffisante<br />
du terrain, dans une voie artificielle d’écoulement ou<br />
dans une eau de surface ordinaire;<br />
• 3° en cas d’impossibilité d’évacuation selon les points 1° ou<br />
2°, en égout.] »<br />
61
RÉFÉRENCES<br />
ADOPTA, Les techniques alternatives au service d’une <strong>gestion</strong><br />
durable et <strong>intégrée</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong><br />
APUR, Référentiel pour une <strong>gestion</strong> à la source <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong><br />
dans la métropole, <strong>Cahier</strong>s 1, 2 et 3, 2019<br />
BRUXELLES ENVIRONNEMENT, Infos-Fiches-Bâtiment durable<br />
BUNDESMINISTERIUM NACHHALTIGKEIT UND TOU-<br />
RISMUS, Leitfaden Regenwasserbewirtschaftung, Wien 2019<br />
COMMUNAUTÉ D’AGGLOMÉRATION HÉNIN-CARVIN, Intégrer<br />
la <strong>gestion</strong> <strong>des</strong> <strong>eaux</strong> <strong>pluviales</strong> dans les aménagements-<br />
Guide <strong>pratique</strong><br />
OFFICE DES PUBLICATIONS DE L’UNION EUROPÉENNE,<br />
Surfaces dures – coûts cachés, Rechercher <strong>des</strong> solutions<br />
pour remédier à l’occupation <strong>des</strong> terres et à l’imperméabilisation<br />
<strong>des</strong> sols, 2013
AUTEURS<br />
Document rédigé par le Département de l’Urbanisme et de<br />
l’Aménagement du territoire avec la participation d’Elleny.<br />
Version : 2023<br />
63
Éditeur responsable : Département de l’Urbanisme<br />
La Batte 10 B-4000 Liège / Impression : CIN - Ville de Liège