Eaux pluviales en milieu urbain : un portage politique s’impose

Des structures comme l’Adopta (Association pour le Développement Opérationnel et la Promotion des Techniques alternatives en matière d’eaux pluviales, à Douai et Compiègne) ou le Graie (Groupe de Recherche Rhône Alpes sur les Infrastructures et l'Eau, à Lyon), entre autres, font depuis longtemps la promotion de ce type de gestion plus “durable” des eaux pluviales. Le Graie organise d’ailleurs une conférence internationale à ce sujet. La prochaine édition de Novatech Lyon aura lieu du 1 au 5 juillet 2019, avec pour thème « L’eau dans la ville : stratégies et solutions pour une gestion durable ».

Même si certains acteurs, parmi lesquels de nombreux industriels du secteur, le jugent encore trop flou, le cadre réglementaire français est en fait incitatif, pour le moins… C’est en tout cas ce qu’affirment tant Elodie Brelot, directrice du Graie que Jean-Jacques Hérin, président d’Adopta. La loi sur l’eau et les milieux aquatiques de 2006, tout comme les SDAGE et SAGE ainsi que l'arrêté d'autosurveillance du 21 juillet 2015, poussent en effet dans le même sens : déconnecter au maximum les eaux pluviales du réseau d’assainissement, autrement dit les gérer “à la parcelle”, et, quand ce n'est pas possible, contrôler les rejets vers le réseau d'assainissement.

« Ces grands principes restent cependant sujets à interprétation locale et cette évolution est inégalement mise en œuvre d'une région à l'autre, remarque Emmanuel Curinier chez F-Reg, société qui développe des solutions de régulation des eaux de ruissellement. Dans le Sud de la France par exemple, que ce soit pour des raisons d'intensités pluviométriques ou des habitudes tenaces, force est de constater que l'infiltration est rarement le recours principal. Un rapport sur le territoire des Hauts de Seine, pourtant très engagé dans le domaine de la gestion intégrée des eaux pluviales, montrait par exemple qu'en 2012, seulement 7 % des projets avaient recours à ce type de dispositifs : noue 1 %, tranchée drainante 2 %, toiture végétalisée 2 %, bassin paysager 2 %. 72 % des projets étaient encore compensés par des bassins enterrés, ou bien des canalisations surdimensionnées… et il n'est fait état dans ce rapport que des projets qui mettent en œuvre une compensation ! Or, dans beaucoup de collectivités, le champ réglementaire exclut de l'obligation de compensation les projets trop petits, ou bien n'ont pas les moyens de contrôler tous les projets, ou même parfois ne s'appliquent pas à elles-mêmes ces obligations de compensation, ce qui fait qu'encore aujourd'hui, beaucoup de voiries nouvelles ne sont pas équipées de dispositifs de compensation des imperméabilisations qu'elles génèrent... »

Développer une prise en charge globale

Ses effluents peuvent être rejetés dans des eaux de surface, moins exigeantes que les nappes en termes de qualité. « En fait, le Birco Sed est un complément de gamme pour le marché français, où il n’existe pas pour l’instant de norme d’abattement de la pollution, à l’instar de ce qui se fait en Allemagne » souligne Arnaud Esther. En prolongement logique de ces solutions de drainage, Birco a développé des chambres souterraines d’infiltration : c’est la gamme StormTech, mise sur le marché en 2015. Selon la fonction qui lui est attribuée, un ensemble StormTech peut être entouré d’une géomembrane imperméable, pour le stockage, ou d’un “simple” géotextile perméable, pour l’infiltration. Ces chambres peuvent être nettoyées et entretenues sans intervention humaine. Mais certains modèles sont également accessibles. Pour ces dernières, en cas de nettoyage et d‘entretien, il est donc possible de faire appel à un personnel qualifié ou procéder de façon mécanique uniquement. Birco a récemment équipé de StormTech un lotissement à La Garde. Il s’agissait en l’occurrence d’un système de rétention avant relargage contrôlé. « Nous équipons pas mal de lotissements nouveaux, en particulier dans le Sud de la France, avec des systèmes de rétention de type Storm Tech. Tant qu’il n’y aura pas de doctrine établie sur la gestion des eaux pluviales en France, il restera difficile de populariser les caniveaux traitants » estime toutefois Arnaud Esther.

