Que faire si la capacité d’infiltration du sol est insuffisante ?
Quelles que soient les contraintes du site, il est toujours possible de gérer les petites pluies à l’échelle du projet. Même avec des perméabilités très faibles, les petites pluies peuvent largement être infiltrées.
En revanche, pour des pluies plus importantes il peut arriver que le débit d’infiltration ne soit pas suffisant. Il s’agit de savoir à partir de quelle pluie cette perméabilité « n’est plus suffisante » et le stockage nécessaire qui doit y être associé.
Dans un souci simplificateur, l’infiltration est souvent mise en avant, mais ce n’est pas la seule technique de gestion à la source : l’utilisation des eaux pluviales (sanitaires, arrosage, nettoyage extérieur et de véhicules, etc.) et l’évapotranspiration (évaporation et consommation des végétaux) permettent d’atteindre, sans infiltration, ces objectifs. Les toitures végétalisées sont ainsi un outil performant.
Attention aux tests de perméabilité qui ne permettent pas toujours de représenter la situation réelle du fonctionnement de l’ouvrage ; les terres en surface sont capables de jouer un rôle d’éponge important bien différent du sous-sol. Les constructions sur dalles peuvent par exemple atteindre cet objectif à l’aide d’amendement de terres végétales (sans infiltration en profondeur).
Pour aller plus loin
Le risque évoqué ici est double :
- une capacité insuffisante du sol de surface à absorber l’eau de pluie, ce qui entraîne la stagnation prolongée de l’eau en surface, éventuellement sous forme de boue ;
- une capacité insuffisante du sol sous-jacent à transporter l’eau en profondeur vers la nappe phréatique, et donc à drainer l’ouvrage.
Ces deux éléments sont très différents et ne doivent pas être confondus :
- Le sol de surface est constitutif de l’ouvrage. Sa nature, et donc sa capacité d’infiltration initiale, peut être contrôlée. Le risque réside dans le maintien de cette capacité d’infiltration au cours du temps. Cet aspect est traité dans l’article concernant sur le risque de colmatage.
- Le sol sous l’ouvrage est en revanche non contrôlé et il s’agit d’un paramètre de conception que l’on subit. C’est ce risque qui est traité ici.
Pour évaluer le risque réel d’insuffisance de la capacité d’infiltration, plusieurs éléments doivent être pris en compte :
- Les sols urbains sont très souvent des sols anthropiques constitués de déblais qui se sont accumulés au fil du temps. Ils sont donc extrêmement hétérogènes et leur capacité d’infiltration varie souvent dans des rapports très importants (de 1 à 10, voire davantage), à quelques mètres de distance. Or, pour drainer l’ouvrage, il suffit généralement d’avoir une bonne perméabilité sous une partie seulement de sa surface.
- Les intensités de pluie sont le plus souvent inférieures ou très inférieures aux capacités d’infiltration des sols. A titre d’exemple, une intensité moyenne de 36 mm/h en 1 heure (pluie de période de retour supérieure à 10 ans à Lyon et à Paris) génère un débit surfacique d’eau de 10-5 m/s. De plus le ratio surface contributive/surface d’infiltration peut, dans beaucoup de situations, être maintenu à une valeur faible (inférieur à 10). La concentration des flux est donc faible.
- L’ouvrage dispose d’une capacité de stockage dans sa masse qui peut être ajustée par une bonne conception. Ce volume va servir de tampon et, en pratique, la capacité d’infiltration du sol support va simplement conditionner le temps de vidange de ce volume. A titre d’exemple : pour vidanger en 24h un volume généré par une pluie de 100 mm (pluie de période de retour supérieure à 10 ans à Lyon et à Paris), avec un ratio surface contributive/surface d’infiltration de 10, il suffit d’avoir une capacité moyenne d’infiltration du sol support de 1,15.10-5m/s, ce qui correspond à un sol très peu perméable.
- En cas d’insuffisance de la capacité d’infiltration due à une pluie exceptionnelle, les volumes en cause restent faibles dans la mesure où les eaux de ruissellement sont gérées très près de leur lieu de production. A titre d’exemple, un parking de 200 m² qui reçoit une pluie exceptionnelle de 150 mm génère au maximum un volume de 30 m3. Si les 2/3 de ce volume sont pris en charge normalement par l’ouvrage, il reste 10 m3 d’eau à répartir en surface. Une conception bien faite de l’ouvrage peut sans difficulté permettre de stocker 5 m3 en surface au droit de l’ouvrage (avec l’hypothèse précédente d’un ratio surface contributive/surface d’infiltration de 10, la surface de l’ouvrage est de 20 m², ce qui nécessite une lame d’eau moyenne de 25 cm). Il reste 5 m3 qui vont se répartir sur les 200 m² du parking, soit une hauteur d’eau moyenne de 2 à 3 cm qui passera totalement inaperçue du fait des conditions climatiques…
La capacité moyenne d’infiltration du sol support est un paramètre de conception important qui doit être pris en compte par des mesures correctes au droit de l’ouvrage.
Le fait que cette capacité d’infiltration soit faible n’est cependant pas rédhibitoire et des noues ou des fossés d’infiltration peuvent sans trop de difficulté être utilisés, même avec des capacité d’infiltration de l’ordre de 10-6 à 10-8 m/s à condition de doter l’ouvrage d’une capacité de stockage suffisante (en surface et dans sa masse) et de gérer le devenir des eaux excédentaires en cas d’insuffisance.
Si la capacité d’infiltration des sols sur la parcelle est vraiment trop faible (inférieure à 1 mm/heure), il est possible d’obtenir une dérogation à l’obligation d’infiltrer la totalité des eaux produites sur la parcelle, en tentant tout de même de gérer, sans rejet au réseau, les « petites pluies ».