AGENCE D'URBANISME DE LA CO.UR.LY. B.P. 103 69399 LYON CEDEX 3 Téléphone (7) 863.40.40 PARC D'EXPOSITION A CHASSIEU [69] ETUDE D'IMPACT DU REJET DES EAUX PLUVIALES DANS LE SOL par J. PUTALLAZ B.R.G. ivr?\ -4. HAR. 1982 BIBHOTHËQUE BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45060 ORLEANS CEDEX - Téléphone (38) 63.80.01 - TELEX : BRGM 780258 F. Service géologique régional RHONE-ALPES B.P. 6083 - 69604 VILLEURBANNE CEDEX Tél. (7) 889.72.02 - TELEX : BRGM 380966 F. Rapport du B.R.G.M. 82 SGN 008 RHA JANVIER 1982 AGENCE D'URBANISME DE LA CO.UR.LY. B.P. 103 69399 LYON CEDEX 3 Téléphone (7) 863.40.40 PARC D'EXPOSITION A CHASSIEU [69] ETUDE D'IMPACT DU REJET DES EAUX PLUVIALES DANS LE SOL par J. PUTALLAZ B.R.G. ivr?\ -4. HAR. 1982 BIBHOTHËQUE BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL B.P. 6009 - 45060 ORLEANS CEDEX - Téléphone (38) 63.80.01 - TELEX : BRGM 780258 F. Service géologique régional RHONE-ALPES B.P. 6083 - 69604 VILLEURBANNE CEDEX Tél. (7) 889.72.02 - TELEX : BRGM 380966 F. Rapport du B.R.G.M. 82 SGN 008 RHA JANVIER 1982
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82 SGN 008 RHA - infoterre.brgm.frinfoterre.brgm.fr/rapports/82-SGN-008-RHA.pdf · 82 sgn 008 rha janvier 1982. parc des expositiofjs a chassieu (69) etude d' iff act du rejet des
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CeCCe étude a été réalisée par le Service géologique régional RhSne-Alpes du Bureau de Recherches géologiques
et lainières (B.R.G.M.) , à la deaande de l'Agence d'Urbanisme de la CO.UR.LY, B.P. 103, 69399 LYON CEDEX 3.
Elle concerne les eaux pluviales du futur Parc des Expositions à CHASSIEU (69) et leur rejet dans le milieu ,
' inaturel. Dans le cadre des études d'inpact préalables â la réalisation d'aménagements ou d'ouvrages qui, par
l'importance de leurs dimensions ou leurs incidences sur le milieu naturel, peuvent porter atteintes à ce dernier,il convient de faire le bilan au mieux des volumes d'eau qu'il conviendra de stocker, traiter et réinjecter dans
la nappe, et d'estimer les conséquences d'une pollution accidentelle sur cette nappe.
Deux grands thèmes sont abordés :
- l'éval-.;ation de l'impact des rejets pluviaux émis par les surfaces imperméabilisées du Parc des Expositions
sur l'environnement, leur infiltration et transfert en nappe souterraine. Plusieurs sujets sont examinés suc¬
cessivement : contextes géologique, climatologique, 'nydrographique et hydrogéologique, état chimique de la
nappe, et effets prévisibles des rejets pluviaux en provenance des surfaces imperméabilisées du Parc des Ex¬
positions.
- station de stockage, de traitement et d'évacuation des eaux pluviales : conception, entretien, surveillance
de l'environnement hydraulique et intervention en cas de déversement accidentel.
Le couloir fluvio-glaciaire de Décines dans lequel les eaux pluviales du Parc des Expositions seront injectées
après stockage et traitement, contient une nappe d'eau importante et transmissive de qualité chimique qualifiée de
bonne, quoique un peu dure et relativement chargée en nitrates (teneurs variant de 20 à 45 mg/l). Elle est largement
utilisée pour l'alimentation en eau potable (captages de St Bonnet de Mure, de Chassieu et de Décines - Charpieu) et
pour les besoins industriels. Il convient par conséquent, de maintenir la qualité de cette nappe et toute réalisationsusceptible de modifier qualité et débit, doit faire l'objet de mesures visant la sauvegarde de ces deux paramètres.
Les eaux de pluies seront collectées, stockées et réinjectées dans le sous-sol après traitement de façon à limiter,dans des gammes tout â fait raisonnables, les atteintes portées aux eaux souterraines.
L'éventualité d'une pollution accidentelle est examinée. Elle est bien improbable. En tout état de cause, leseffets d'un polluant assimilé à un traceur parfait introduit dans la nappe est analysé. Le temps de parcours des
eaux souterraines permettra d'assurer les interventions nécessaires pour en réduire ou annihiler les conséquences.
Afin de s'assurer de l'efficacité des aménagements préconisés, un piézomëtre de surveillance de la qualité des
eaux sera mis en place 100 m à l'aval hydraulique du point de rejet et un programme de surveillance a été élaboré.
. Interlocuteur de l'Agence d'Urbanismede la CO.UR.LY M. VILLIEN
. Rédaction du rapport J . PUTALLAZ
. Dessinateur JF. RIEUX
' . Secrétaire G. BARROUE
Ce rapport contient : 36 pages de texte, 11 figures, 2 annexes de 11 pages.
PARC DES EXPOSITIOfJS A CHASSIEU (69)
ETUDE D' Iff ACT DU REJET DES EAUX PLUVIALES
DANS LE SOL
82 SGf] 008 RflA
Par J. PUTALLAZ
RÉSUMÉ
CeCCe étude a été réalisée par le Service géologique régional RhSne-Alpes du Bureau de Recherches géologiques
et lainières (B.R.G.M.) , à la deaande de l'Agence d'Urbanisme de la CO.UR.LY, B.P. 103, 69399 LYON CEDEX 3.
