FR2604737A1 - Bassin tampon de retention et de regulation des eaux naturelles a structure alveolaire - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN BASSIN TAMPON DESTINE A STOCKER LES EAUX RECUEILLIES EN MILIEUX URBAINS OU SUR DES SURFACES TELLES QUE DES CHAUSSEES OU DES TERRAINS DE SPORT, LORSQUE LEUR DEBIT DEPASSE LA CAPACITE DU RESEAU D'EVACUATION DES EAUX NATURELLES. LES BASSINS, SELON L'INVENTION, COMPORTENT UNE COUCHE DE DRAINAGE 2 CONSTITUEE DE MATERIAUX POREUX, NOTAMMENT DE GRAVIERS 7 OU DE PLOTS 8 REPARTIS SUR LE FOND DU BASSIN, ET AU MOINS UNE COUCHE CONSTITUEE D'UNE STRUCTURE ALVEOLAIRE 3 FORMEE PAR JUXTAPOSITION D'ALVEOLES VERTICAUX 4. LA STRUCTURE PEUT ETRE RECOUVERTE SUR SES FACES HORIZONTALES D'UN MATERIAU FILTRANT 9, 10. LA SURFACE DU BASSIN EST RECOUVERTE DE TERRE OU D'UN REVETEMENT PERMEABLE OU NON 11. LES COTES ET LE FOND DU BASSIN PEUVENT ETRE RECOUVERTS D'UN FILM D'ETANCHEITE 16. SELON UNE VARIANTE, CERTAINS ALVEOLES SONT REMPLIS D'UN MATERIAU HYDROPHILE PERMETTANT DE MAINTENIR L'HUMIDITE D'UN REVETEMENT 11 CONSTITUE D'UNE PELOUSE.

Description

La présente invention concerne le domaine de l'évacuation des eaux naturelles. Elle porte plus particulièrement sur un bassin tampon de rétention et de régulation pouvant être raccordé à un réseau d'évacuation.

L'urbanisation des sols et les travaux de voirie en milieu rural créent de grandessurfaces de recueil des eaux de pluie. Afin de ne pas affaiblir les sols par une perturbation de leur situation hydrologique, les eaux qui ne peuvent plus s'évacuer par voie naturelle d'infiltration à travers les sols doivent être recueillies et évacuées généralement dans le réseau iluvial.

On crée pour cela des réseaux collectant les eaux de pluie, et des réseaux d'évacuation débouchant dans des fleuves. Les surfaces de recueil étant particulièrement importantes en milieu urbain, et les villes étant souvent construites en bordure d'un fleuve, le réseau d'évacuation est généralement construit dans le sous-sol des villes, et l'augmentation de leur capacité de débit en vue du raccordement des réseaux de collecte de zones périurbaines récentes est excessivement conteuse.

Ces réseaux de recueil, collecte et évacuation sont construits de façon à permettre l'évacuation des eaux des précipitations maximales dites "pluies décennales", correspondant à environ 60 mm d'eau , une fois en vingt quatre heures.

De telles précipitations étant très rares, environ une fois tous les dix ans comme leur nom l'indique, le déversement des réseaux de collecte directement dans le réseau d'évacuation entraînerait un surdimensionnement inutile et très cottes de ce dernier. On a donc pensé insérer un bassin tampon entre le réseau de recueil des eaux et le réseau d'évacuation.

Son rôle est de permettre un débit compatible avec les capacités du réseau d'évacuation , même si les précipitations entraînent des débits de recueil supérieurs, et de "lisser" la courbe de débit d'évacuation dans le temps.

Ces bassins tampons sont généralement raccordés au. réseau d'évacuation par l'intermédiaire d'un orifice permettant de contrôler le débit, et on utilise souvent un orifice calibré.

Un premier type de bassin tampon est réalisé sous forme de bassin ouvert. Ce type de bassin est inadapté à une utilisation en milieu urbain, ou le sol constructible est rare et recherché. De plus, ce type de bassin entraîne des nuisances esthétiques inacceptables.

