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Stockage des eaux pluviales : les solutions évoluent
Jacques-Olivier BARUCH de GROUPE ROUGE VIF 31 mai 2019 Paru dans N°422 - à la page 49

L’imperméabilisation des sols, de même que les changements climatiques, conduisent à des phénomènes extrêmes de plus en plus fréquents. Dans le même temps, l’essor des techniques alternatives privilégiant l’infiltration et la gestion intégrée des eaux pluviales a profondément modifié les finalités et les objectifs du stockage des eaux pluviales. Devenu multifonctions, le stockage des eaux pluviales, permet tout à la fois de limiter la montée en charge du réseau, de réduire les risques d’inondations, de favoriser l’infiltration tout en devenant un élément clé de l’aménagement urbain. Les fabricants de solutions de stockage et de gestion des eaux pluviales s’adaptent à ces évolutions et proposent désormais des solutions de stockage diversifiées.

Protection de l’environnement, occupation de sols, aléas climatiques, événements extrêmes, les collectivités se mobilisent. Et ce, à tous les échelons, depuis l’État jusqu’aux collectivités locales et même les particuliers. La loi 92-3 du 3 janvier 1992, dite loi sur l’eau, ainsi que la loi sur l’eau et les milieux aquatiques de 2006, rendent obligatoire la mise en place de solutions de stockage, de rétention et de régulation des eaux pluviales, que ce soient les eaux de pluies, celles qui tombent directement des toitures ou celles de ruissellement, qui se chargent en produits polluants sur les surfaces imperméabilisées, tels les routes ou les parkings.
La montée des besoins en petits volumes est portée par la nécessité de retenir les eaux de pluie sur leur point de chute. Avec Pack’eau, Sebico développe des solutions “double fonction” qui combinent la fonction stockage pour l’utilisation de l’eau de pluie et la fonction rétention pour réguler le rejet vers l’exutoire.

Cette eau est en passe de devenir un bien précieux pour lequel le transport et l’assainissement coûtent de plus en plus cher. « La conscience collective s’éveille, reconnaît Olivier Kuhlmann, directeur général de Birco France. Mais la loi n’est pas encore très précise. Elle devrait évoluer dans les prochaines années et devenir plus contraignante ».

Pour une rétention et un stockage à la parcelle, Rehau vient de présenter le Rausikko One, un bassin pré-assemblé qui permet de poser, en un seul bloc, un bassin de 6 à 38 m3, pour seulement 2,40 m de largeur.

« En Belgique, la récupération d'eau de pluie (pour le jardin, la réutilisation pour la maison, la réserve incendie, ...) et les bassins de régulation de débit des eaux de ruissellement avant rejet au réseau sont monnaie courante car cela reste avant tout un geste écologique, sans obligation, estime Nicolas Schroeder chez Eloy Water, qui, grâce à une expérience de plus de 50 ans sur ce marché, propose des solutions plug & play en béton de 4,5 à 110 m³ et des kits électromécaniques adaptés. En France, la demande reste constante depuis des années pour nos produits destinés à la réutilisation de l'eau de pluie. Nous observons par contre une consommation de cuves aux volumes plus importants (10 à 20 m³). La demande concernant les réserves incendie et la régulation de débit des eaux de ruissellement est quant à elle de plus en plus fréquente. Ce qui est logique du fait de l'urbanisation des espaces verts. A l’heure actuelle, l'enjeu de la gestion de l'eau à la parcelle revient de plus en plus dans les échanges. Il est nécessaire de se pencher sur la gestion cohérente et adaptées des eaux à la parcelle, en définissant des règles claires permettant la réutilisation aussi bien des eaux usées traitées, que de l'eau de pluie (à l'intérieur comme à l’extérieur de la maison) et de l'eau de ruissellement. Des solutions innovantes économiques et compactes doivent être imaginées pour cela ».

Rétention : les techniques évoluent

Plus question de rejeter directement les eaux pluviales au réseau et saturer au moindre événement pluvieux les stations d’épuration comme c’était encore le cas il y a quelques décennies. Il faut aujourd’hui a minima les retenir, et au mieux les traiter sur place avant de les laisser s’infiltrer au plus près de là où elles sont tombées, ce qui s’apparente à une gestion à la source. La rétention des eaux pluie n’est pas, à proprement parler, véritablement nouvelle, mais les techniques et les modalités de sa mise en œuvre sont en train de changer.
Vue du Réservoir Monobloc KS-Rainbox de Funke.

