Thèse soutenue

Fonctionnement hydraulique et propriétés épuratoires de techniques alternatives de gestion des eaux pluviales – cas des noues
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Auteur / Autrice : Alexandre Fardel
Direction : Fabrice RodriguezAbdelkader LakelPierre-Emmanuel Peyneau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance le 10/07/2019
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (France ; 2011-2019)
Jury : Président / Présidente : Marie-christine Gromaire
Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Rodriguez, Abdelkader Lakel, Pierre-Emmanuel Peyneau, Marie-christine Gromaire, Patrice Cannavo, Sylvain Payraudeau, Tim D. Fletcher, Pierre-Yves Hicher
Rapporteurs / Rapporteuses : Patrice Cannavo, Sylvain Payraudeau

Résumé

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Les noues, de larges fossés souvent végétalisés, sont des systèmes plébiscités par les aménageurs pour gérer à la source les eaux de ruissellement. Leur conception a connu depuis les années 1980 de profondes évolutions (géométrie, matériaux, végétation) qui affectent leurs fonctions. Alors que les noues standards (ouvrages obtenus par simple terrassement d’un sol local) sont historiquement aménagées pour canaliser les eaux de ruissellement, de nouveaux types de noues dotés de massifs filtrants offrent des perspectives prometteuses en matière de gestion des flux polluants. Ce travail de thèse porte sur (i) l’amélioration des connaissances sur les performances épuratoires et hydrologiques des noues et (ii) l’identification de leurs paramètres d’influence afin d’optimiser leur conception. L’analyse statistique d’une base de données spécifiquement construite pour cette étude montre que les performances épuratoires les plus élevées des noues (abattements les plus élevés) sont souvent associées aux polluants présents dans la phase particulaire. Les niveaux de concentration des polluants dans les eaux de ruissellement ont été identifiés comme le facteur majeur affectant les performances épuratoires des noues. Afin de mieux décrire les fonctionnements hydrauliques et épuratoires de ce type d’ouvrage et d’évaluer dans des conditions contrôlées l’influence de certains paramètres (matériaux, modalité d’alimentation) sur leurs performances, un dispositif pilote, constitué de deux noues aux caractéristiques contrastées (une noue standard et une noue de filtration), a été spécifiquement aménagé au CSTB Nantes. Ce dispositif original permet de reproduire des évènements de ruissellement urbain avec différentes conditions de débits d’entrée et de charges polluantes, pour deux modalités d’alimentation : alimentation concentrée en tête de noue ou alimentation latérale diffuse. Les réponses des noues à différentes conditions d’alimentation ont pu être analysées grâce à un important dispositif instrumental permettant de caractériser finement les flux d’eau et de polluants en entrée/sortie de système. Les expérimentations conduites sur ce dispositif pilote montrent que les noues de filtration offrent de meilleurs bénéfices hydrologiques et épuratoires comparées aux noues standards. Les expérimentations montrent aussi l’intérêt de privilégier une alimentation latérale de la noue pour optimiser ses performances.