Elle concerne les eaux pluviales du futur Parc des Expositions à CHASSIEU (69) et leur rejet dans le milieu ,
' inaturel. Dans le cadre des études d'inpact préalables â la réalisation d'aménagements ou d'ouvrages qui, par
l'importance de leurs dimensions ou leurs incidences sur le milieu naturel, peuvent porter atteintes à ce dernier,il convient de faire le bilan au mieux des volumes d'eau qu'il conviendra de stocker, traiter et réinjecter dans
la nappe, et d'estimer les conséquences d'une pollution accidentelle sur cette nappe.
Deux grands thèmes sont abordés :
- l'éval-.;ation de l'impact des rejets pluviaux émis par les surfaces imperméabilisées du Parc des Expositions
sur l'environnement, leur infiltration et transfert en nappe souterraine. Plusieurs sujets sont examinés suc¬
cessivement : contextes géologique, climatologique, 'nydrographique et hydrogéologique, état chimique de la
nappe, et effets prévisibles des rejets pluviaux en provenance des surfaces imperméabilisées du Parc des Ex¬
positions.
- station de stockage, de traitement et d'évacuation des eaux pluviales : conception, entretien, surveillance
de l'environnement hydraulique et intervention en cas de déversement accidentel.
Le couloir fluvio-glaciaire de Décines dans lequel les eaux pluviales du Parc des Expositions seront injectées
après stockage et traitement, contient une nappe d'eau importante et transmissive de qualité chimique qualifiée de
bonne, quoique un peu dure et relativement chargée en nitrates (teneurs variant de 20 à 45 mg/l). Elle est largement
utilisée pour l'alimentation en eau potable (captages de St Bonnet de Mure, de Chassieu et de Décines - Charpieu) et
pour les besoins industriels. Il convient par conséquent, de maintenir la qualité de cette nappe et toute réalisationsusceptible de modifier qualité et débit, doit faire l'objet de mesures visant la sauvegarde de ces deux paramètres.
Les eaux de pluies seront collectées, stockées et réinjectées dans le sous-sol après traitement de façon à limiter,dans des gammes tout â fait raisonnables, les atteintes portées aux eaux souterraines.
L'éventualité d'une pollution accidentelle est examinée. Elle est bien improbable. En tout état de cause, leseffets d'un polluant assimilé à un traceur parfait introduit dans la nappe est analysé. Le temps de parcours des
eaux souterraines permettra d'assurer les interventions nécessaires pour en réduire ou annihiler les conséquences.
Afin de s'assurer de l'efficacité des aménagements préconisés, un piézomëtre de surveillance de la qualité des
eaux sera mis en place 100 m à l'aval hydraulique du point de rejet et un programme de surveillance a été élaboré.
. Interlocuteur de l'Agence d'Urbanismede la CO.UR.LY M. VILLIEN
. Rédaction du rapport J . PUTALLAZ
. Dessinateur JF. RIEUX
' . Secrétaire G. BARROUE
Ce rapport contient : 36 pages de texte, 11 figures, 2 annexes de 11 pages.
Entre les collines glaciaires de Charpieu-Décines à l'Est et
de Bron-St Priest â l'Ouest, s'étale le couloir fluvio-glaciaire de Décines
au centre duquel se trouvera le Parc des Expositions (cf. fig. 211).
Ce couloir constitue une des dépressions de l'Est lyonnais,
modelée dans la molasse miocëne et préexistante à la période glaciaire. Au
cours de l'ultime phase de régression de la dernière glaciation qui avait
recouvert la région, le glacier, se retirant vers l'Est, a abandonné sur toute
la superficie de la plaine, une couverture de matériaux détritique dont les
dépôts ont partiellement comblé les couloirs.
- 9 -
Dans la partie aval qui nous intéresse, il est vraisemblable
que les eaux courantes issues du glacier n'ont fait que remanier, laver et
étaler les matériaux détritiques abandonnés sur place par le glacier lors de
son retrait .
Ainsi repris, ces matériaux glaciaires, débarassés au moins en
partie de leurs éléments argileux et redistribués de façon plus étalée et
mieux nivelée par les eaux courantes, justifient, selon H. GUDEFIN (1) leur
appellation "d'alluvions fluvio-glaciaires".
Mais cette action de reprise et d'étalement par les eaux ne "
s'est pas exercée uniformément sur toute l'épaisseur dés dépôts glaciaireset la partie básale du couloir est trës généralement restée dans son état
initial de dépôts morainiques .
Les alluvions, fluvio-glaciaires sont, dans leur composition
lithologique et granulométrique, au moins dans les grandes lignes, trës proches
de celles des alluvions rhodaniennes modernes .Leur épaisseur dans la partieaval est variable, comprise entre 20 et 30 m.
Au Nord, au-delà du canal de Jonage, le couloir fluvio-glaciaire
de Décines débouche sur la nappe des alluvions modernes du Rhône dont l'épais¬seur avoisine 20 m.
Le substratum ici concerné est la molasse miocëne qui se pré¬
sente généralement sous un faciës sableux fin (type "sables de Saint-Fons" de
l'Helvétien). Ces sables fins, micacés, à granulométrie assez régulière, sont
dans l'ensemble, fortement calcaires et trës irrégulièrement consolidés par
places en lentilles grésif iées, de dimensions trës variables.
212 - Contexte climatologique
Le régime climatologique auquel est soumis le secteur géogra-
phique concerné est celui de la vallée du Rhône, aux abords de Lyon, et bien
représenté par la station météorologique voisine de LYON - BRON.
(1) - H. GUDEFIN : Bassin versant de l'Ozon, étude hydrogéologique du couloird'Heyrieux, rapport B.R.G.M. 70 SGN 19 JAL.