On a proposé dans l'art antérieur de remédier à ces inconvénients en réalisant des bassins tampons enterrés remplis de graviers de façon à supporter des charges sur sa surface supérieure. Ce bassin peut être recouvert d'un revêtement perméable permettant le recueil des eaux de pluie.

Ce type de bassin nécessite toutefois en raison de la faible porosité des graviers, des volumes importants. Pour une capacité de stockage de un mètre cube d'eau, le volume du bassin sera supérieur à trois mètres cubes lorsqu'on emploie des graviers d'une porosité de trente pour cent, qui est la plus grande porosité actuellement connue.

Cela implique des travaux d'excavation et de transport de matériaux (terre évacuée, graviers), très importants entraînant des coûts et des délais de construction élevés. De plus, la porosité réduite entraîne une vitesse de diffusion des eaux qui dans certains cas est insuffisante pour résorber les eaux de pluie lors de fortes précipitations.

Le bassin tampon enterré selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet, une structure alvéolaire, constituée d'alvéoles verticaux juxtaposés reposant sur une structure drainante permettant la circulation horizontale des eaux. Les structures alvéolaires sont avantageusement fabriquées par extrusion à partir d'une matière thermoplastique, grâce aux dispositifs et procédés décrits dans les demandes de brevets français 80 23 188 et 85 09 554 de la déposante.

Selon une forme de réalisation préférée, le bassin comporte une première couche constituée d'une structure drainante permettant la circulation horizontale de l'eau dans le fond et son évacuation dans le réseau d'évacuation par un orifice ou dispositif à débit contrôlé. La structure drainante peut être constituée d'un matériau poreux, notamment du gravier à forte granulométrie. La structure alvéolaire repose sur cette couche de matériaux poreux. La hauteur de cette couche alvéolaire est sensiblement égale à la hauteur des précipitations décennales, multipliée par le rapport entre la surface de recueil des eaux et la surface du bassin. La structure alvéolaire est avantageusement recouverte sur sa surface supérieure ou sur ses deux surfaces horizontales d'un matériau filtrant évitant l'obstrue-'.: tion des alvéoles.Ce matériau filtrant peut être choisi de type nappe de fibres de polyester ou de polypropylène non tissées, et peut être iise à la structure alvéolaire par thermofusion. La couche alvéolaire est recouverte d'un revêtement en béton ou un revêtement bitumeux permettant de supporter des charges. Ce revêtement peut être remplacé. ou recouvert par une couche de terre permettant la plantation d'un gazon ou d'un massif de fleurs en vue de dissimuler totalement le bassin.

Le bassin est relié au réseau de collecte des eaux par l'intermédiaire d'un décanteur déssableur de type connu, débouchant dans la couche inférieure constituée de matériau poreux. Lorsque le débit des eaux collectées est supérieur au débit autorisé par l'orifice d'évacuation, il pro voque. le remplissage de la structure alvéolaire. Lorsque les précipitations cessent, les eaux stockées sont évacuées régulièrement dans le réseau d'é- vacuation sans entraîner de dépassement de débit.

La structure poreuse peut être selon une variante remplacée par des plots maintenant un écartement entre la surface inférieure de la structure alvéolaire et le fond du bassin. La taille et la répartition des plots sont choisies de façon à ce que un pour cent de-la surface inférieure de la structure alvéolaire repose sur ces plots.

Suivant la nature des sols, les parois du bassin seront imperméabilisées à l'aide de films plastiques, de nappes bitumées ou d'enductions de bitume, pu encore maronnées.

Suivant une autre forme de réalisation, le bassin selon l'invention est enterré en bordure de chaussée et recouvert d'une couche de terre semée de gazon. La pente de la chaussée provoque une collecte des eaux en cas de pluie. Ces eaux s'écoulent en suivant la pente de la chaussée vers les bordures et parviennent dans le bassin enterré par infiltration à travers le gazon. Elles alimentent la structure alvéolaire par sa surface supérieure.

