Les infrastructures vertes pour la gestion des eaux pluviales et du ruissellement

CentrEau et les jeunes professionnels de l’IWA du Canada ont convié les spécialistes de la gestion des eaux québécois à leur premier Aper’eaux de 2021. L’événement a eu lieu dans trois villes en simultanée, Montréal, Québec et Sherbrooke.

Le conférencier invité à Sherbrooke était Christian Vézina, ing., leader stratégique et organisationnel chez Avizo Experts-Conseils. Les personnes présentes au Refuge des Brasseurs ont eu l’occasion d’échanger avec ce spécialiste de la gestion des eaux de près de 30 ans d’expérience.

Nous vous invitons à écouter l’enregistrement de la présentation de M. Vézina. Les diapositives sont disponible sur Slideshare.

Les ouvrages de gestion des eaux pluviales

La présentation de ce soir va porter plutôt sur la gestion des eaux pluviales et les eaux de ruissellement. Comment peut-on gérer ça à l’échelle de la parcelle ? Directement sur un lot ou avec des ouvrages un peu plus grands pour des applications publiques, comme des autoroutes ou des développements domiciliaires.

Par cette présentation, on veut brosser un tableau des différents types d’infrastructures qui existent. Vous allez voir qu’il y a 2 grandes familles d’ouvrages de gestion des eaux pluviales. Il y a les infrastructures grises et les infrastructures vertes.

L’objectif d’un ouvrage de gestion des eaux pluviales c’est de collecter, de transporter, d’entreposer des eaux pluviales et des eaux de ruissellement pour éviter qu’il y ait débordement au niveau des réseaux d’égouts.

Lorsqu’on fait un développement domiciliaire, on remplace toutes les surfaces qui permettent à l’eau de pluie de s’infiltrer dans le sol par du pavage, par des trottoirs, par des bâtiments. Ce qui fait en sorte de réduire de beaucoup l’infiltration des eaux. Cette eau-là est transportée vers des réseaux d’égouts. Des réseaux d’égouts qui souvent n’ont pas été conçus pour gérer ces apports en eau pluviale.

Je vous présente essentiellement les infrastructures vertes.

Table des matières – Infrastructures vertes

La gestion des eaux pluviales en milieu urbain

Le ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MELCC) et les municipalités demandent qu’on retienne cette eau soit directement sur le site ou dans des ouvrages de rétention qui nous permettront de relâcher cette eau-là de façon contrôlée. Avec un débit contrôlé.

Ces ouvrages font en sorte que le réseau d’égouts ne viendra pas en charge. Il n’y aura pas de débordement et ça va minimiser l’érosion aussi au niveau des cours d’eau. C’est vraiment l’objectif des ouvrages de gestion des eaux pluviales mis en place de différer l’écoulement des eaux vers l’aval.

Lorsqu’on est en application urbaine, moi, j’habite de l’autre côté de la montagne dans un nouveau développement, il y a des immeubles à revenus. Ce nouveau développement est dans le périmètre urbain, mais pour éviter qu’il y ait de trop gros coups d’eau qui s’en vont au réseau de gestion des eaux pluviales de la ville de Sherbrooke, il y a des étangs de rétention qui ont été mis. Ces étangs servent à entreposer et relarguer tranquillement l’eau vers le réseau d’égout.

La gestion des eaux pluviales au niveau de la parcelle

Lorsqu’on veut gérer à l’échelle de la parcelle ou pour des petits développements domiciliaires où il n’y a pas de réseau d’égouts, alors le rejet va se faire à l’environnement, dans une rivière, dans un petit ruisseau, dans un fossé. L’objectif à ce moment-là, n’est pas juste de contrôler la quantité d’eau qu’on relâche dans l’environnement, mais aussi de contrôler sa qualité. Il y a des objectifs de performance à rencontrer au niveau des matières en suspension pour les retenir le plus possible sur le site où ces eaux-là vont être produites.

Comme je disais, il y a deux grandes familles d’ouvrage de gestion des eaux pluviales. Il y a les infrastructures grises et les infrastructures vertes.

Les infrastructures grises de gestion des eaux pluviales


Des chambres d'infiltration en cours de remblaiement avec une maison en construction.

Les infrastructures grises, c’est tous les ouvrages qui font appel au béton et aux conduites en polyéthylène à haute densité (PEHD). Ce sont des ouvrages souterrains, comme on voit ici, dont l’objectif est simplement d’intercepter les eaux de ruissellement, de les emmagasiner et de les relâcher vers le réseau d’égouts municipal à un débit contrôlé. C’est essentiellement l’objectif des infrastructures grises.