Lorsque l’usage de caniveaux traitants s’avère difficile par manque de place (parking peu étendu, toiture… etc) ou inapproprié, Birco propose des chambres verticales de dépollution, en thermoplastique : les Hydrosystem. Implantés tels quels dans le sol (Hydrosystem 400) ou insérés dans un puits en béton (Hydrosystem 1000, de plus grand diamètre), ces dispositifs associent piégeage des MES et adsorption des polluants dissous. L’eau épurée peut ensuite être dirigée vers une installation d’infiltration ou de stockage. D’autres constructeurs proposent le même type de solution verticale, comme Nidaplast (Nidatreatment), Saint Dizier Environnement (Stoppol) ou Wavin (Certaro HDS).

En complément de ces solutions de drainage et d’infiltration, ACO a également complété sa gamme en proposant l’Hydrosed, un décanteur hydrodynamique qui permet de retenir les sédiments (boues, sables, poussières), les minéraux (calcaire) et des résidus de pollution. « La particularité de cet équipement, c’est qu’il intègre un effet cyclonique à l’intérieur ce qui le rend beaucoup plus efficace pour retenir les MES, explique Thomas Gaudebert, Chef de Marché Génie Civil & VRD chez ACO. L’eau de pluie est traitée en plusieurs révolutions autour du tuyau central grâce à l’assistance hydrodynamique. Les chambres de stockage des boues situées au fond de la cuve empêchent la remise en suspension des matières sédimentables déjà isolées ». Cet équipement est complété par l’Hydrosed active, qui, en plus d’être un décanteur hydrodynamique, intègre un filtre de substrat développé pour retenir la quasi-totalité des substances dissoutes grâce à un processus physico-chimique. La cartouche de filtrage utilise plusieurs couches de substrat disposant chacune d’un diamètre de grain différent pour un tamisage très fin qui peut absorber les particules fines et, retenir les métaux lourds dissous grâce à un échange d’ions. « Il permet de capter 93 % des matières en suspension, ainsi que les métaux lourds et les liquides légers qui proviennent des zones de circulations », explique Thomas Gaudebert. L’Hydrosed active est qualifié pour le prétraitement d’un débit nominal de 5 litres/seconde. Le filtre, qui doit être nettoyé chaque année a durée de vie moyenne de 4 ans. N’étant pas fixé dans la cuve, il peut être retiré ou vérifié très rapidement, sans avoir à le dévisser, comme s’il s’agissait d’un dispositif compact.

Funke, connu surtout pour ses conduites et raccords pour l’assainissement, « s’intéresse depuis vingt ans à la gestion décentralisée des eaux pluviales » affirme Raphael Vite, directeur pour la France. « Nous voulons proposer aux maîtrises d’ouvrage des systèmes qui traitent la goutte d’eau où elle tombe, en évitant de passer par les réseaux, donc en favorisant l’infiltration » ajoute-t-il. Cela suppose parfois une dépollution préalable, d’où une gamme axée sur la présence d’un “substrat” épuratoire déployé depuis une vingtaine d’années, à base de pierre de lave et contenant 50 % de vide pour piéger les MES. A cela s’ajoutent, selon les besoins, de l’eau pour favoriser une vie microbienne afin de traiter les hydrocarbures et/ou des zéolithes pour précipiter les métaux lourds, avec un abattement de plus de 90 %. Ce substrat peut équiper des avaloirs verticaux, comme l’Innolet en acier inoxydable, ou des regards plus importants (D-Rainclean) convenant pour des surfaces allant jusqu’à 600 m² – voire 3.000 m² en version “sédimentation” pure, lorsque le milieu récepteur ne réclame pas une dépollution poussée. Au-delà, mieux vaut opter pour le caniveau traitant et infiltrant D-Rainclean, dont un mètre linéaire suffit pour prendre en charge les eaux ruisselant sur une surface de 20 m². Funke a récemment installé 1,2 kilomètre de ce caniveau sur une plateforme Amazon, dans la banlieue d’Amiens. « La communauté de communes d’Amiens, qui nous fait confiance depuis dix ans, utilise notre D-Rainclean pour les voiries des nouvelles zones et demande aux exploitants de faire de même sur leurs parcelles » explique Raphael Vite. Car traitement et infiltration ne s’opposent pas.

