Session C10 - De nouveaux média pour optimiser la performance des ouvrages

Le projet LIFE ADSORB (LIFE17 ENV/FR/000398) a évalué l’efficacité des filtres plantés de roseaux à écoulement vertical, intégrant ou non des matériaux adsorbants, pour le traitement des eaux pluviales urbaines, notamment issues du ruissellement routier. Mis en œuvre dans un site urbain dense et sensible, le projet a démontré de bonnes performances épuratoires sur les matières en suspension, la DCO, les hydrocarbures et plusieurs éléments traces métalliques, tout en maintenant une intégration paysagère et écologique satisfaisante. Les essais sur les filtres ont montré dans les conditions de fonctionnement que l’apport du matériau adsorbant Rainclean® reste limité, suggérant que des filtres plantés conventionnels constituent une alternative pertinente et économiquement optimisée. L’étude en laboratoire de différents matériaux adsorbants (charbon actif, biochar, zéolithe) met néanmoins en évidence des performances différenciées selon les polluants ciblés, ouvrant la voie à des choix adaptés au contexte local. Les travaux ont également permis d’enrichir le logiciel ORAGE d’un module « micropolluants », offrant un outil d’aide à la décision inédit pour le dimensionnement et l’évaluation de la durabilité de ce type d’ouvrage. Les suivis environnementaux n’ont mis en évidence aucun impact négatif sur la biodiversité ou le milieu récepteur.

L’urbanisation rapide a accru les surfaces imperméables, perturbant les processus hydrologiques naturels et augmentant les volumes et débits de pointe du ruissellement, ainsi que le risque d’inondation en lien avec le changement climatique. Les systèmes de biorétention, une stratégie clé de gestion à faible impact (LID), atténuent ces impacts en rétablissant certaines fonctions hydrologiques, mais leur performance dépend fortement des médias filtrants utilisés qui doivent présenter un compromis entre capacité de filtration et efficacité hydraulique. Cette étude évalue trois technosols mixtes composés d’une base de sable–sol (50:50) amendée avec des proportions croissantes de balle de riz carbonisée (CRH), à l’aide d’expériences en colonnes contrôlées mesurant la performance hydraulique (réduction du débit de pointe et du volume) et l’élimination des matières en suspension (MES). Les résultats préliminaires montrent que le média non amendé présente la performance la plus équilibrée, atteignant >90 % d’atténuation des débits de pointe, jusqu’à 31 % de réduction de volume et ~90 % d’élimination des MES. Les expérimentations en cours permettront de clarifier le rôle de la CRH sur la performance des médias filtrants.

En utilisant l’énergie potentielle des pluies de toiture, les eaux pluviales peuvent être acheminées par gravité vers des NBS aériennes et non intrusives, permettant une gestion compacte et sans excavation, même lors d’événements extrêmes. Depuis 2019, cette approche, dite NBS d’eaux pluviales sous pression, est démontrée dans le Green Climate Screen de Copenhague, qui gère une toiture de 240 m² tout en faisant office de barrière acoustique. Cet article présente la conception, la construction et les premières performances de trois éléments novateurs : le Rain Dyke, le Rain Mound et le Raised Rainbed, installés dans une cour résidentielle et recevant le ruissellement de trois toitures (≈190 m²). Une méthode de dimensionnement en trois points équilibre le stockage quotidien avec l’évapotranspiration, l’infiltration jusqu’au niveau de service et le stockage temporaire lors d’événements centennaux. Tous les éléments sont fondés sur le sol, garantissant un bilan pédologique positif ou nul. Le système d’acheminement utilise des tubes en PE résistants au gel et un filtre en laine minérale. Les observations confirment l’efficacité du sol en tant qu’éponge et matériau de construction dans les NBS basées sur l’évaporation, ainsi que leur intégration harmonieuse dans les espaces récréatifs des résidents. Le suivi continu documentera le bilan hydrique et les besoins d’entretien. La démonstration met en évidence le potentiel des NBS d’eaux pluviales sous pression comme solution évolutive, bas carbone et économique pour les villes denses.

Les stipes d’algues brunes ont été utilisées pour fabriquer des matériaux poreux légers destinés à la gestion des eaux pluviales dans les systèmes d’infrastructures vertes tels que les toits végétalisés, mais également les bassins d’infiltration et les rigoles végétalisées. Laminaria digitata a été fibrillée, gelée par congélation et réticulée au CaCl₂ pour produire des mousses poreuses stables. L’échantillon optimisé présentait une porosité d’environ 90 %, une bonne stabilité mécanique en milieu humide (~4 kPa) et de fortes capacités d’absorption (~2800 % pour l’eau déionisée et ~3000 % pour l’eau de ruissellement). La microtomographie a confirmé une structure poreuse interconnectée, et les tests d’absorption cycliques ont démontré la réutilisabilité du matériau. La germination de graines sur le matériau a également confirmé son potentiel en tant que couche absorbante biodégradable et compatible avec les plantes. Dans l’ensemble, cette mousse poreuse à base d’algues constitue une solution innovante et naturelle pour améliorer la rétention des eaux pluviales sur les toits végétalisés.