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Les infrastructures vertes de gestion des eaux pluviales

Pour les infrastructures vertes, on va faire appel à la végétation, on va faire appel un petit peu à la faune, on va faire appel, principalement, à l’activité bactérienne pour avoir des performances un peu plus intéressantes au niveau de l’enlèvement des sédiments, du phosphore et pour l’enlèvement des hydrocarbures qui peuvent être lessivés au niveau de la chaussée.

Les différentes infrastructures que je présente ce soir, on va avoir la tranchée d’infiltration qui va être utilisée surtout au niveau privé, au niveau résidentiel ou du petit public comme une école comme un centre communautaire des trucs du genre. Même chose pour le jardin de pluie, jardin qu’on va voir principalement au niveau résidentiel. Ensuite les marais filtrants, les noues végétalisées qu’on voit plus au niveau public, les bassins de rétention à retenue permanente et les bassins de rétention secs, les revêtements perméables, et finalement, les toits verts, qui eux vont intercepter essentiellement l’eau en provenance des toitures.

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1. Tranchée d’infiltration


Un aménagement paysager avec des zones remplies de petites roches

Le premier ouvrage, c’est la tranchée d’infiltration. Elle est très simple au niveau de la conception. C’est une tranchée qu’on va mettre en bas d’un talus, qu’on va garnir avec un matériau granulaire. Parfois, il va y avoir aussi un drain perforé à l’intérieur. L’objectif derrière tout ça c’est d’intercepter l’eau de ruissellement, la capter dans la tranchée pour favoriser l’infiltration.

Lorsqu’on l’aménage avec un drain perforé, l’excédent qui ne peut pas être infiltré au niveau du sol dû à sa capacité d’absorption limitée, le surplus va être acheminé vers un autre type d’ouvrage. Ça peut être un étang de rétention, ça peut être un jardin de pluie. Peu importe, ce premier ouvrage intercepte, infiltre et achemine les surplus vers un autre ouvrage.

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2. Jardin de pluie


Une gouttière se déverse dans un aménagement floral dédié à l'infiltration de l'eau
2006NeighborsNewRG2 de BrianAsh, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Le deuxième ouvrage est le jardin de pluie. On va le voir surtout au niveau résidentiel pour intercepter les gouttières. On va acheminer l’eau des gouttières vers ce jardin de pluie. Ça va être ensemencé avec une végétation sélectionnée pour être capable de vivre avec des conditions complètement submergées et des conditions beaucoup plus sèches lorsqu’il n’y a pas de précipitation.

Le choix des végétaux va être très important. Encore une fois on va favoriser l’infiltration au niveau du sol. Il va y avoir aussi un peu d’évapotranspiration qui va se faire au niveau des plantes qui vont être plantées dans ce jardin. On va le voir aussi pour des petites applications au niveau public comme une bibliothèque ou une école.

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3. Marais filtrant


Une étendue d’eau de quelques pouces de profondeur avec toutes sortes de végétaux
Ten Mile Canal Filter Marsh de Sanibel sun, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Le troisième ouvrage c’est un marais filtrant. Lui il va avoir deux rôles. Il va avoir le rôle d’intercepter et de contrôler le volume d’eau et il va avoir un rôle à jouer au niveau des performances épuratoires.

On va lui demander de faire un travail un peu plus poussé pour l’interception des matières en suspension, l’abattement du phosphore. Des exemples de marais filtrant, j’en ai un qui me vient vite en tête, c’est en périphérie du lac Saint-Augustin à Québec. Une bonne partie de l’eau en provenance de l’autoroute 40 et de tout le développement qui s’est fait à proximité du lac va être interceptée et dirigée vers un marais. Les sédiments vont être interceptés et le phosphore également.

On travaille actuellement sur un mandat avec une firme de Montréal pour évaluer la performance épuratoire de ce marais-là. Nous avons la portion d’échantillonnage et d’analyse et l’autre consultant à Montréal, va faire l’évaluation de la performance épuratoire.

Donc il faut retenir que le marais filtrant a un double rôle. Le contrôle au niveau du rejet de la quantité d’eau et le contrôle qualitatif au niveau de la qualité de l’eau qui va être rejeté.

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4. Noue végétalisée


Une dépression en bord de route de 8 à 10 pouces de profondeur destiné à collecter l'eau de ruissellement du pavage.

Ensuite on a les noues végétalisées. Une noue végétalisée, c’est simplement un fossé comme on voit en campagne, mais qui est beaucoup plus évasé. On va avoir une plus grande surface qui va permettre l’infiltration de l’eau, une vitesse d’écoulement plus lente qui va permettre une meilleure sédimentation des matières en suspension.

On va les voir de plus en plus au niveau municipal entre autres à Boucherville dans un secteur où ils ont aménagé des noues végétalisées qui permettent d’infiltrer l’eau le plus possible au niveau de ces fossés. L’excédent s’en va vers un étang à retenue permanente.