- 9 -
Dans la partie aval qui nous intéresse, il est vraisemblable
que les eaux courantes issues du glacier n'ont fait que remanier, laver et
étaler les matériaux détritiques abandonnés sur place par le glacier lors de
son retrait .
Ainsi repris, ces matériaux glaciaires, débarassés au moins en
partie de leurs éléments argileux et redistribués de façon plus étalée et
mieux nivelée par les eaux courantes, justifient, selon H. GUDEFIN (1) leur
appellation "d'alluvions fluvio-glaciaires".
Mais cette action de reprise et d'étalement par les eaux ne "
s'est pas exercée uniformément sur toute l'épaisseur dés dépôts glaciaireset la partie básale du couloir est trës généralement restée dans son état
initial de dépôts morainiques .
Les alluvions, fluvio-glaciaires sont, dans leur composition
lithologique et granulométrique, au moins dans les grandes lignes, trës proches
de celles des alluvions rhodaniennes modernes .Leur épaisseur dans la partieaval est variable, comprise entre 20 et 30 m.
Au Nord, au-delà du canal de Jonage, le couloir fluvio-glaciaire
de Décines débouche sur la nappe des alluvions modernes du Rhône dont l'épais¬seur avoisine 20 m.
Le substratum ici concerné est la molasse miocëne qui se pré¬
sente généralement sous un faciës sableux fin (type "sables de Saint-Fons" de
l'Helvétien). Ces sables fins, micacés, à granulométrie assez régulière, sont
dans l'ensemble, fortement calcaires et trës irrégulièrement consolidés par
places en lentilles grésif iées, de dimensions trës variables.
212 - Contexte climatologique
Le régime climatologique auquel est soumis le secteur géogra-
phique concerné est celui de la vallée du Rhône, aux abords de Lyon, et bien
représenté par la station météorologique voisine de LYON - BRON.
(1) - H. GUDEFIN : Bassin versant de l'Ozon, étude hydrogéologique du couloird'Heyrieux, rapport B.R.G.M. 70 SGN 19 JAL.
- 10 -
On trouvera au tableau 212, les valeurs numériques des hauteurs
de pluies annuelles mesurées à la station précitée de 1963 à 1978, ainsi que
les températures moyennes annuelles exprimées en C.
Y figurent également les valeurs des "pluies efficaces" cal¬
culées selon la formule empirique de THORNTHWAITE. Rappelons que l'on appelle"pluie efficace" la différence entre la hauteur des précipitations et l'éva¬potranspiration réelle, cette dernière étant estimée à l'aide de différentesméthodes (1). La pluie efficace représente la quantité d'eau qui s'infiltreou ruisselle à la surface du sol et participe directement aux écoulements su¬
perficiels ou souterrains, le reste étant repris par 1 ' evaporation- et la trans¬
piration des plantes.
A .>ï E E E
"
1553
.'--*iç6:
1966
1567
;Ss8
I9Í9
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1973
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1577
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rr?cic-itac£cr.3..-c-.elles
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915
692
1023
7i4
7!4
955
733
S73
697
818
679
801
934
755
1172
678
1 1
1 635 1
Plu-eefficace
oa
253
215
355
240
149
314
169
t06
198
220
146
197
, 2Í4
251
493
204
[nil
Tableau 212 - Pluviométrie réelle et efficace à LYO.N-BRON(Evapotranspiration et bilan hydrologique calculés par laméthode de THORNTHWAITE) .
(1) - La méthode de THORNTHWAITE, bien adaptée à nos régions, fait intervenirles précipitations et températures moyennes mensuelles, ainsi qu'un paramètre(à ajuster pour la région concernée) appelée RFU ou Réserve Facilement Utili¬sable. Dans le cas présent, nous avons adopté une RFU de 100 mm, valeur cou¬ramment utilisée dans nos régions et permettant de bons recoupements avec lesdébits effectivement mesurés dans les écoulements superficiels.
- 10 -
On trouvera au tableau 212, les valeurs numériques des hauteurs
de pluies annuelles mesurées à la station précitée de 1963 à 1978, ainsi que
les températures moyennes annuelles exprimées en C.
Y figurent également les valeurs des "pluies efficaces" cal¬
culées selon la formule empirique de THORNTHWAITE. Rappelons que l'on appelle"pluie efficace" la différence entre la hauteur des précipitations et l'éva¬potranspiration réelle, cette dernière étant estimée à l'aide de différentesméthodes (1). La pluie efficace représente la quantité d'eau qui s'infiltreou ruisselle à la surface du sol et participe directement aux écoulements su¬
perficiels ou souterrains, le reste étant repris par 1 ' evaporation- et la trans¬
piration des plantes.
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Tableau 212 - Pluviométrie réelle et efficace à LYO.N-BRON(Evapotranspiration et bilan hydrologique calculés par laméthode de THORNTHWAITE) .
(1) - La méthode de THORNTHWAITE, bien adaptée à nos régions, fait intervenirles précipitations et températures moyennes mensuelles, ainsi qu'un paramètre(à ajuster pour la région concernée) appelée RFU ou Réserve Facilement Utili¬sable. Dans le cas présent, nous avons adopté une RFU de 100 mm, valeur cou¬ramment utilisée dans nos régions et permettant de bons recoupements avec lesdébits effectivement mesurés dans les écoulements superficiels.
- 11
213 - Réseau hydrographique
En raison de la perméabilité verticale grande des alluvions
fluvio-glaciaires, la pluie efficace ou non évapotranspirée s'infiltre to¬
talement. C'est pourquoi, le réseau hydrographique est inexistant dans le
couloir fluvio-glaciaire de Décines.