Le bassin est avantageusement complété par un caniveau circulant entre la chaussée et la bordure gazonnée. Ledit caniveau permet la collecte des eaux s'écoulant sur la chaussée, et alimente la couche de drainage du bassin grace à des orifices de communication.

Selon une variante urbaine de cette forme de réalisation, la couche de terre gazonnée est remplacée par des pavés poreux ou des pavés non poreux associés à un caniveau.

On peut ainsi réaliser une voie piétonne en milieu urbain en posant des pavés poreux sur un bassin selon l'invention. Selon une variante, on recouvre le bassin d'un revêtement non poreux et on l'alimente au niveau de la couche de drainage par l'intermédiaire d'un caniveau communi- quant par des orifices.

Selon une autre variante, on réalise une chaussée de circulation en recouvrant le bassin selon l'invention d'un revêtement perméable. Afin d'éviter la déformation des sols entourant ledit bassin, on recouvre les parois d'un film d'étanchéité.

La tenue horizontale peut être améliorée par l'insertion d'un treillis ou. grillage en matière plastique ou métal inoxydable entre la couche alvéolaire et le revêtement.

Selon une variante, le caniveau communiquant avec la couche de drainage du bassin sous revêtement routier a une double fonction de re cueil des eaux et d'évacuation des eaux stockées vers le réseau d'évacuation. Selon une autre variante, l'évacuation des eaux est réalisée par une canalisation percée du type "AQUADRAIN" déposée dans la couche de drainage parallèlement à l'axe de la chaussée.

Selon une autre forme de réalisation, certains alvéoles sont remplis d'une matière hydrophile.

Les bassins selon ce mode de réalisation sont particulièrement utiles pour maintenir l'humidité des pelouses et notamment des stades de sport sous lesquels le bassin tampon est enterré. Le bassin tampon selon ce mode de réalisation, communique avec le réseau, d'évacuation par l'intermédiaire d'une vanne permettant en période sèche de maintenir le stockage d'eau dans la couche alvéolaire et la couche de drainage, et de s'en servir pour maintenir l'humidité de la pelouse par alimentation par capillarité à travers les alvéoles remplis de matière hydrophile, et diffusion à l'interface de la couche alvéolaire et de la terre gazonnée grace à la nappe de fibres non tissées.

Selon un mode de réalisation particulier, la couche alvéolaire est constituée d'un assemblage de plaques pouvant s'emboîter pour former des bassins de grande dimension.

D'autres avantages et normes de réalisations non limitatives ressortiront mieux de la description de quelques exemples de réalisations qui sont illustrés par les dessins suivants
La figure 1 représente une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du bassin selon l'invention.

La figure 2 représente une vue en coupe d'une variante de bassin comprenant deux couches alvéolaires superposées.

La figure 3 représente une vue en coupe d'un bassin enterré sous une bordure de chaussée.

La figure 4 représente une vue en coupe d'un bassin enterré sous une chaussée.

La figure 5 représente une vue en coupe d'un bassin enterré sous une pelouse et comportant une structure alvéolaire partiellement remplie d'une matière hydrophile.

La figure 6 représente une vue..d'un panneau permettant de constituer une couche alvéolaire.

Le bassin tampon (1) représenté sur-la figure 1, comporte une couche de drainage (2) et une couche alvéolaire (3) constituée d'une juxtaposition d'alvéoles verticaux (4), réalisé de préférence en polypropylène par extrusion de matière thermoplastique. Ces alvéoles présentent un profil hexagonal de diamètre compris entre 6 et 20 mm. L'épaisseur de cette couche alvéolaire est égale à la hauteur des pluies décennales multipliée par le rapport
surfaces de recueil des eaux alimentant le bassin
surface du bassin
Le bassin comporte dans sa partie inférieure un orifice d'évacuation (5) faisant communiquer la couche de drainage (2) et le réseau d'évacuation (6).

Cet orifice peut tre constitué d'un orifice calibré ou d'une vanne.

