Connaissance et modélisation du fonctionnement des bassins d'infiltration d'eaux de ruissellement urbain pour l'évaluation des performances technique et environnementale sur le long terme

• Auteur / Autrice : Magali Dechesne
• Direction : Sylvie Barraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lyon, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Indicateurs scientifiques

Écoulement (hydrologie)

Infiltration

Hydrologie urbaine

Résumé

Les objectifs de cette recherche sont d'approfondir les connaissances sur le fonctionnement quantitatif et qualitatif des bassins d'infiltration d'eaux de ruissellement sur le long terme, de tester des modèles et des méthodes d'études et de proposer un outil d'évaluation de la performance d'un bassin d'infiltration. L'approche menée est une approche globale du système et de ses phénomènes sur le long terme. L'approche expérimentale a été menée sur le terrain. Ne disposant pas de données sur suffisamment d'années pour aborder le long terme avec un seul bassin, nous avons choisi de travailler à partir d'ouvrages d'âges différents mais de catactéristiques comparables. Quatre bassins gérés par le Grand Lyon ont été sélectionnés. Ils présentent tous une bonne perméabilité initiale et un sol fluvio-glaciaire. Deux types de données ont été acquis : des données hydrauliques (hauteurs d'eau) et des données qualitatives (concentrations en polluants dans les sols). Les données hydrauliques ont permis de caractériser le colmatage des bassins grâce au paramètre résistance hydraulique. Les observations réalisées sur le terrain et les résultats expérimentaux sont cohérents : la résistance hydraulique des ouvrages est faible, la capacité d'infiltration est bonne et le colmatage est limité. Le prélèvement et l'analyse de sédiments dans les bassins d'infiltration ont montré une forte pollution de surface. Dés 30 centimètres de profondeur, la plupart des polluants existent en concentrations acceptables. Différentes méthodes sont exploitées pour étudier la pollution. L'évaluation de la performance du système bassin d'infiltration passe par la définition d'une liste des performances attendues (parallèle avec la notion de développement durable) et par la construction d'indicateurs. Ce travail s'est attaché à évaluer la performance hydraulique et la performance qualité des ouvrages sur le long terme. Elles sont évaluées soit grâce aux données acquises sur le terrain, soit par simulation du fonctionnement des bassins.

The objectives of this research are to improve knowledge on the quantitative and qualitative operation of stormwater infiltration basins on the long term, to test models and methods of analysis and to propose a performance evaluation tool. We followed a global approach of the system and its processes on the long term. Field data was acquired. Since no data was available on the long term for one basin, we decided to work from basins with different ages but similar characteristics. Four basins managed by the Greater Lyon Community were selected. They all have a good initial hydraulic conductivity and fluvio-glacial soils. Two types of data were collected : quantitative data (water levels) and qualitative data (pollutant concentrations in soils). Clogging was characterised from hydraulic data using the hydraulic resistance parameter. Field observations and experimental results are consistent : hydraulic resistances are low, infiltration capacities are good and clogging is limited. Soil sampling and analysis showed a strong surface pollution. From a 30-cm depth, pollutants exist within acceptable concentrations. Different methods are tested to study pollution. Performance evaluation of infiltration basins starts with identification of expected performances (in parallel with sustainable development) and with definition of indicators. This study focused on the hydraulic and quality performances on the long term. They are evaluated from field data or from simulation of basin operation.