TenCate Geosynthetics vient ainsi de présenter TenCate GeoClean®, un nouvel aquatextile capable de biodégrader naturellement, sur leur point de chute, les hydrocarbures présents dans les eaux de ruissellement (Voir EIN 416). « Sa structure se compose d’une première couche dont la fonction est de fixer les hydrocarbures puis de diffuser un activateur de croissance naturel qui va favoriser leur biodégradation, explique Olivier Artières, Innovation Manager chez TenCate Geosynthetics. C’est au sein de cette couche que va s’établir l’écosystème chargé de biodégrader les hydrocarbures. La couche inférieure permet quant à elle de conserver l’humidité nécessaire à la survie des microorganismes tout en constituant une réserve de rétention supplémentaire d’huile, en cas de pollutions accidentelle par exemple ». Ainsi constituée, cette structure bicouche permet une infiltration facile des eaux de pluie, même en cas d’évènements pluvieux importants. « La vitesse de perméabilité sous 5 cm d’eau est de 10 mm par seconde, ce qui permet d’infiltrer immédiatement les pluies les plus extrêmes », souligne Olivier Artières. Mais surtout, l’aquatextile va retenir plus de 99 % des hydrocarbures qui le traversent, ce qui signifie que le taux résiduel en hydrocarbures de l’eau qui percole est inférieur à 1 mg/l, « un taux d’adsorption très élevé, jusqu’à 5 fois meilleur que les séparateurs d’hydrocarbures de classe 1 ». Et il ne nécessite pas d'entretien, car dopé par la diffusion d’un activateur de croissance, le microbiote qui s’installe dans la structure très ouverte de la couche supérieure du TenCate GeoClean® permet de dégrader potentiellement 100 g d’huile/m²/an , soit environ 10 fois l'apport moyen d'un parking. TenCate GeoClean® se décline en trois produits selon les applications et les volumes d’hydrocarbures attendus. Le premier offre un taux de rétention de 0,6 l/m², ce qui permet de capter la fuite complète d’un carter de moteur sous une surface de 10 m², comme le souligne Olivier Artières. Les deux autres produits, d’une capacité encore plus importante, répondent à des besoins plus spécifiques.

Si l’infiltration directe n’est pas possible, pour des raisons de nature du sol ou de proximité de bâtiments, par exemple, les eaux pluviales peuvent être acheminées vers une structure d’infiltration différée. Funke propose le système de bassins D-Raintank, à base de SAUL. « Nous avons été parmi les premiers à proposer des SAUL en Europe. Notre position là-dessus est claire : un bassin dit “visitable et hydrocurable” ne présente aucun avantage s’il n’est pas véritablement nettoyable, comme l’est notre solution munie d’un drain de sédimentation pour piéger les fines » souligne Raphael Vite. En matière d’infiltration, les structures alvéolaires ultralégères (SAUL) restent une solution très prisée en France. De nombreux fabricants se partagent le marché, comme ACO (Strombrixx), Dyka (Rainbox 3S, Rainbox Cube) Fränkische (gamme Rigofill), Funke, Hauraton, Simop, Graf (EcoBloc), Nicoll (Waterloc), Nidaplast (AZbox), Polypipe (Polystorm), Rehau (Rausikko Box), Wavin (Q-Bic)... Et malgré une offre déjà très large, les développements continuent, essentiellement dans quatre directions : une modularité optimisée, une plus grande rapidité de mise en œuvre, une accessibilité simplifiée et un élargissement des accessoires pour répondre à toutes les situations. Les derniers SAUL arrivés sur le marché, à l’image du Stormbrixx SD de ACO ou du Q-Bic Plus de Wavin répondent à ce cahier des charges en offrant toujours plus de flexibilité.

Etre présent sur l’ensemble de la chaine de traitement

Vient ensuite la question du stockage et/ou de l’infiltration. Pour cela, Fränkische fait également confiance aux SAUL, proposant deux gammes : le classique Rigofill inspect, sur le marché depuis 2001 et triplement certifié (DiBT, BBA et CSTB), ou le Rigofill ST, formé de demi-unité empilables comme des boîtes d’œufs pour faciliter le transport. Quelle que soit la solution choisie, un traitement préalable, par exemple par SediPipe, s’impose. « Dans notre perspective de gestion intégrée, nous insistons sur cet aspect très important, surtout si l’installation est destinée à l’infiltration. Et ce, quel que soit le fournisseur du bassin. C’est d’ailleurs une philosophie partagée par la plupart des acteurs » affirme Christophe Chastel.