La couche de drainage (2) est constituée d'une couche de gravier (7), d'une épaisseur comprise de préférence entre 15 et 50 cm, ou d'une série de plots (8). La couche alvéolaire (3) est avantageusement recouverte, sur ses surfaces horizontales, d'une nappe de fibres de polyester ou de polypropylène non tissées (9), (10). Les nappes (9), (10), peuvent autre fixées, lors de la fabrication de la structure alvéolaire, par thermofusion à une température de 2500C environ. Cette nappe (10) empêche un colmatage des alvéoles (4) et retient des particules d'un diamètre supérieur à 50 microns.

La couche alvéolaire est recouverte d'une couche de revêtement (11) qui peut être constituée de terre, de béton, de bitume ou tout autre revêtement connu. Lorsque la surface doit supporter de fortes charges, par exemple lorsquLelle constitue une aire de stationnement, on peut insérer entre le revêtement et la couche alvéolaire, un treillis plastique ou mé- tallique non oxydable (15), améliorant la tenue horizontale du bassin tampon (l) et notamment de la couche alvéolaire (3).

Lorsque les sols entourant le bassin tampon sont déformables, onrecouvre les bords verticaux (13) et le fond (14) du bassin d'un film d'étanchéité (16) constitué d'une nappe plastique ou bitumée imperméable ou d'une enduction de bitume.

Ce film peut être supprimé lorsque le bassin est réalisé dans un so peu déformable et drainant, par exemple, du sable ou des graves propres
Le bassin est alimenté en eaux collectées par un orifice (17) pratiqué au niveau de la couche de drainage (2).

Selon une variante présentée en figure 2, le bassin comprend une première couche alvéolaire(3) et une deuxième couche alvéolaire (18) séparées par une couche de séparation (19) constituée de plots (20). L'alimentation en eaux collectées est selon cette variante, réalisée au niveau de la couche de séparation (19).

L'alimentation en eauxcollectées peut se faire par l'intermédiaire d'un dispositif de décantation et dégraissage (21) de type connu.

Selon un autre exemple de réalisation représenté en figure 2, le bassin est entérré sous une bordure de chaussée (22) recouverte d'une couche de revêtement (11) formée de terre gazonnée. L'eau s'écoulant de la chaussée (23) réalisée de façon connue avec une pente descendant vers la bordure de la chaussée, alimente le bassin tampon par infiltration à travers la couche de revêtement (11).

Une canalisation perforée (24) d'un diamètre compris entre 10 et 50 cm est placèdans la couche de drainage (2) et sert à recueillir l'eau et à l'évacuer dans le réseau d'évacuation dans lequel elle débouche par l'intermédiaire d'un orifice permettant le contrôle du débit. Le diamètre des alvéoles est de préférence choisi entre 5 et 12 mm.

Selon une variante, le diamètre de la canalisation perforée (24) est calculé de façon à limiter le débit à une valeur inférieure au débit maximal admissible par le réseau d'évacuation.

Selon une variante représentée en figure 4, le bassin est enterré sous la chaussée ou plus généralement sous une surface de recueil d'eau de pluie. Si aucune autre surface de recueil ne vient alimenter le bassin tampon, l'épaisseur de la couche alvéolaire est sensiblement égale à la hauteur des pluies décennales, soit environ 6t mm dans la plupart des régions françaises.

La couche de drainage est constituée de sable ou de gravier propre d'une épaisseur de 20 à 40 cm. Cette couche sert à la fois au drainage des eaux et à l'absorption des déformations locales. Les bords (12) et le fond (14) du bassin sont recouverts d'un film d'étanchéité (16) évitant la dégradation des sols notamment en période de gel.

Selon une variante de l'invention, on réalise le long de la chaussée un caniveau (25) servant à la fois à la collecte d'eau sur des surfaces de recueil voisines, et à l'évacuation des eaux stockées dans le réseau de régulation. Ledit caniveau (25) communique avec la couche de drainage (2) du bassin par l'intermédiaire d'orifices (25) régulièrement espacés de un mètre environ. La profondeur dudit caniveau est sensiblement égale à l'épaisseur du bassin et du revêtement, soit sensiblement égale à 50 cm.