214 - Caraetéris tiques hydrogéologiques
2141 - Généralités
De nombreuses étude hydrogéologiques ont déjà été ef¬
fectuées (1) sur le couloir de Décines qui présente un intérêt aquifëre in¬
déniable. Ont été extraits les renseignements qui semblent les plus propres
à apporter des éléments constructifs à la présente étude.
On trouvera de la sorte les cartes .suivantes illustrant
les caractéristiques de l'aquifère du couloir fluvio-glaciaire de Décines:
(1) - 73 SGN 199 JAL : Système aquifëre de l'Est lyonnais (01-38-69). Synthèsedes connaissances. Données hydrogéologiques quantifiées, par J.J. COLLIN, H.GUDEFIN, J.Y. HERVE, M.J. LIENHARDT, D. ROUSSELOT.
- 75 SGN 092 JAL : Etude hydrodynamique du couloir fluvio-glaciaire deDécines (69). Par D. ROUSSELOT, D. BEGUIN.
- 77 SGN 584 JAL : Etude hydrodynamique du couloir fluvio-glaciaire deDécines (69). Rapport N° 2. Possibilités d'infiltration des eaux pluviales :
- essais d'infiltration et de traçage -- simulation des écoulements -- mesure de protection et de contrôle - Par D. ROUSSELOT.
- 11
213 - Réseau hydrographique
En raison de la perméabilité verticale grande des alluvions
fluvio-glaciaires, la pluie efficace ou non évapotranspirée s'infiltre to¬
talement. C'est pourquoi, le réseau hydrographique est inexistant dans le
couloir fluvio-glaciaire de Décines.
214 - Caraetéris tiques hydrogéologiques
2141 - Généralités
De nombreuses étude hydrogéologiques ont déjà été ef¬
fectuées (1) sur le couloir de Décines qui présente un intérêt aquifëre in¬
déniable. Ont été extraits les renseignements qui semblent les plus propres
à apporter des éléments constructifs à la présente étude.
On trouvera de la sorte les cartes .suivantes illustrant
les caractéristiques de l'aquifère du couloir fluvio-glaciaire de Décines:
(1) - 73 SGN 199 JAL : Système aquifëre de l'Est lyonnais (01-38-69). Synthèsedes connaissances. Données hydrogéologiques quantifiées, par J.J. COLLIN, H.GUDEFIN, J.Y. HERVE, M.J. LIENHARDT, D. ROUSSELOT.
- 75 SGN 092 JAL : Etude hydrodynamique du couloir fluvio-glaciaire deDécines (69). Par D. ROUSSELOT, D. BEGUIN.
- 77 SGN 584 JAL : Etude hydrodynamique du couloir fluvio-glaciaire deDécines (69). Rapport N° 2. Possibilités d'infiltration des eaux pluviales :
- essais d'infiltration et de traçage -- simulation des écoulements -- mesure de protection et de contrôle - Par D. ROUSSELOT.
- 12 -
- Fig. 2141 a : carte piézométrique et direction d'écou
lement.
- Fig. 2141 b : carte du substratum molassique.
- Fig. 2141 c : carte des perméabilités mesurées.
La carte piézométrique est celle établie pour le rapport
73 SGN 199 JAL (1). Elle donne une image des écoulements qui n'est pas parfai¬
tement précise, mais suffisante, les relevés n'étant pas parfaitement syn¬
chrones et les points de mesures au droit des collines morainiques pas assez
nombreux.
Quant aux fluctuations piézométriques, elles sont données
par un point du réseau ERH, Grand Lyon, situé à l'aéroport de Bron voisin.
Celles-ci sont de faibles amplitudes et ne dépassent pas 0,3 m pour l'année
1980.
La carte du substratum molassique est extraite du rapport
75 SGN 092 JAL (2) . Elle a été construite â partir de forages ayant atteint
la molasse et, dans les. aecteurs. mar.quants par trop de données, les isohypses
furent complétées sur la base de résultats obtenus par calage du modèle
mathématique réalisé au cours de. cette étude.
La carte des perméabilités est un récapitulatif des
valeurs des perméabilités mesurées sur l'ensemble de- l'a zone étudiée. Elle
est extraite du rapport 75 SGN 092. JAL précité. Quant à la distribution des
perméabilités des alluvions fluvio-glaciaires du couloir de Décines, on la
retrouvera sur la fig. 214 d, extraite du rapport 76 SGN 337 AÍIE (3). Les
valeurs caractéristiques premières calculées à l'aide du programme PAQUISTA
sont les suivantes :-2
. moyenne : 1.09.10 m/s-3
. médiane : 3.97.10 m/ s
. écart type : 1 .42.
(1) - Système aquifëre de l'Est lyonnais (01. 38. 69) - Synthèse' des connais¬sances - Données hydrogéologiques quantifiées par J.J. COLLIN, H. GUDEFIN,M.J. LIENHARDT, D. ROUSSELOT.
(2) - Etude hydrodynamique du couloir fluvio-glaciaire de Décines par D.ROUSSELOT et D. BEGUIN.
(3) - Proposition pour une loi de distribution des perméabilités et de trans¬missivités par D. ROUSSELOT.
- Fig. 2141 a : carte piézométrique et direction d'écou
lement.
- Fig. 2141 b : carte du substratum molassique.
- Fig. 2141 c : carte des perméabilités mesurées.
La carte piézométrique est celle établie pour le rapport
73 SGN 199 JAL (1). Elle donne une image des écoulements qui n'est pas parfai¬
tement précise, mais suffisante, les relevés n'étant pas parfaitement syn¬
chrones et les points de mesures au droit des collines morainiques pas assez
nombreux.
Quant aux fluctuations piézométriques, elles sont données
par un point du réseau ERH, Grand Lyon, situé à l'aéroport de Bron voisin.