L’espace urbain et même péri-urbain venant à manquer, et la prise en compte de certaines nuisances, comme par exemple les nuisances olfactives ou visuelles, modifient les modes de rétention de stockage qui évoluent de manière à assurer à l’espace une double fonction. Ils sont alors constitués soit d’éléments modulaires en béton développés par Chapsol ou Stradal, en polyéthylène renforcé d’acier comme le nouveau MegaPipe Paladex commercialisé par Fränkische, en acier galvanisé comme les tuyaux très grands diamètres de Tubosider qui peuvent stocker 6,7 m³/ml pour un diamètre de 2.900 mm, ou bien encore des cuves en polyéthylène, en béton ou en polyester comme le propose Sebico avec sa gamme Pack’eau, ou encore de tunnels en polyéthylène (HDPE) ou polypropylène (PP de chez Birco). Hauraton propose également une gamme modulaire de tunnels, tout polypropylène, pour la réalisation de bassin de rétention ou infiltration. La rétention est aussi réalisée grâce à des structures légères, les SAUL (structures alvéolaires ultra-légères), proposées par des fabricants tels que Rehau, Funke, Wavin, Graf, Nidaplast ou encore ACO qui conçoit, produit et commercialise deux types de SAUL : ACO Stormbrixx SD, adapté aux espaces verts et véhicules légers et ACO Stormbrixx ST et QBat, adaptés au trafic et aux charges lourdes.

350 m3 de modules ACO Stormbrixx SD ont été posés à l’Espace Natura Verde à Halluin dans le département 59, qui accueille 57 maisons et 93 appartements.

Enfin, F-Reg propose un concept qui permet d'utiliser le réseau de collecte lui-même pour réaliser un stockage tampon et même pour répartir l'infiltration des eaux tout le long du réseau de collecte, quelle que soit sa pente, grâce à des vannes de régulation spécifiques.

Prendre en compte, au niveau local, les effets du changement climatique

Paradoxalement, les capacités demandées par les aménageurs ont tendance à la fois à augmenter et rétrécir sous la pression des changements climatiques. Là ou la pluviométrie était déjà faible, elles ont tendance à diminuer un peu plus. Là ou elle était importante, par exemple dans le Sud-Est de la France, elle augmente encore sous l’effet d’épisodes de pluies plus intenses nécessitant des capacités de stockage supérieures. Pour Olivier Kuhlmann chez Birco, les pluies décennales dépassent aujourd’hui les anciennes pluies centennales. Il faut donc s’adapter et développer des volumes de tamponnage plus variés pour les stocker. 
Les besoins en gros volumes portent les solutions modulaires. Pose d’une solution MegaPipe DN 2000 et DN 2200 de Frankische à Boussens (33) en octobre 2018,  d’une capacité de 490 m3.

Un autre phénomène pousse en ce sens : les données météorologiques régionales laissent peu à peu la place à des données locales, bien plus précises, qui permettent d’affiner les volumes de stockage nécessaires, souvent plus importants en certains endroits. « Nous sommes de plus en plus sollicités pour des bassins en SAUL de très gros volumes, jusqu’à 4.000 voire 5.000 m³ dans le sud de la France, où les précipitations importantes et subites justifient la mise en œuvre de solutions de stockage tampon efficaces », précise Cynthia Him, Chef de produits chez Rehau. Ces structures légères et modulaires savent s’adapter à tous les volumes, même les plus importants. Le plus souvent, elles se montent sur place en emboîtant les différents modules les uns aux autres. Mais dans le cas des très petits bassins pour de la rétention à la parcelle, elles peuvent également être assemblées et testées en usine avant d’être livrées “clé en main” sur chantier. Cette solution, nommée RAUSIKKO One, a été présentée par Rehau en janvier dernier.

Chez Hauraton, une solution couplant drainage et rétention est proposée. Avec l’association des produits HICAP et TWIN, ce système, tout polypropylène, permet de tamponner et stocker jusqu’à 1,5 m³/ml. Ce système peut être décliné pour un stockage franc ou une infiltration.