Lorsque l’infiltration est impossible, Fränkische dispose de plusieurs systèmes pour contrôler le débit de rejet dans le milieu en sortie de bassin. Le Storm Limit est un “simple” ajutage, alors que le Storm vortex repose sur l’effet du même nom. Les deux sont amovibles, par exemple pour évacuer les eaux en cas d’intervention. En revanche, le Rigolimit, fonctionnant lui aussi par effet vortex, est un dispositif fixe. Outre le port de La Rochelle (voir EIN 408), Fränkische a récemment équipé une zone résidentielle dans la ville de Laon qui subissait régulièrement des inondations en cas de forte pluie. Dispositif choisi : deux Sedipipe installés en amont d’un bassin d’infiltration de 300 m³ en Rigofill.

Dans le même esprit, Rehau tient désormais à « être présent sur toute la chaîne : traitement (dépollution), stockage/infiltration et restitution contrôlée au milieu naturel. C’est pourquoi nous avons développé de quoi constituer des systèmes complets » insiste Cynthia Him, Chef de Produit Gestion des Eaux Pluviales et Réseaux Secs. Pour le traitement, Rehau a développé les Rausikko Sediclean, une gamme de modules horizontaux de sédimentation (en 3,6 ou 9 mètres) retenant les MES. Le Rausikko HydroClean est quant à lui un dispositif vertical de filtration destiné à arrêter les polluants dissous comme les métaux lourds. Il répond largement aux prescriptions du DIBt. Installés l’un à la suite de l’autre, SediClean et HydroClean forment une unité Rausikko HydroMaxx. L’ensemble peut alimenter un bassin de rétention ou d’infiltration à base de SAUL de type Rausikko Box. « Le gros atout de cette solution, c’est le canal de sédimentation fermé placé au point d’injection des eaux. Il est facile à hydrocurer, sans qu’on ait à inspecter l’ensemble du bassin » affirme Cynthia Him. En sortie de bassin, si l’infiltration n’est pas retenue, Rehau propose toute une gamme de régulateurs de débit, soit intégrés dans des regards en polypropylène de la marque, soit intégrables dans des regards en béton, encore très répandus en France. Rehau a par exemple équipé le collège de Vertou, dans la métropole de Nantes, d’un système constitué d’un traitement initial par SediClean (9 mètres) suivi d’un bassin de rétention de 283 m³ en Rausikko Box.

Comme la rétention, le stockage, temporaire ou non, avec ou sans infiltration, permet d’articuler différentes solutions de gestion des eaux pluviales entre elles. Les solutions de stockage à fort volume en acier galvanisé proposés par Tubao et Tubosider permettent ainsi de collecter, stocker mais aussi infiltrer. Autre solution, toujours en acier, Modulo®, une solution brevetée modulable de stockage très résistante destinée aux bassins de rétention, aux réserves incendie, à la récupération d’eau de pluie,…etc... Elle permet des longueurs de stockage infinies, disponibles en diamètres 1250, 1500, 1900, 2500 et 3000. Plus d’ondulation, plus de collier, plus d’étanchéité approximative (en mode rétention), Modulo est en acier de 6 mm revêtu de polyuréthane isolant l’ouvrage des courants vagabonds à 2500 V. Pour l’infiltration, Eaux Vives (Groupe FP) propose une version munie de fentes de 10 mm de large sur le 1/3 inférieur permettant ainsi la diffusion de l’eau dans un substrat type 20/40. Les solutions en PEHD de Tubao, Polieco ou Polypipe peuvent également favoriser l’infiltration.

« Les solutions à base de tubes PEHD permettent de proposer au marché des fabrications sur-mesure, adaptées à chaque projets, souligne Nicolas Vollerin, Responsable technique chez Polieco. Fabriquées à partir de tubes ou de drains (220° ou 360°), il est possible de réaliser aussi bien un bassin d’infiltration, un bassin tampon d’orage ou encore une cuve de stockage. Avec une large gamme de diamètres et d’accessoires, associée à une activité de chaudronnerie plastique, les possibilités d’adaptation liées aux contraintes de chaque projets sont quasiment illimitées ». La liste des avantages des solutions tubulaires en PEHD est longue. Parmi les principaux, on peut évoquer des bassins inspectables, visitables et nettoyables, circulables, rapides à mettre en œuvre, étanches, insensibles à la corrosion. Polieco propose même une gamme de régulateur Vortex 100 % PE de chez Hydro International. « Souvent associées à un dispositif de prétraitement, les projets s’orientent dans la majorité des cas vers des bassins d’infiltration ou des bassins de tamponnement avec débit de fuite régulé, souligne Nicolas Vollerin. Trop peu de bassins de stockage permettant une utilisation des eaux collectées sont pris en compte dans les projets d’urbanisation ».

