Exemple de dimensionnement d'un ouvrage de stockage des eaux pluviales

Pour faciliter la compréhension du dimensionnement d’un ouvrage de rétention d’eaux pluviales, nous vous proposons un cas fictif. Il ne s’agit là que d’un exemple ; lors de votre dimensionnement, vous devrez prendre en compte les caractéristiques de votre parcelle (surface, perméabilité du sol, période de retour…).



Soit une parcelle privée composée de 700 m² de surface végétalisée (type pelouse) et de 200 m² de surface imperméabilisée (toiture et voie d’accès).

L’infiltration est possible. La perméabilité du sol est égale à 3 x10^-4m/s.

On choisit de réaliser une noue pour gérer les eaux pluviales de 2 m de largeur et 10 m de long (d’après la configuration de la parcelle).

Etapes du calcul	Valeur à calculer	Valeur retenue ou calculée
1) Données générales	Surface totale (S) Si elle se décompose généralement en deux surfaces identifiables, on a :	S=900 m² Rappel : 1 ha = 10 000 m²
	Coefficient de ruissellement	Cr imperméable = 0,9 Cr végétalisé = 0,2
	Si infiltration prévu, perméabilité du sol (K)	K= 3 x 10-4 m/s
2) Choix de l’événement pluvieux	Période de retour	T = 20 ans
3) Débit de fuite	Si rejet à débit limité : Qf = S x 10-7 x q Ou valeur imposée	Qf= 0,006 m3/s Qf= 6 l/s (Rappel : 1 m3/s= 1 000 l/s)
	Si infiltration : pour des bassins : Qf= Sfond du bassin x K pour des noues ou fossés : Qf= Smiroir x K pour des puits ou tranchées : Qf = 0,5 x Sparois verticales x K Pour toutes ces formules les surfaces sont en m².
4) Stockage	Coefficient d’apport global	Ca global = 0,36
	Surface active Sa = Ca global x S (avec S en m²)	Sa= 324 m² Sa= 0,0324 ha
	Débit spécifique de vidange qs = 60 000 x Qf/Sa (avec Qf en m3/s et Sa en m²)	qs= 1,11 mm/min
	Hauteur maximale à stocker, déterminé à partir du graphique suivant (différent d'un site à l'autre) :	Δh= 7,6 mm
	Volume d’eaux pluviales à stocker Vmax = 1,2 x 10 x Δh x Sa (avec Δh en mm et Sa en ha)	Vmax= 3 m3

Avec les différentes techniques de rétention, on obtient les dimensionnements possibles suivants :

• Fossés ou noues
  V_max= 3 m³ (voir tableau précédent)
  Un fossé ou une noue a une section triangulaire.
  V_max = Longueur x (largeur/2) x hauteur
  Hauteur = 3 x 2 / (10 x 2) = 0,30 m
  La profondeur minimale est de 30 cm.
  Pour plus de sécurité, il est possible d’augmenter légèrement cette valeur à 35 cm.
  L’ouvrage à réaliser a une profondeur minimale de 35 cm, une longueur de 10 m et une largeur de 2 m.
• Tranchée de rétention infiltration
  HYPOTHESE : On choisit de réaliser une tranchée pour gérer les eaux pluviales de dimensions :
  1 m de largeur, 10 m de long et 50 cm de profondeur.
  Surface verticales = 2 x (0,50 x 10 + 0,50 x 1) = 11 m²
  Qf = 0,5 x 11 x 3 x 10^-4 = 1,65 x 10^-3 m³/s
  qs = 0,3 mm/min
  Δh=21 mm
  V_max = 8 m³
  Une tranchée a traditionnellement une forme se rapprochant d’un parallélépipède. On suppose ici que la tranchée est remplie d’une structure de porosité 0,7.
  Vmax possible dans l’ouvrage = 0,7 x hauteur x Longueur x Largeur
  Vmax possible dans l’ouvrage = 3,50 m³
  L’ouvrage est trop petit pour le volume qu’il faut stocker, il faut modifier ses dimensions en augmentant par exemple sa profondeur à 1 m (distance de 2 m entre le fond de l’ouvrage et le toit de la nappe toujours respecté).
  On recalcule les caractéristiques avec une profondeur de 1 m, on obtient :
  Surfaces verticales= 22 m², Qf = 3,3 x 10^-3 m³/s, qs= 0,6 mm/min, Δh=13 mm et V_max = 5 m³
  Vmax possible dans l’ouvrage = 7 m³
  L’ouvrage à réaliser peut avoir 1 m de profondeur, 1 m de largeur et 10 m de longueur.
• Puits d’infiltration
  HYPOTHESE : On choisit de réaliser un puits d’infiltration de 1,2m de diamètre et de 2,50 m de profondeur.
  Surface verticales= 2p x Rayon x profondeur= 2p x 0,6 x 2,50= 9,4 m²
  Qf = 0,5 x 9,4 x 3 x 10^-4 = 1,4 x 10^-3 m³/s
  qs = 0,26 mm/min
  Δh=23 mm
  V_max= 9 m³
  L’ouvrage à réaliser a une profondeur de 2,5 m et un diamètre de 1,2 m.
• Chaussée réservoir
  Cette technique n’est pas adaptée à l’hypothèse de gestion des eaux pluviales d’une parcelle privée.
  Elle est indiquée ici uniquement pour servir d’exemple de dimensionnement.
  HYPOTHESE : On choisit de réaliser une chaussée à structure réservoir 3 m de largeur, 7 m de long et 60 cm de profondeur.
  Surface verticales = 2 x (0,60 x 7 + 0,60 x 3) = 12 m²
  Qf = 0,5 x 10 x 3 x 10^-4 = 1,8 x 10^-3 m³/s
  qs = 0,33 mm/min
  Δh= 21 mm
  V_max= 8 m³
  Vmax possible dans l’ouvrage = 0,7 x hauteur x Longueur x Largeur = 8,82 m³
  L’ouvrage à réaliser pourrait avoir 0,6 m de profondeur, 3 m de largeur pour 7 m de long.
• Stockage sur toiture
  Valable pour la surface constituée par la toiture, c'est-à-dire ici la surface imperméabilisée (Sa= Simper)
  Débit de fuite admissible : Qf = 0,5 l/s
  qs = 0,17 mm/min
  Δh= 26 mm
  V_max= 6 m³