Celles-ci sont de faibles amplitudes et ne dépassent pas 0,3 m pour l'année
1980.
La carte du substratum molassique est extraite du rapport
75 SGN 092 JAL (2) . Elle a été construite â partir de forages ayant atteint
la molasse et, dans les. aecteurs. mar.quants par trop de données, les isohypses
furent complétées sur la base de résultats obtenus par calage du modèle
mathématique réalisé au cours de. cette étude.
La carte des perméabilités est un récapitulatif des
valeurs des perméabilités mesurées sur l'ensemble de- l'a zone étudiée. Elle
est extraite du rapport 75 SGN 092. JAL précité. Quant à la distribution des
perméabilités des alluvions fluvio-glaciaires du couloir de Décines, on la
retrouvera sur la fig. 214 d, extraite du rapport 76 SGN 337 AÍIE (3). Les
valeurs caractéristiques premières calculées à l'aide du programme PAQUISTA
sont les suivantes :-2
. moyenne : 1.09.10 m/s-3
. médiane : 3.97.10 m/ s
. écart type : 1 .42.
(1) - Système aquifëre de l'Est lyonnais (01. 38. 69) - Synthèse' des connais¬sances - Données hydrogéologiques quantifiées par J.J. COLLIN, H. GUDEFIN,M.J. LIENHARDT, D. ROUSSELOT.
(2) - Etude hydrodynamique du couloir fluvio-glaciaire de Décines par D.ROUSSELOT et D. BEGUIN.
(3) - Proposition pour une loi de distribution des perméabilités et de trans¬missivités par D. ROUSSELOT.
Une étude a été réalisée par SERI RENAULT INGENIERIE. Elle
comporte des prévisions de stationnement des exposants .et visiteurs, soit :
- 23 -
STATIONNEMENT
. EXPOSANTS
. PERSONNELS
. POIDS LOURDS
. VISITEURS
. VISITEURS COMPLEMENTAIRES
. AUTOBUS
. TAXIS
Nombre deplaces.
2000
200
70
5000
7000
10
20
Surfacesutiles (1)
m2
25000
2500
3000
62500
87500
600
250
Soit 181350 m2 . Dans les prévisions pour le calcul des
eaux pluviales des parkings, les chiffres donnés sont les suivants :
- parkings visiteurs et voirie d'accës : 17 ha
- parkings exposants : 13 ha '
- parkings poids lourds : 2 ha
Soit 32 ha, plus 9 ha pour expositions en plein air.
Les prévisions de demandes d'occupations de places pour
les exposants sont les suivantes-:
- 15 jours avec plus de 2000 places
- 18 jours avec plus de 1500 places
- 19 jours avec plus de 1000 places
- 33 jours avec plus de 500 places
- 33 jours avec moins de 250 places.
(1) - Ne sont pas compris les espaces verts et les voiries de desserte,
- 23 -
STATIONNEMENT
. EXPOSANTS
. PERSONNELS
. POIDS LOURDS
. VISITEURS
. VISITEURS COMPLEMENTAIRES
. AUTOBUS
. TAXIS
Nombre deplaces.
2000
200
70
5000
7000
10
20
Surfacesutiles (1)
m2
25000
2500
3000
62500
87500
600
250
Soit 181350 m2 . Dans les prévisions pour le calcul des
eaux pluviales des parkings, les chiffres donnés sont les suivants :
- parkings visiteurs et voirie d'accës : 17 ha
- parkings exposants : 13 ha '
- parkings poids lourds : 2 ha
Soit 32 ha, plus 9 ha pour expositions en plein air.
Les prévisions de demandes d'occupations de places pour
les exposants sont les suivantes-:
- 15 jours avec plus de 2000 places
- 18 jours avec plus de 1500 places
- 19 jours avec plus de 1000 places
- 33 jours avec plus de 500 places
- 33 jours avec moins de 250 places.
(1) - Ne sont pas compris les espaces verts et les voiries de desserte,
- 24 -
Quant au parking des visiteurs 5000 places, les prévi¬
sions d'occupation seraient les suivantes :
plein
occupé à 80 %
occupé à 50 %
occupé à moins de 50 %
7 jours par an
10 jours par an
17 jours par an
45 jours par an
Pour les salons et la Foire, les prévisions concernant
les besoins 1984-1985 en parking et le flux entrée, et sortie sont donnés dans
le tableau suivant :
SALONS
FOIRE
BESOINS ZH STATIONNEMENT
26 Jours entre
16 jours entre
6 jours entre
3 jours entre
1 jours entre
1 jour entre
2 jours entre
4 jours encre
1 jour entre
1 jour entre
1 jour entre
0 -
1 000 -
2 000 -
3 000 -
4 000 -
3 000 -
A 000 -
7 000 -
8 000 -
13 000 -
17 000 -
1 000 places
2 000 places
3 000 places
A 000 places
5 000 places
A 000 places
5 000 places
8 000 places
9 000 places
lA 000 places
18 000 places
(2)
(1)
(1)
(1)
(1)
TRAFIC MAXI ENTREE
0 à 300 v/h
300 à - 600 v/h
600 à 900 v/b
900 à 1 200 v/h
> 1 200 v/h
800 v/h
1 000 v/h
1 900 v/h
2 200 v/h
. 3 200 v/h
3 600 v/h
TRAFIC
0
550
1 100
1 650
MAXI SORTIE
à 550 v/h
à 1 100 v/h
à 1 650 v/h
à 2 200 v/h
2 200 v/h
1 A50 v/h
1 800 v/h
3 AOO v/h
A 000 v/h
5 700 v/h
6 000 v/h
Nota : les chiffres entre parenthèses représentent le nombre de dimanche concernés.
