Session C8 - Évaluation et suivi de l'infiltration

De nombreux systèmes ont été développés pour traiter et retenir les eaux de ruissellement pluviales. Cependant, peu sont capables de réduire significativement les volumes de ruissellement, c'est-à-dire de retenir les eaux de ruissellement. Dans cette étude, nous avons développé une bordure et un caniveau perméables, conçus pour infiltrer de grands volumes d'eaux de ruissellement de la route dans les accotements, afin d'irriguer les arbres de rue. À Melbourne, en Australie, nous avons construit une section de 20 m de bordure et de caniveau perméables desservant une tranchée d'infiltration de sol structurel plantée d'arbres et avons surveillé les performances hydrologiques pendant un an. 

Malgré les faibles taux d'exfiltration du sol argileux sablonneux in situ (<1,5 mm h-1), la rétention du ruissellement était de 81 % et la réduction du débit de pointe était de 79 % pour les événements qui ont généré un écoulement. L'humidité du sol a augmenté autour de la tranchée d'infiltration, indiquant que l'exfiltration était la principale perte de ruissellement. La bordure a maintenu des taux d'infiltration >30 000 mm h-1, qui ont augmenté à 54 000 mm h-1 après un lavage sous pression, indiquant qu'un colmatage s'était produit. Les taux d'infiltration devraient diminuer de 99 % avant que la bordure et le caniveau ne puissent plus infiltrer l'intensité de pluie la plus élevée observée pour l'emplacement. La bordure et le caniveau perméables ont maintenu leur stabilité et leur rigidité, indiquant qu'il n'y a pas eu de tassement ou de mouvement significatif dû à l'infiltration des eaux de ruissellement. Nous prévoyons de continuer à surveiller l'expérience pour déterminer les besoins d'entretien. Dans l'ensemble, la bordure et le caniveau perméables représentent une solution prometteuse pour l'infiltration de grands volumes d'eaux de ruissellement dans les zones urbaines.

Les Solutions fondées sur la nature, comme les Systèmes urbains de drainage durable (SuDS), sont de plus en plus utilisées pour gérer les eaux pluviales urbaines et limiter les inondations liées au changement climatique. En améliorant l’infiltration sur site, elles réduisent la pression sur les réseaux d’égouts et soutiennent le développement de « villes éponges ». La Ville métropolitaine de Milan (3.25 millions d’habitants sur 1575 km², densité de 2064 hab./km²) a réalisé 90 interventions SuDS dans 32 communes grâce au Plan national de relance et de résilience (PNRR). Ces systèmes atténuent les inondations et peuvent recharger les nappes superficielles, fournissant une Ressource en Eau Alternative pour l’irrigation urbaine. Pour vérifier ce potentiel, une zone de bioretention à Solaro a été équipée de capteurs d’humidité du sol et d’un pluviomètre. Deux ans de données ont permis d’évaluer les capteurs et de comparer les mesures aux attentes de conception. Un indicateur simplifié a ensuite été élaboré pour estimer l’infiltration réelle. Il montre que ces capteurs peuvent servir d’outils économiques pour la gestion intégrée de l’eau, l’évaluation des performances, les alertes de maintenance et l’irrigation d’urgence en période de sécheresse.

Le changement climatique modifie profondément le cycle hydrologique et accroit les risques d’inondation dans les zones urbanisées. La gestion durable et intégrée des eaux pluviales (GDIEP)vise à atténuer ces impacts en favorisant l’infiltration. Les noues notamment, permettent non seulement de réduire les débits de pointe et les risques d’inondation, mais également de contribuer à la recharge des nappes. La caractérisation des flux d’infiltration et du potentiel de recharge nécessite le suivi des dynamiques hydriques dans la zone non saturée, une tâche rendue complexe notamment par l’hétérogénéité hydrogéologique. La Tomographie de Résistivité Électrique (ERT) constitue une méthode non destructive permettant de suivre ces variations, en fournissant des informations spatialisées et temporellement résolues sur l’humidité du sol, les états de saturation et les propriétés hydrauliques. En capturant l’hétérogénéité de la zone vadose, l’ERT facilite la compréhension des processus d’infiltration et soutient l’estimation in situ de la teneur en eau et de la perméabilité. 

Dans cette étude, nous avons développé une approche hydro-géophysique couplée intégrant l’ERT et les simulations HYDRUS-2D, afin d’estimer les variations spatio-temporelles de la teneur en eau du sol dans des conditions de terrain. Le modèle a été validé à partir de mesures in situ, avec un coefficient de corrélation R² > 0.8 pour la teneur en eau volumique. Deux scénarios, une surface engazonnée et un axe de noues, ont été analysés afin d’évaluer ces écoulements. Les résultats permettent de quantifier les variations d’eau dans l’horizon limoneux et le potentiel de recharge de la nappe séno-turonienne. Les résultats ont également permis de mettre en lumière l’impact de certains faciès d’altération sur les dynamiques d’écoulement.

L’étude souligne la nécessité d’anticiper l’impact combiné de l’urbanisation et de l’infiltration des eaux pluviales dans des contextes pour de tels contextes, où des interactions avec la nappe sont attendues.