Il y a encore une décantation qui se fait à ce niveau-là. Donc on le voit, ce sont vraiment des fossés qui sont très larges.

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5. Bassins à retenue permanente ou bassin en eau


Étang dans un développement résidentiel
Bassin à retenue permanente de Normand Lemieux, CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons

On a les bassins à retenue permanente. C’est ce qu’il y a dans le développement domiciliaire de l’autre côté de la montagne, le Mont-Bellevue. Ce sont de grands étangs dans lesquels toute l’eau de ruissellement qui est interceptée au niveau du réseau d’égout pluvial du secteur va être acheminée.

Dans ces deux étangs-là, l’eau est maintenue à une certaine élévation. Il y a des plantes aquatiques qui sont plantées dans ces bassins. À la sortie, il y a un gros regard avec une plaque orifice pour contrôler le débit.

Il va y avoir un marnage, une variation du niveau d’eau, à l’intérieur de ce bassin. Mais il reste toujours un résiduel d’eau. Il y a toujours une certaine quantité d’eau qui reste à l’intérieur.

Le bassin en eau, lui son rôle ça va être essentiellement le contrôle quantitatif, il diminue la quantité d’eau qui va être larguée vers le réseau d’égout municipal.

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6. Bassin sec


Bassin de rétention sec
Bassin de rétention sec de Normand Lemieux, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Même chose pour un bassin de retenue sec. Le niveau va s’abaisser complètement et j’ai même vu des aménagements, dans certaines municipalités, où le fond était aménagé en parc. Il y avait des bancs, des jeux pour enfants.

Dès qu’il y a une précipitation importante, le niveau monte et va se rabattre dans les 24 à 48 h suivant l’événement de précipitation. Lui, c’est principalement un rôle de contrôle et de sédimentation des matières en suspension.

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7. Revêtement perméable et pavé alvéolé


Une voiture blanche est stationnée sur un pavé de béton alvéolé. Les alvéoles débordent de gazon.

On commence à voir de plus en plus de pavés perméables. Justement, mon collègue Normand est allé en voir un la semaine dernière à la municipalité de Plessisville. Pour un des bâtiments publics, ils ont mis une portion du stationnement en pavé perméable. L’eau qui ruisselle sur le stationnement va être infiltrée par ces alvéoles. On favorise l’infiltration.

Parfois il y’a un matériau granulaire en dessous. Le surplus va être intercepté avec un mécanisme de contrôle de débit pour être largué encore une fois vers le réseau d’égouts municipal.

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8. Toit vert ou toiture végétalisée


Toiture du pavillon Charles-De Koninck Université Laval

Finalement, le dernier c’est le toit vert. On en voit de plus en plus. Ici, c’est à l’université Laval au De Koninck. Il y a une portion du toit qui a été aménagé avec de la végétation.

Les eaux de toiture vont alimenter en eau le jardin qui a été aménagé sur la toiture. Il faut s’assurer, évidemment, que la structure de la toiture, du bâtiment, est en mesure de recevoir ce genre d’ouvrage. Il y a le poids du substrat, il y a le poids de l’eau. Donc, il faut qu’il y ait une analyse structurale pour s’assurer qu’on est en mesure d’aménager ce genre d’ouvrage sur un toit.

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L’importance des programmes d’entretien

Comme n’importe quel type d’infrastructure de gestion des eaux que ce soit en eau potable, en eaux usées ou en gestion des eaux pluviales, l’entretien est un point critique. Il y a un entretien à faire, il faut enlever les végétaux pour contrôler la croissance trop importante. Il faut enlever les sédiments qui peuvent s’accumuler avec le temps.

Il y a un minimum à faire. À l’heure actuelle, étant donné que c’est une discipline assez récente, il n’y a pas de programmes de maintenance mis en place pour bien gérer l’entretien de ces ouvrages-là.

Ça commence à s’organiser, il y a des entreprises qui commencent à offrir des services pour faire l’entretien de ces ouvrages pour être en mesure de maintenir les performances épuratoires.

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Tableau récapitulatif des infrastructures vertes pour la gestion des eaux pluviales

Ça vous brosse un petit tableau très simple, très général. Des infrastructures vertes pour la gestion des eaux pluviales.

RétentionInfiltrationContrôle qualitatifContrôle quantitatif
Tranchée
d’infiltration
Oui, lorsqu’utilisée
en série avec un second ouvrage.
OuiOuiOui, lorsqu’utilisée
en série avec un second ouvrage.
Jardin de pluieNonOuiNonOui
Marais filtrantNonOuiOuiOui
Noues végétaliséesNonOuiOuiOui
Bassin en eauOuiOuiOuiOui
Bassin secOuiOuiOuiOui
Revêtement perméableNonOuiOuiOui
Toit vertOuiNonNonOui

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