Ceci donne : 26 jours à - de 1 000 placesA2 jours à - de 2 000 placesA8 jours à - de 3 000 places52 jours à - de A 000 places55 jours à - de 5 000 places
7 jours à -)- de 5 000 places
Tableau 2221 - Visiteurs Salons - Foire 1984 - 1985 : Besoins en parkingset flux maxi entrée et sortie (extrait du rapport SERI RENAULTINGENIERIE) .
- 24 -
Quant au parking des visiteurs 5000 places, les prévi¬
sions d'occupation seraient les suivantes :
plein
occupé à 80 %
occupé à 50 %
occupé à moins de 50 %
7 jours par an
10 jours par an
17 jours par an
45 jours par an
Pour les salons et la Foire, les prévisions concernant
les besoins 1984-1985 en parking et le flux entrée, et sortie sont donnés dans
le tableau suivant :
SALONS
FOIRE
BESOINS ZH STATIONNEMENT
26 Jours entre
16 jours entre
6 jours entre
3 jours entre
1 jours entre
1 jour entre
2 jours entre
4 jours encre
1 jour entre
1 jour entre
1 jour entre
0 -
1 000 -
2 000 -
3 000 -
4 000 -
3 000 -
A 000 -
7 000 -
8 000 -
13 000 -
17 000 -
1 000 places
2 000 places
3 000 places
A 000 places
5 000 places
A 000 places
5 000 places
8 000 places
9 000 places
lA 000 places
18 000 places
(2)
(1)
(1)
(1)
(1)
TRAFIC MAXI ENTREE
0 à 300 v/h
300 à - 600 v/h
600 à 900 v/b
900 à 1 200 v/h
> 1 200 v/h
800 v/h
1 000 v/h
1 900 v/h
2 200 v/h
. 3 200 v/h
3 600 v/h
TRAFIC
0
550
1 100
1 650
MAXI SORTIE
à 550 v/h
à 1 100 v/h
à 1 650 v/h
à 2 200 v/h
2 200 v/h
1 A50 v/h
1 800 v/h
3 AOO v/h
A 000 v/h
5 700 v/h
6 000 v/h
Nota : les chiffres entre parenthèses représentent le nombre de dimanche concernés.
Ceci donne : 26 jours à - de 1 000 placesA2 jours à - de 2 000 placesA8 jours à - de 3 000 places52 jours à - de A 000 places55 jours à - de 5 000 places
7 jours à -)- de 5 000 places
Tableau 2221 - Visiteurs Salons - Foire 1984 - 1985 : Besoins en parkingset flux maxi entrée et sortie (extrait du rapport SERI RENAULTINGENIERIE) .
- 25 -
En ce qui concerne la Foire, il est prévu que 5000 à
17500 personnes vont utiliser journellement les transports collectifs, ce
qui induit un trafic d'autobus compris entre 60 et 120 véhicules/heure. Dans
le cas des salons professionnels, les besoins seraient à diviser par deux.
2222 - Çharges_golluantes_émises
On a l'habitude de distinguer pour un réseau routier
à grande circulation, trois grandes catégories de pollution.
22221 - Pollution chronique
La pollution chronique résulte des matiëres dont
l'émission est liée essentiellement au trafic : usure réciproque du revêtement
et des pneumatiques, émissions par les gaz d'échappement, corrosion des véhi¬
cules ..., toutes ces poussières sont entrainées vers le milieu naturel par
le ruissellement des pluies sur la chaussée.
Depuis quelques années, de nombreuses études (1)
se sont attachées à déterminer et à quantifier les produits incriminés sur
les routes à grande circulation. A titre indicatif, les données moyennes
sont reproduites au. tableau 22221. Pour les parkings, on ne possède pas de'
telles données, et il est évident que la charge polluante émise par un parking
et une route à grande circulation est différente, avec une charge certainement
plus élevée pour les hydrocarbures et les graisses, et plus faible en 'ce qui
concerne les poussières émises par l'usure des pneumatiques et du revêtement.
(1) - Parmi les plus générales, nous citerons :
- "Protection de la nappe du DOGGER contre les risques de pollution enprovenance de l'autoroute B 31. Etudes d'impact des autoroutes sur laqualité des eaux souterraines". Rapport COYNE et BELLIER - janvier 1977,
- "Pollutions chroniques autoroutiëres",- par F. ABRASSART, rapport SETAME-juin 1980.
, Al'- *».* ^J-r-
- 25 -
En ce qui concerne la Foire, il est prévu que 5000 à
17500 personnes vont utiliser journellement les transports collectifs, ce
qui induit un trafic d'autobus compris entre 60 et 120 véhicules/heure. Dans
le cas des salons professionnels, les besoins seraient à diviser par deux.
2222 - Çharges_golluantes_émises
On a l'habitude de distinguer pour un réseau routier
à grande circulation, trois grandes catégories de pollution.
22221 - Pollution chronique
La pollution chronique résulte des matiëres dont
l'émission est liée essentiellement au trafic : usure réciproque du revêtement
et des pneumatiques, émissions par les gaz d'échappement, corrosion des véhi¬
cules ..., toutes ces poussières sont entrainées vers le milieu naturel par
le ruissellement des pluies sur la chaussée.
Depuis quelques années, de nombreuses études (1)
se sont attachées à déterminer et à quantifier les produits incriminés sur
les routes à grande circulation. A titre indicatif, les données moyennes
sont reproduites au. tableau 22221. Pour les parkings, on ne possède pas de'
telles données, et il est évident que la charge polluante émise par un parking
et une route à grande circulation est différente, avec une charge certainement
plus élevée pour les hydrocarbures et les graisses, et plus faible en 'ce qui
concerne les poussières émises par l'usure des pneumatiques et du revêtement.
