Contribution à la connaissance du fonctionnement d'ouvrages d'infiltration d'eau de ruissellement pluvial urbain

= Contribution to knowledge of urban storm water infiltration structures functioning

• Auteur / Autrice : Armelle Gautier
• Direction : Marcel Miramond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Conception en bâtiment et techniques urbaines
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC - Unité de Recherche en Génie Civil (Lyon, INSA)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marcel Miramond, Sylvie Barraud, François-Noël Cres, Bernard Chocat, Michel Desbordes, Jean-Claude Deutsch
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Desbordes, Jean-Claude Deutsch

Mots clés

Mots clés contrôlés

Assainissement et restauration de l'environnement

Eaux pluviales

Infiltration

Résumé

L'infiltration des eaux de ruissellement pluvial est aujourd'hui une technique d'assainissement alternative au réseau largement utilisée. Les gestionnaires de système d'assainissement n'ont cependant pas à leur disposition les connaissances et les outils nécessaires à une gestion correcte de tels ouvrages : le rendement épuratoire, l'impact sur les sols et les nappes et le vieillissement par colmatage de ces ouvrages sont mal connus. Par conséquent, les méthodes d'entretien restent très empiriques. Un recensement des phénomènes mécaniques, chimiques et biologiques qui interviennent dans le fonctionnement des ouvrages d'infiltration d' eau de ruissellement pluvial, a permis de mettre en évidence les phénomènes prépondérants et de formuler l'hypothèse que l'interface ouvrage-sol joue un rôle très important dans le fonctionnement tant quantitatif que qualitatif. Nous avons ensuite travaillé à la confirmation de cette hypothèse en rassemblant des connaissances et des expériences menées dans des domaines larges de l'infiltration. Cette synthèse, complétée par l'identification des méthodes qui peuvent être mises en œuvre pour mesurer le rôle de cette interface nous a permis d'identifier les besoins et les lacunes actuelles sur le thème : notamment, la nécessité d'expérimenter sur des ouvrages réels afin de compléter les connaissances sur le fonctionnement qualitatif et sur le colmatage et la nécessité de développer des modèles de comportement des ouvrages et de leur évolution. Pour répondre à ces besoins, deux campagnes de mesure ont été exploitées comme source de connaissances sur le fonctionnement qualitatif. Pour chacune d'elles, nous avons mené deux approches : une approche ponctuelle (court terme) et une approche intégratrice (long terme). Pour avancer sur la modélisation, nous avons essayé de caler à l’aide de mesures existantes, un modèle donnant la capacité d'infiltration d'un ouvrage, intégrant explicitement un paramètre évolutif de colmatage. Nous avons également essayé d'expliciter ce paramètre par des données d'environnement et de qualité des effluents dont nous disposions.

Nowadays, storm water infiltration is a drainage structure often used as a solution to replace or complete sewage systems. Because of the lack of both knowledge and tools, management of these structures is very empirical. We actually don’t know what the impact of the infiltration of storm waters on soil and on ground water is, and how the structure will evolve and clog during its life. We take an inventory of mechanical, chemical and biological phenomenon which takes place in storm water infiltration systems. This allows us to estimate which of these processes are the most important and to formulate the assumption that the interface between the structure and the soil plays an important part in the quantitative and qualitative functioning of the structure. Then we try to confirm this assumption. T o do this, we synthesize results of experiments about infiltration. This synthesis is completed by an investigation of the methods we have to evaluate (to measure) the role of the interface. These investigations show that we need to experiment on real storm water infiltration systems to complete knowledge about qualitative functioning, and about clogging. They also show a lack of models to represent the evolution of the infiltration capacity during the life of the structure. In order to bring some piece of information about this, we use two metrological follow-up to learn about qualitative functioning of an infiltration basin and two infiltration wells. W e use two approaches: one on the long-range and one on the short-range. About modeling, we try to calibrate a model with measures in basins and wells. This model gives the infiltration capacity of the structure, and integrates evolutive parameter about clogging. We also try to explain this parameter with data about environmental conditions and quality of water we have in our possession.