Petits volumes : une montée en puissance

La montée des besoins en petits volumes est une autre tendance forte du marché, portée par la nécessité de retenir les eaux pluviales sur leur point de chute en les récupérant puis en les stockant. Logiquement, les solutions se développent en ce sens. Polypipe a ainsi développé une solution dédiée, le kit mini bassins (KMB) Polystorm, pour la gestion à la parcelle en polypropylène vierge ou recyclé pour des volumes de 3 à 12 m³. « Sous la pression des collectivités, nous avons davantage de demandes des particuliers sur des petits volumes (de 3 à 15 m³) avec débit régulé, reconnaît Nicolas Vollerin, responsable produits chez Polieco. Le flux d’eau ainsi récupéré peut être tamponné avec un rejet direct ou stocké pour une utilisation d’eau de pluie propre au logement comme l’arrosage du potager ou des espaces verts ». Des solutions associant un volume dédié à la rétention et au rejet vers le réseau à débit calibré avec un volume dédié au stockage pour des usages variés (nettoyage, réserve incendie, irrigation…) se sont développées.
Stockage, rétention, bassins d’orage ou réserves incendies, l’Ecobassin® de Chapsol, constitué d’éléments-cadre préfabriqués, en béton armé, juxtaposés et fixés mécaniquement entre eux, répond à de nombreuses familles de besoins.

On peut citer la gamme de stockage et rétention des eaux à débit régulé par pompe ou gravitaire Pack’eau de Sebico ou encore les nombreux dispositifs “plugs and play” en béton, en polyéthylène ou en polyester développés par Graf avec sa gamme Platine plus, mais aussi Sotralentz Habitat, Simop, Plasteau, Saint-Dizier Environnement, Eloy Water ou encore Polyway.

Gros volumes : portés par la multiplication d’événements extrêmes

L’urbanisation, la progression inquiétante de l’imperméabilisation, mais aussi les exigences réglementaires en matière de lutte contre les inondations, portent depuis plusieurs années la mise en place de solutions de rétention, de stockage et de régulation des eaux pluviales. Et parfois sur de très très gros volumes. A Issy-les-Moulineaux, le département des Hauts-de-Seine a investi plus de 30 M€ pour réaliser un bassin de stockage des eaux pluviales enterré sous un stade, profond de 25 mètres, de 40 mètres de diamètre, d’une capacité de 23.400 m³.
Reguléo de Simop permet de réguler les débits lors d'événements pluvieux importants afin de limiter l'engorgement des réseaux. Ce système peut être utilisé en complément d'un Saul, d'une fosse de stockage, ou d'une noue. Il permet d'obtenir une régularité même à faible débit. Sa commercialisation est prévue pour le mois de septembre prochain.

Ces besoins en gros volumes portent les solutions modulaires. Les buses métalliques de Tubao prennent ainsi la forme de réservoirs de rétention, de bassins d’orage de puits d’infiltration, de réserve incendie, de bassin de stockage et savent s’adapter aux zones d’activités industrielles, commerciales comme aux infrastructures routières pour des capacités quasi-illimitées.

Cimentub, positionnée sur les ouvrages préfabriqués sur mesure, a conçu l’ouvrage de régulation du bassin d’eaux pluviales sur la ZAC de Cantaussel à Saint Brès (34). Les épisodes pluvieux spécifiques à la région et la forte urbanisation ont nécessité un dimensionnement adapté pour cet ouvrage sur mesure décomposé en 3 parties du fait de son gabarit. Il est équipé d’une vanne d’obturation, d’un clapet anti-retour et de l’ensemble des équipements d’accès et de sécurité.

Les solutions gros volume proposées par Tubao sont désormais complétées avec la solution Weholite en PEHD. L’intérêt de ce produit réside dans son côté recyclable, ces applications multiples et sa durée de vie centenaire. Toutes les infrastructures sont désormais concernées, même les terrains de foot. Tubosider a ainsi équipé le grand stade de Lyon par un réservoir en acier galvanisé de 2.500 mm de diamètre, qui récupère les eaux de toitures pour l’arrosage de la pelouse. « De même, la loi Alur a poussé les professionnels à revoir les parkings tout bitume », souligne Nathalie Busin, responsable marketing chez Nidaplast. L’entreprise propose ainsi des parkings extérieurs perméables avec son Nidagravel pour des drainages en gravier ou son Nidagrass pour du gazon naturel. Car il faut bien rendre l’eau au milieu naturel. Cette restitution des eaux au milieu se fait soit par un drainage en sortie de canalisations, soit par infiltration.

Placé en amont du système StormTech de Birco, le tunnel débourbeur intercepte  le premier flux en retenant près de 80 % des matières en suspension et polluants  grâce à une filtration par géotextile tissé posé en double bande sous le tunnel. Les eaux de ruissellement peuvent ainsi être stockés temporairement sous espaces  verts ou sous voirie avant d’être infiltrées.