Il est avantageusement recouvert d'une grille (27).

Selon un autre exemple de réalisation représenté en figure 5, on réalise un bassin tampon sous une pelouse servant notamment de terrain de sport. I1 comprend une couche alvéolaire (3) ayant une épaisseur sensi blemeht égale à la hauteur des précipitations décennales et une couche de drainage(2) réalisée de préférence sous forme d'une couche de gravier d'une épaisseur de 15 à 30 cm. La couche alvéolaire(3) est constituée d'une juxtaposition d'alvéoles verticaux dont certains sont remplis d'une matière hydrophile(28) formant une mèche permettant à l'eau stockée dans une partie du bassin d'alimenter la surface supérieure (9) de la couche alvéolaire recouverte d'une nappe non tissée.

La couche de drainage communique avec le réseau d'évacuation (6) permettant d'éviter la stagnation d'eau en cas de fortes précipitations.

L'orifice de communication (5) est constitué d'une vanne permettant au contraire en période de sècheresse de stocker les eaux recueillies afin de maintenir l'humidité de la pelouse. La couche de drainage (2) communique également avec des arrivées d'eau C29 réparties le long de la pelousepermettant de maintenir un niveau suffisant d'eau stockée même en l'absence de précipitations. On peut placer une sonde électrique (30) dans un ou plusieurs alvéoles répartis sur la surface du terrain et détectant la hauteur d'eau stockée. En cas d'insuffisance de niveau, cette sonde peut déclencher une alarme ou commander les vannes (23) et (5).

Selon un mode préféré de réalisation représenté en figure 6, la couche alvéolaire (1) est constituée de panneaux (31) pouvant s'emboîter les uns dans les autres de façon aisée par glissement vertical d'un panneau à poser le long du bord complémentaire (34) d'un panneau déjà posé.

Ces réalisations ne sont bien entendu citées qu'à titre d'exemple, et toute autre forme de variante rentre dans le cadre de la présente invention.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1) Bassin enterré de rétention et de régulation des eaux naturelles dont la partie supérieure est capable de supporter une charge, et pouvant être raccordé à un réseau d'évacuation des eaux, caractérisé en ce que ledit bassin (1) comporte au moins une couche alvéolaire (3) constituée alvéoles verticaux (4) juxtaposés, reposant sur une structure drainante (2) permettant la circulation horizontale des eaux.

2) Bassin selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure de drainage (2) est constituée de plots (8) reposant sur le fond (14) du bassin.

3) Bassin selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite structure de drainage (2) est constituée d'une couche de matériau poreux.

4) Bassin selon la revendication 3 caractérisé en ce que ladite structure de drainage (2) est constituée d'une couche de graves. (7).

5) Bassin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface supérieure de la couche alvéolaire est recouverte d'un matériau filtrant (3).

6) Bassin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la surface inférieure de la couche alvéolaire est recouverte d'un matériau filtrant (10).

7) Bassiii selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ledit matériau filtrant (9), (10) est constitué d'une nappe de fibres non tissées.

8) Bassin selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que au moins certains desdits alvéoles verticaux sont remplis d'un matériau hydrophile (28).

9) Bassin selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les dites structures alvéolaires sont constituées de panneaux (31) juxtaposables horizontalement.

10) Bassin selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits panneaux (31) juxtaposables horizontalement sont emboitables par glissement vertical de deux panneaux le long de leurs bords verticaux complémentaires t34).

11) Bassin selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que une partie au moins des parois (12), (14) est recouverte d'un film imperméable (16).

12) Bassin selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une conduite raccordée au réseau d'alimentation d'eau courante.

13) Bassin selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte deux couches alvéolaires (3), (9) superposées séparées des plots (20).

14) Bassin selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que les structures alvéolaires (3) sont obtenues par extrusion à partir d'une matière thermoplastique.