gestion des eaux pluviales changement climatique hydrologie modélisation
Études
Assainissement
Ressources en eau et milieux aquatiques
TSM 4 2022 - Page(s) 27-37

Stratégies de déconnexion des eaux pluviales à l’échelle d’un bassin versant pour réduire les déversements

Catchment-scale stormwater disconnection strategies to mitigate combined sewer overflows (CSO)

Résumé

Différentes stratégies de déconnexion et/ou désimperméabilisation des eaux pluviales sont couramment appliquées pour soulager le système traditionnel du « tout tuyau ». Cependant, la mise en œuvre de ces stratégies soulève des questions concernant leur efficacité hydraulique et leur robustesse, notamment face aux changements globaux. La présente étude aborde ces questions dans le cas du bassin versant d’Écully en périphérie de Lyon (245 ha), muni d’un réseau unitaire. Le bassin versant a été modélisé à l’aide du logiciel d’hydrologie urbaine Canoe pour simuler les volumes déversés ainsi que le nombre de jours avec déversement à l’échelle annuelle. Une chronique de 2 ans de données à pas de temps fin (pluviométrie, débits dans le réseau et au niveau du principal déversoir d’orage de la zone) a été exploitée pour caler et valider le modèle. Des scénarios futurs (augmentation de la population, urbanisation et changement climatique) ont été élaborés puis simulés à l’aide du modèle calé et validé dans le but de tester l’efficacité des stratégies de déconnexion et désimperméabilisation pour réduire les déversements. Les résultats montrent qu’une stratégie de déconnexion, même modeste, a un impact plus important qu’une stratégie de désimperméabilisation. Par ailleurs, l’abattement systématique des 15 premiers millimètres de pluie permet une diminution des volumes déversés : dans la situation de référence, ceux-ci représentent un peu plus de ~11 % du volume produit sur le bassin versant, tandis qu’ils passeraient à ~6 % avec la mise en œuvre de cette stratégie à l’horizon 2030 ; le nombre de jours avec déversement serait quant à lui réduit d’environ ~50 %. Cette stratégie permettrait de se mettre en conformité avec la réglementation sur au moins un de ces deux critères, même dans le cas d’un scénario de changement climatique extrême s’accompagnant de pluies plus intenses.

Abstract

Different stormwater disconnection strategies are commonly applied to relieve the traditional centralized sewer system. However, the implementation of these strategies raises questions concerning the evaluation of their effectiveness and robustness, particularly facing global changes. The present study aims to address these questions through the 245-ha catchment of Ecully (Lyon area), drained by a combined sewer system. The catchment was modelled using the urban hydrology software Canoe to replicate discharge volumes as well as the number of discharges at the annual scale. Two years of high-resolution time series (rainfall, flow rate in the network and total overflow volumes) were used to calibrate and validate the model. Future scenarios (population growth, urbanization and climate change) are also elaborated to test with the calibrated and validated model, the effectiveness of the disconnection and permeabilization strategies to face global changes. The results show that even a moderated disconnection strategy has a greater impact than permeabilization. On the other hand, the interception of the first 15 mm of rainfall induces a reduction in overflow volumes. Compared to actual configurations, overflow volumes represent more than ~11% of the total volume produced in the catchment and would decrease to ~6% with the implementation of the strategy; the number of days with spilled events will be reduced by ~50%. This strategy would result in fewer overflow frequencies than the maximum imposed by the regulation, even in the case of an extreme climate change scenario with more heavy precipitations

Mots clés : déconnexion des eaux pluviales, Gestion des eaux pluviales, réduction des déversements, changements globaux
Keywords : stormwater disconnection, Stormwater management, combined sewer overflow, global changes
https://doi.org/10.36904/tsm/202204027

1, 4, 5, 6 Université de Lyon – Institut national des sciences appliquées (INSA) Lyon – Laboratoire Déchets, Eaux, Environnement, Pollutions (DEEP) – Villeurbanne
2 Service eau et assainissement – Métropole de Lyon
3 Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Inrae) – UR Reversaal – Lyon

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Article paru dans TSM 4 2022
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