LES CLES DU DIMENSIONNEMENT
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Photovoltaïque raccordé au réseau
Dimensionnement & Conception des tranchées d'infiltration
Principes de fonctionnement et avantages spécifiques
La tranchée est une excavation de profondeur et de largeur faibles, servant à retenir les eaux. Elle peut revêtir en surface divers matériaux tels qu’un enrobé drainant, une dalle de béton, des galets ou de la pelouse, selon son usage superficiel : parkings de centres commerciaux, trottoirs le long de la voirie, ou jardins.
Tranché sous enrobé poreux
L’eau est collectée soit localement par un système classique d’avaloirs et de drains qui conduisent l’eau dans le corps de la tranchée, soit par infiltration répartie à travers un revêtement drainant en surface : enrobé drainant, pavé poreux, galets ou par des orifices entre bordures ou autres systèmes d’injection, après ruissellement sur les surfaces adjacentes.
L’évacuation se fait de façon classique vers un exutoire prédéfini : un réseau d’assainissement pluvial en général ou par infiltration dans le sol support.
Selon leur capacité, ces deux modes d’évacuation peuvent se combiner.
Parmi les principaux avantages liés à l’utilisation de cette technique, on peut citer :
- L’insertion facile en milieu urbain avec faible consommation de l’espace.
- Bonne intégration au paysage, grâce aux diverses formes et revêtements de surface.
- Mise en oeuvre facile et bien maîtrisée.
Le principal inconvénient est lié strictement comme pour toutes les techniques d’infiltration, au risque de pollution de la nappe, suite à une pollution accidentelle.
Pour une bonne réalisation
Les principaux critères à vérifier concernent :
- La pente du terrain naturel pour bien positionner soit le cloisonnage, soit l’interception du ruissellement.
- Les réseaux des différents concessionnaires.
- La capacité de l’exutoire.
- Les critères liés à l’infiltration (perméabilité, profondeur de la nappe, qualité des eaux à infiltrer, usages de la ressource).
Conception & Dimensionnement
⇒ Les 3 principaux types de tranchées
Les tranchées le long des voies circulées
Les tranchées le long des voies circulées peuvent être placées sous le trottoir ou en limite de parking. Dans ce cas, même si l’infiltration dans le sol est possible, il faudra se donner la possibilité de rejeter l’eau retenue vers un exutoire, naturel ou artificiel, au moyen d’un drain.
En effet, l’expérience a prouvé que l’infiltration en fond de tranchée diminue à cause du phénomène de colmatage.
Pour éviter que le drain mis en place ne s’obstrue également, il fonctionnera successivement en charge et en décharge.
Tranchée sous-trottoir
Tranchée drainante sous voirie
Les tranchées autour des bâtiments
Selon le CETE du Sud-Ouest, aucun colmatage n’est constaté sur les tranchées. Il ne semble pas nécessaire
Tranchée autour d'un bâtiment
Les tranchées permettant de réinfiltrer les eaux
Par exemple : la mise en place d’un drain permettra de répartir les eaux dans toute la tranchée et d’utiliser ainsi toute sa capacité de rétention et d’infiltration dans le sol ; ce drain est non débouchant.
⇒ Conception
Matériau de surface
Les matériaux peuvent être variés selon l’usage destiné en surface, ce qui facilite l’intégration de la tranchée au site : elle peut être invisible sous un parking ou un trottoir en revêtement étanche ou drainant qui sert à la circulation des voitures ou des piétons. Recouverte de galets, elle délimite deux lignes de parkings, mais n’est pas circulée. Une ambiance plus végétale peut être créée avec un tapis de gazon sur un géotextile qui empêche la migration de la terre végétale dans la structure, avec des arbres insérés dans des dispositifs anti-racines.
Réalisation d’une tranchée avec arbre et dispositif anti-racines
Réalisation d’une tranchée avec arbre et dispositif anti-racines (Vue de dessus)
Matériau de remplissage
Il est choisi en fonction du rôle mécanique et hydraulique qu’on souhaite lui faire jouer :
- Le rôle mécanique dépend des charges en surface et de leur transmission à travers le matériau de surface. Dans le cas d’un parking avec une tranchée sous la dalle de béton, celle-ci répartissant les efforts, le matériau de remplissage ne requiert pas de qualités mécaniques particulières.
- Le rôle hydraulique a pour but de retenir l’eau dans les vides du matériau. En fonction du volume d’eau à stocker (voir le chapitre « dimensionnement »), on pourra choisir un matériau de type grave à 30 % de porosité ou un matériau alvéolaire en plastique à plus de 90 % de porosité.
⇒ Dimensionnement
La longueur de la tranchée est souvent imposée par le type de projet (tranchée autour d’un ensemble de bâtiments par exemple).
Le volume pourra être déterminé par la méthode des pluies qui permet de connaître le volume d’eau à stocker pour une période de retour retenue. Il aura fallu auparavant déterminer le débit de vidange, fonction des capacités d’infiltration du sol dans le cas d’une tranchée d’infiltration, ou des conditions hydrologiques à l’aval de la tranchée dans le cas d’une tranchée de rétention. La section sera définie à partir de ce volume, du matériau de remplissage et des contraintes d’espace. Si les contraintes d’espace sont prépondérantes et fixent les dimensions de la tranchée, le choix du matériau de remplissage permettra d’assurer le stockage du volume d’eau calculé.
Exemple de dimensionnement d'une tranchée
Sur le site d’expérimentation Eiffel (Projet de Recherche de la Communauté Urbaine de Bordeaux et du CETE du Sud-Ouest, Avenue EIFFEL à PESSAC – 33) a été réalisée la tranchée constituée comme suit :
Tranchée drainante
Quelles pollutions, en quantité et en qualité, retient cette tranchée ?
Les résultats des analyses chimiques réalisées sur le site Eiffel sont réunis dans le tableau ci-dessous.
Valeurs données en mg/kg de matières sèches, sauf les matières volatiles en % et d’aluminium en g/kg.
Au regard de la norme NFU 44-041 qui indique la teneur maximale en polluants dans le sol après épandage de boues issues de station d’épuration, on constate que :
- Les échantillons les plus pollués, notamment par le plomb, et dans une moindre mesure, par le cuivre, le zinc, les hydrocarbures totaux, sont ceux prélevés sous les galets, au-dessus de la première nappe de géotextile.
- Le matériau de remplissage est faiblement contaminé en métaux lourds.
- Le sol support sous la seconde nappe de géotextile ne présente pas de pollution notable.
L’arrêté du 29 août 1988, qui portait application obligatoire d’une partie de la norme NFU 44-041 sur les boues d’épuration considérées comme matières fertilisantes, a été abrogé par l’arrêté du 2 février 1998, suite à la parution de l’arrêté du 8 janvier 1998 qui fixe des valeurs limites deux fois plus sévères que la norme U 44-041 pour les éléments-traces dans les boues.
Les valeurs limites en éléments-traces dans les sols restent inchangées.
Question sur l'entretien
Une tranchée nécessite-t-elle un entretien ?
Oui, pour préserver son bon fonctionnement. Le travail d’entretien consiste à ramasser régulièrement les déchets d’origine humaine ou les végétaux qui obstruent les dispositifs d’injection locale comme les orifices entre bordure ou les avaloirs et à entretenir le revêtement drainant de surface. Le géotextile de surface doit être changé après constatation visuelle de son colmatage.
Pour les questions concernant le nettoyage des avaloirs et des drains, le nettoyage des revêtements drainants, l’action du gel sur le revêtement drainant et la zone de stockage, on se reportera au modèle de la chaussée à structure réservoir