Valoriser le patrimoine existant

Suite logique dans l'évolution des systèmes d'assainissement urbains, après les réseaux de collecte sans régulation et les dispositifs de compensation à l'aval, F-Reg a développé le concept du réseau qui s'autorégule et éventuellement infiltre tout au long de la zone de collecte. « Cela permet en plus de sortir de l'antagonisme courant entre un réseau de collecte habituellement dimensionné pour une pluie décennale et un dispositif de compensation dimensionné pour une pluie bien plus importante, souvent centennale dans le Sud de la France par exemple », souligne Emmanuel Curinier.

De Antibes à Bruxelles, en passant par Marseille, Dax ou Grenoble, de plus en plus de collectivités ont recours à ces dispositifs qui permettent de réduire les coûts et bien sûr de gagner un foncier quelquefois précieux.

Bref, il existe sur le marché une multitude solutions techniques permettant de prendre en compte toutes les situations, en particulier les exigences liées à la création de quartiers nouveaux ou de zones d’activités.

Aller au-delà de la technologie...

Il rejoint ainsi le gros des associations qui prônent plutôt la multiplication de micro-solutions d’infiltration sur place : espaces verts, noues, chaussées drainantes, toitures végétalisées, utilisation des fosses d’arbres… Des micro-solutions qui présentent l’avantage de conférer plusieurs fonctions à des espaces ou des installations existant déjà dans la ville. Une chaussée drainante reste une voie de circulation, une toiture végétalisée est avant tout un toit, un espace vert devenu infiltrant est d’abord un espace vert, etc. Ce qui, au passage, permet de réaliser de sérieuses économies tant en investissement (pas de réseau souterrain) qu’en entretien puisqu’il s’agit de structures entretenues de toute façon par les services concernés. Cela n’exclut pas pour autant les solutions technologiques proposées par les fabricants, ni même la réutilisation éventuelle d’une partie du réseau souterrain en place. Mais cela brise le mythe de la solution universelle. « Il n’existe pas de choix technique unique. Quand on veut imposer une solution, on perd en intelligence. Nous ne faisons pas la promotion de technologies particulières mais essayons de rassembler différents acteurs pour aller vers une gestion durable de l’eau. C’est une question de culture, de stratégie, pas d’outils technologiques » affirme ainsi Elodie Brelot. L’eau de pluie en ville doit d’ailleurs être considérée comme une richesse plutôt qu’un inconvénient. Elle permet en effet de créer des îlots de fraîcheur, de préserver ou réintroduire la biodiversité, de répondre aux attentes des citadins qui souhaitent une ville plus “douce”, etc.

Plus qu’un frémissement, ce choix de ce type de gestion semble devenir un véritable mouvement. « On ne peut plus parler de gestion “alternative” » insiste Elodie Brelot. L’observatoire du Graie recense d’ailleurs à ce jour plus de 200 opérations de gestion intégrée des eaux pluviales, afin de “faire la preuve par l’exemple”. Des études concrètes montrent également que cela ne revient pas plus cher que les solutions classiques. Outre le Douaisis, berceau d’Adopta, et les communautés d’agglomérations voisines comme Hénin-Carvin et Lens-Liévin, de nombreuses autres collectivités adoptent désormais cette démarche et en font une politique. A l’instar, par exemple du Département de la Mayenne, de la Roannaise des eaux ou de la ville des Mureaux. Quant au Grand Lyon, il s’y est lancé il y a une trentaine d’années. Paris vient également d’adopter la démarche (voir encadré).

« Nous disposons aujourd’hui de nombreux outils, résume Jean-Jacques Hérin. Les techniques, les textes réglementaires, les matériaux. Il manque simplement la volonté de faire en sorte que ce soit du quotidien ».