(1) - Parmi les plus générales, nous citerons :
- "Protection de la nappe du DOGGER contre les risques de pollution enprovenance de l'autoroute B 31. Etudes d'impact des autoroutes sur laqualité des eaux souterraines". Rapport COYNE et BELLIER - janvier 1977,
- "Pollutions chroniques autoroutiëres",- par F. ABRASSART, rapport SETAME-juin 1980.
, Al'- *».* ^J-r-
- 26 -
, PARAMETRE
DB05
DCO
Pb
Zn
Hydrocarbureset graisses.
Usure du revêtement
Charges moyennes accumulées sur la chaussée après 5 jours detemps sec (kg/km) .
Tableau 22221 -Pollution chronique en provenance d'une route à grande circulationoù le trafic journalier atteint 5000 à 6000 véhicules par jour (2),
Une synthèse des différentes études menées sur
les pollutions chroniques émises par les voies à grande circulation montre que
les données quantitatives disponibles- sont susceptibles de variations importantes
suivant les auteurs.
Il apparait en outre, que la majeure partie de
la pollution est absorbée a la surface de fines particules issues de l'usure
des pneumatiques, de celle des matériaux de chaussée ou de poussières em¬
portées par les vents :
- 78 % des particules (en poids) auraient un diamètre
supérieur à 100 y et seraient donc facilement décan¬
tables .
(1) - Charge moyenne journalière évacuée par. les . eaux pluyial.es en supposantque celles-ci soient rejetées à débit constant dans le milieu envi¬ronnant.
(2) - Dont 15 à 20 % de poids lourds.
- 26 -
, PARAMETRE
DB05
DCO
Pb
Zn
Hydrocarbureset graisses.
Usure du revêtement
Charges moyennes accumulées sur la chaussée après 5 jours detemps sec (kg/km) .
Tableau 22221 -Pollution chronique en provenance d'une route à grande circulationoù le trafic journalier atteint 5000 à 6000 véhicules par jour (2),
Une synthèse des différentes études menées sur
les pollutions chroniques émises par les voies à grande circulation montre que
les données quantitatives disponibles- sont susceptibles de variations importantes
suivant les auteurs.
Il apparait en outre, que la majeure partie de
la pollution est absorbée a la surface de fines particules issues de l'usure
des pneumatiques, de celle des matériaux de chaussée ou de poussières em¬
portées par les vents :
- 78 % des particules (en poids) auraient un diamètre
supérieur à 100 y et seraient donc facilement décan¬
tables .
(1) - Charge moyenne journalière évacuée par. les . eaux pluyial.es en supposantque celles-ci soient rejetées à débit constant dans le milieu envi¬ronnant.
(2) - Dont 15 à 20 % de poids lourds.
- 27 -
- les particules de taille inférieure à 100 y contien¬
draient 48 % de la DBO, 5, 66 % de la DCO et 28 % des ma¬
tériaux lourds. Seul 1 %, en poids, des métaux lourds,
notamment le plomb, se trouverait en solution.
- quant aux hydrocarbures, une forte proportion (> 70%)
en serait fixée sur des particules assez grosses (200 à
400 y) , et seuls 25 % (en poids) se trouveraient en so¬
lution.
22222 - Pollution saisonnière due aux épandages hivernaux
de sels de déverglaçage sur la chaussée.
Cette possibilité de pollution est citée pour mé¬
moire, l'utilisation de chlorure de sodium ou de calcium ne paraissant pas
programmée dans le cadre du Parc des Expositions.
22223 - Pollution accidentelle
Pollution causée par le déversement de matières
polluantes à la suite d'accidents de circulation.
Les probabilités d'une telle pollution appa¬
raissent comme extrêmement réduites, les liquides polluants étant limité à
l'approvisionnement en fuel domestique utilisé pour le chauffage, si toutefois
un chauffage par fuel est préconisé.
2223 - Transf ert_en_milieu_non_saturé_
Premiere étape du trajet souterrain, il correspond à
l'infiltration des eaux dans le sol avant de rejoindre la nappe. C'est un
régime d'écoulement essentiellement transitoire, puisque par nature les apports
sont discontinus, qui fait intervenir trois états physiques différents (solide:
matrice poreuse, liquide : ëau, gazeux : air et vapeur d'eau) .
,.-m ^-JJ-.J.u^ ».j- *.. - -
- 27 -
- les particules de taille inférieure à 100 y contien¬
draient 48 % de la DBO, 5, 66 % de la DCO et 28 % des ma¬
tériaux lourds. Seul 1 %, en poids, des métaux lourds,
notamment le plomb, se trouverait en solution.
- quant aux hydrocarbures, une forte proportion (> 70%)
en serait fixée sur des particules assez grosses (200 à
400 y) , et seuls 25 % (en poids) se trouveraient en so¬
lution.
22222 - Pollution saisonnière due aux épandages hivernaux
de sels de déverglaçage sur la chaussée.
Cette possibilité de pollution est citée pour mé¬
moire, l'utilisation de chlorure de sodium ou de calcium ne paraissant pas
programmée dans le cadre du Parc des Expositions.
22223 - Pollution accidentelle
Pollution causée par le déversement de matières
polluantes à la suite d'accidents de circulation.
Les probabilités d'une telle pollution appa¬
raissent comme extrêmement réduites, les liquides polluants étant limité à
l'approvisionnement en fuel domestique utilisé pour le chauffage, si toutefois
un chauffage par fuel est préconisé.
2223 - Transf ert_en_milieu_non_saturé_
Premiere étape du trajet souterrain, il correspond à
l'infiltration des eaux dans le sol avant de rejoindre la nappe. C'est un
régime d'écoulement essentiellement transitoire, puisque par nature les apports
sont discontinus, qui fait intervenir trois états physiques différents (solide:
matrice poreuse, liquide : ëau, gazeux : air et vapeur d'eau) .