Saint Dizier Environnement se positionne à un niveau intermédiaire en développant des solutions de stockage « sur mesure » avec des ouvrages composite ou en acier revêtu, équipés de pompes de relevage, de régulateurs de débit et d’instrumentation, soit à l’amont des ouvrages de traitement, pour homogénéiser et tamponner les eaux avant traitement pour des sites industriels aux eaux pluviales fortement polluées.

Distinguer eaux de pluie et eaux de ruissellement

« Il faut bien distinguer les eaux de pluie des eaux de ruissellement, précise Christophe Emorine, directeur prescription de Fränkische France. Autant ces eaux de pluies peuvent être directement affectées à certains usages, autant les eaux de ruissellement sont chargées en matières solides et en polluants chimiques dont des métaux lourds. Il faut les traiter avant de les rejeter dans le milieu naturel ». La réglementation française n’autorise en effet pas la réutilisation des eaux de ruissellement pour l’arrosage ou les réserves incendie.
Pour collecter les eaux pluviales sur la zone commerciale du Steel à Saint Etienne, Tubosider France a fourni deux bassins de rétentions de 2.240 m3 stockés dans 334 ml de tuyaux en diamètre 2.900 mm et 1.434 m3 stockés dans 214 ml 
de tuyaux de diamètre 2.900 mm.

Seules les eaux de pluies sont bien adaptées, mais il faut les récupérer avant qu’elles touchent le sol. Les eaux de ruissellement doivent quant à elles être traitées avant de les laisser retourner au milieu naturel. Cela peut se faire au stade du drainage comme le proposent par exemple Birco ou Funke. Rehau travaille sur la base d’une approche globale de la gestion des eaux pluviales en proposant des solutions de traitement adaptées à la pollution particulaire, comme le système compact Rausikko Sediclean. Son Rausikko HydroMaxx est quant à lui spécialement conçu pour la retenue des métaux lourds. Fort de l’expérience acquise en Allemagne, plutôt en avance sur les pratiques françaises, Fränkische a également très tôt misé sur les structures de prétraitements comme le SediPipe, seul produit de traitement sous avis technique à ce jour. Autre solution, le système des chambres souterraines StormTech, proposé par Birco, qui repose sur plusieurs tunnels se remplissant successivement grâce à un système de surverse. Placé en début de bassin, une des rangées peut servir de débourbeur en interceptant le premier flux d’eau de pluie. 

Solution de stockage en acier gros volume, en diamètre 3000, mis en place par Tubao à Colomars (06).

Ce débourbeur retient près de 80 % des MES et des polluants grâce à une filtration par un géotextile tissé posé en double bande sous le tunnel. Ce qui empêche l’encrassement des cailloux situés au-dessous des arrivées d’eau et des tunnels avoisinants. Ce géotextile tissé offre également une surface solide pour les opérations de maintenance et pour le nettoyage au moyen de jets à haute pression. Ces géotextiles sont aussi proposés par d’autres constructeurs. Ils servent à séparer l’équipement aussi bien des eaux pluviales que du terrain. Dans le cas d’un besoin d’étanchéité, un sandwich de géotextiles enveloppant une géomembrane est mis en œuvre. C’est ce qu’on appelle un dispositif d’étanchéité par géomembrane ou DEG.

La mise en place d’ouvrages régulateurs d’eaux pluviales à ciel ouvert confère une cohérence à l’ensemble du territoire de la ville. L’eau devient un élément structurant et fédérateur du projet urbain.

Hauraton, ayant bien compris cette distinction, propose l’association de leur caniveau épuratoire Drainfix Clean, permettant de filtrer particules fines et métaux lourds (zinc jusqu’à 99 %), et leur tunnel modulaire Twin, en version rétention ou infiltration.

Le Drainfix Clean, ayant un pipe en fond de caniveau entouré de géotextile, il délivre une eau filtrée de qualité (filtration 10-4) qui peut être véhiculée jusqu’au bassin Twin choisi.

Autre évolution : traiter avant de stocker

Il faut bien sûr pouvoir, sur le long terme, être en mesure d’évacuer ces polluants. Tous prévoient des solutions hydrocurables ou autocurables. « Nidaplast a été le premier à proposer des SAUL enterrés propres et autocurables, souligne Nathalie Busin, responsable marketing chez Nidaplast. Grâce au drain situé en partie basse du bassin, les déchets ou les MES sont chassés et ne pénètrent pas à l’intérieur du bassin ». Quand les diamètres dépassent 1.500 mm, les canalisations ont l’avantage d’être visitables contrairement aux SAUL qui ne sont souvent qu’inspectables par des caméras de surveillance hormis aux alentours des regards installés aux endroits stratégiques des bassins. « Il faut signaler que peu de collectivités visitent réellement leurs équipements », note cependant Nathalie Busin. Même s’il est nettement plus efficace d’envoyer des personnels nettoyer les équipements, le coût d’entretien devient élevé. « Il est plus intéressant de prétraiter l’eau qui entre dans les bassins comme on le fait avec le SediPipe, avertit Christophe Emorine. Ce n’est alors plus tout l’équipement qu’il faut nettoyer mais seulement le SediPipe. C’est le principe de la gestion intégrée des eaux pluviales, marque déposée par Fränkische en 2010 ».

