Stockage avec rejet à débit limité ou avec infiltration

Quelque soit la technique retenue et l’exutoire possible, un stockage des eaux de pluie avant rejet est nécessaire.

Pour déterminer ce volume d’eau, il est nécessaire de connaître le coefficient d’apport (Ca, coefficient qui mesure le rendement global de la précipitation) ainsi que la surface active de ruissellement (Sa) qui sera raccordée à l’ouvrage de stockage



Détermination du coefficient de ruissellement (Cr) et du coefficient d’apport (Ca)

Lorsque la pluie tombe sur le sol, elle peut suivre différents cheminements :

• une partie peut s’infiltrer dans le sol,
• une partie peut être piégée dans des dépressions du sol et former des flaques,
• une partie ruisselle sur le sol et finit par rejoindre les réseaux d’assainissement ou le milieu naturel situé au point bas.

En fonction du type de sol sur lequel tombe la pluie, la répartition du volume d’eau entre les différents cheminements présentés ci-dessus peut être très différente. Ainsi, à chaque type de surface, il est possible d’affecter un coefficient de ruissellement (Cr - déterminable à l’aide du tableau fourni ci-après).

Type de surface	Coefficient de ruissellement (Cr) compris entre
Zone d'activités tertiaires centres villes villes	0,70 / 0,95 0,50 / 0,70
Zone résidentielle pour 1 pavillon ensemble de pavillons détachés ensemble de pavillons attachés	0,30 / 0,50 0,40 / 0,60 0,60 / 0,75
Zone industrielle	0,50 / 0,90
Cimetières - Parcs	0,10 / 0,25
Zone de jeux	0,25 / 0,35
Rue et trottoirs asphalte béton pavé	0,95 0,95 0,85
Pelouse (sol sablonneux) pente < 2 % 2 % < pente < 7 % pente > 7 %	0,05 / 0,10 0,10 / 0,15 0,15 / 0,25
Pelouse (sol terreux) pente < 2 % 2 % < pente < 7 % pente > 7 %	0,13 / 0,17 0,18 / 0,22 0,25 / 0,35
Valeurs des coefficients de ruissellement en fonction du type de surface

Le coefficient d’apport (Ca) mesure le rendement global de la pluie (fraction de la pluie qui parvient réellement à l'exutoire du bassin versant considéré).

Lorsque le bassin versant alimentant la retenue est très urbanisé, on pourra assimiler Ca au coefficient de ruissellement (Cr). Sur l’agglomération lyonnaise, on se trouve souvent dans ce cas.

On retiendra donc, en première approche, que pour une surface urbaine, on peut déterminer le coefficient d’apport global à partir de coefficients de ruissellement Cri de surfaces homogènes Si :

Détermination de la surface active à considérer (Sa)

La surface active de ruissellement (Sa en m²) d’un aménagement complet représente le produit de la surface totale du bassin versant (S en m²) par son coefficient d’apport (Ca, sans unité) : Sa = Ca_global x S

Détermination de la hauteur maximale et du volume d’eau à stocker

Il existe plusieurs méthodes pour calculer le volume d’eaux pluviales à stocker. Celle décrite ici est « la méthode des pluies ». Cette méthode est décrite succinctement ci-après dans le but de permettre une première approche de la détermination du volume de stockage. D’autres méthodes de calcul et de dimensionnement peuvent être utilisées.

Cette méthode repose sur l’exploitation d’un graphique représentant les courbes de la hauteur précipitée H(t,T) pour une période de retour donnée (T) et de l’évolution des hauteurs d’eaux évacuées qs.t en fonction du temps d’évacuation (t). Ce graphique se présente sous la forme suivante :



Pour tracer la courbe d’évolution des hauteurs d’eaux évacuées en fonction du temps (droite verte sur le schéma ci-dessus), il est nécessaire de déterminer la pente de cette droite (qs). Pour cela, on suppose que l'ouvrage a un débit de fuite constant Qf que l'on exprime sous la forme d'un débit spécifique qs : qs = 60 000 x Q_f/Sa
Avec :

• qs, débit spécifique de vidange (en mm/min),
• Q_f, débit de fuite de l’ouvrage (en m³/s),
• Sa, surface active (en m²).

Sur le graphique précédent, on dessine donc la droite de vidange de l’ouvrage de stockage ayant pour équation : h(t) = qs x t
Avec :

• h(t), hauteur vidangée au temps t (en mm),
• t, temps (en min).

On trace alors la parallèle à la droite h(t)=qs x t passant par la courbe H(t, T). La différence Δh entre la courbe h(t) et H(t, T) correspond à la hauteur maximale à stocker pour qu'il n'y ait pas de débordement.

Le volume d'eau à stocker peut alors facilement être déterminé par la formule suivante : V_max = 1,2 x 10 x Δh x Sa
Avec :

• V_max, volume d’eau à stocker (en m³),
• Δh, hauteur maximale à stocker (en mm) – voir schéma précédent,
• Sa, surface active (en ha),