De même, avec Rausikko Box SC, son canal de diffusion et de sédimentation fermé pouvant recueillir des connexions de gros diamètre (DN 500), Rehau permet un entretien rapide et localisé aux rangées de box situées aux seules entrées de bassin. Les sédiments et autres polluants se cantonnant dans le canal, nul besoin alors de visiter et hydrocurer le reste de la structure : un gain de temps et d’argent pour l’exploitant. Car la maintenance est onéreuse, mais indispensable pour conserver les avantages de ces ouvrages. Avec une inspection annuelle et une visite tous les deux ans, ces équipements ont des durées de vie réelles d’environ 50 ans, même si certains annoncent deux fois plus.

L’essor des ouvrages multifonctionnels

Les techniques dites alternatives qui regroupent les noues, fossés, tranchées drainantes, chaussées réservoir, bassins de stockage et d’infiltration, toitures de stockage et végétalisées, puits d’infiltration, espaces inondables reposent essentiellement sur deux principes qui sont l’infiltration et la rétention. La déconnection des eaux pluviales des eaux usées, la diminution des apports de polluants sur les zones où l’eau est amenée à ruisseler et la limitation des écoulements sur des zones urbaines imperméables, incite également à stocker différemment en concevant des ouvrages à ciel ouvert multifonctionnels : écrêtement, rétention, stockage, traitement et rejet ou infiltration lorsque c’est possible. Le fonctionnement des 28 plans d’eaux du Val Maubuée (77) repose sur cette logique : les 70 ha de cette chaîne de plans d’eau permettent de recueillir les eaux de pluie des quartiers construits dans les années 70 dans le cadre de la mise en œuvre de la ville nouvelle de Marne-la-Vallée. Ces étangs ont tous été réaménagés de manière à fonctionner comme des ouvrages de dépollution et de temporisation permettant d’acheminer les eaux pluviales des nouveaux quartiers jusqu’à la Marne.
Cuve polyester sur berce de 200 m3 en finition intérieure de qualité alimentaire. Réalisation Rousseau.

Dans un autre registre, le concept développé par F-Reg permet de donner un double usage aux canalisations de collecte des eaux pluviales, qui vont prendre une fonction de stockage tampon en plus de leur fonction d'évacuation. Dans certaine configuration, en association avec des drains et un corps de chaussée poreux, il est même possible d'y associer une troisième fonction d'infiltration des eaux pluviales.


L'intérêt est bien évidemment financier puisque les deux fonctions (collecte et régulation) sont assurées par un seul ouvrage. Il est également foncier dans les zones urbaines denses ou l'espace est restreint, puisque la superficie habituellement réservée à la mise en œuvre d'un bassin de rétention ou d'infiltration est regagnée.

A l'instar des zones multifonctionnelles, cette association de la fonction de régulation à une autre fonction suivie par un exploitant (en l'occurrence la collecte et l'évacuation des eaux de pluie) est un gage de pérennité, puisque le suivi du système de régulation sera assuré en même temps que celui du dispositif de collecte, contrairement à ce qui est encore constaté pour les ouvrages de type bassins de rétention qui sont quelquefois peu entretenus, en particulier chez le privé.

La ZAC Littorale Euro-méditerranée à Marseille compense ainsi l’imperméabilisation de ses nouvelles voiries via des canalisations de collecte autorégulantes. Un stockage de 1.064 m³ a ainsi été mobilisé sur 600 ml dans des réseaux pluviaux de Ø1200 à 2000 pour la première phase d'urbanisation, et 2.900 m³ supplémentaires devront être réalisés à termes pour l’extension « Les Fabriques ». Les vannes de régulation en DN600 à DN800 ont été réparties le long du réseau pour lui donner cette fonction d'autorégulation. La mise en œuvre d'un tel système lui permet ainsi d'économiser une superficie d'environ 5.400 m² à terme.