,.-m ^-JJ-.J.u^ ».j- *.. - -
- 28 -
Les nombreuses études entreprises depuis plusieurs
années ont mis en évidence, la complexité du phénomène, inf luence, qu'il est
par de nombreux facteurs perturbateurs, facteurs dont les caractéristiques
principales sont décrites à l'annexe 1.
2224 - Transfert_en_milieu_saturé
Une fois traversé le milieu non saturé, les eaux plu¬
viales atteignent la nappe pour y suivre le mouvement général, régi cette fois
par des phénomènes physiques bien connus, au moins dans leur effet global, et
traduits mathématiquement sous forme de lois hydrodynamiques (dont celle de
DARCY qui lie la vitesse d'avancement de la nappe à sa pente piézométrique et
à la perméabilité de l'aquifère).
En fait, les expériences de traçage montrent qu'au sein
du mouvement général de la nappe, plusieurs phénomènes parasites viennent
quelque peu compliquer le schéma théorique. La description détaillée de ces
différents phénomènes est donnée à l'annexe 2.
Prenons le cas d'une injection instantanée (quelques
heures) d'une masse donnée d'un polluant qui serait assimilé à un traceur
parfait, et voyons l'évolution des concentrations maximales le long de son
7 .-'-.. 10 . ZO 30 ' VO 50 SO 70 . 80 90 IOO im JPn '30 lUO \ ISO i ISñ I70 ! n'- ''- \ - ; ; i : 1 ; 1 1- i : i i ,1 i- : -1 : i-l ! 1:1 ; i-i-l 1 -
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- 34 -
du Ministère de l'Agriculture : le fascicule 1 de la "Synthèse
nationale sur les crues des petits bassins versants", réalisé en
juin 1980, donne les hauteurs de pluies décennales en fonction des
durées d'averses pour près de 300 stations pluviométriques françaises,parmi lesquelles Lyon-Bron oû :
P = 40,4 t * avec P en mm et t en heures.
D'où la courbe intensité-durée correspondante, en faisant l'hypothèseque l'intensité de la pluie reste uniforme pendant toute la durée de l'averse :
-0.77I = 945,3 avec I (mm/h) et t (mn)
La courbe correspondante est présentée à la fig. 31 a.
On constate une certaine divergence entre les statistiques du SETRA
et celles du Ministère de l'Agriculture. Par sécurité, nous prendrons, pour
la pluie décennale horaire, qui va conditionner le dimensionnement de la
station d'infiltration, la valeur donnée par le Ministère de l'Agriculture.
Quant aux distributions mensuelles, elles sont reproduites dans
la fig. 31 b.
Fig. 31 b -
200
E
^ 150
^0/D
£ 100b« J
g -i
S 50
û.0
! 1 ' 11
j
10 V,
25 V.
l'7<1V.
J
-
...MU.
-
fU
^»
tJonv. F"c\c Mers Avr. Mai Juin Juil Août Sept. Oct. Nov. Dec.
Quantiles cxpcrirr.rntaux des distributions drs pluies mensuelles à Lyond'aprcs les oOscrvaiion:: de lls¿l 1 1933
JJ. n. Les valours des precipitations mínrucüts données par les cou:bcs cotées : 10. 13, 50SO % onl rcspcc-.ivcment :0, :3. 50 ... SJ cliances sur lOi' d'être ai:ei:itci ou dépassêi-s.
- 34 -
du Ministère de l'Agriculture : le fascicule 1 de la "Synthèse
nationale sur les crues des petits bassins versants", réalisé en
juin 1980, donne les hauteurs de pluies décennales en fonction des
durées d'averses pour près de 300 stations pluviométriques françaises,parmi lesquelles Lyon-Bron oû :
P = 40,4 t * avec P en mm et t en heures.
D'où la courbe intensité-durée correspondante, en faisant l'hypothèseque l'intensité de la pluie reste uniforme pendant toute la durée de l'averse :
-0.77I = 945,3 avec I (mm/h) et t (mn)
La courbe correspondante est présentée à la fig. 31 a.
On constate une certaine divergence entre les statistiques du SETRA
et celles du Ministère de l'Agriculture. Par sécurité, nous prendrons, pour
la pluie décennale horaire, qui va conditionner le dimensionnement de la
station d'infiltration, la valeur donnée par le Ministère de l'Agriculture.
Quant aux distributions mensuelles, elles sont reproduites dans
la fig. 31 b.
Fig. 31 b -
200
E
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Quantiles cxpcrirr.rntaux des distributions drs pluies mensuelles à Lyond'aprcs les oOscrvaiion:: de lls¿l 1 1933
JJ. n. Les valours des precipitations mínrucüts données par les cou:bcs cotées : 10. 13, 50SO % onl rcspcc-.ivcment :0, :3. 50 ... SJ cliances sur lOi' d'être ai:ei:itci ou dépassêi-s.
- 35 -
32 - VOLUMES A INFILTRER
Les volumes à infiltrer sont tirés des données pluviométriques
brutes et des résultats statisticjues . Ainsi nous retiendrons : .
- hauteur totale des précipitations d'une année
pluvieuse = 1 170 mm (1172 mm en1972).
- pluie annuelle, durée 1 H = 14 mm (SETRA)
- pluie temps de retour 2 ans, durée 1 H ....= 17,5 mm (SETRA)
- pluie temps de retour 5 ans, durée 1 H = 23 mm (SETRA)
- pluie décennale, durée 1 H = 40,4 mm (Agriculture) .
- pluie décennale journalière = 70 mm (Agriculture) .
Le coefficient de ruissellement sur les surfaces imperméabilisées
peut être admis égale à 0,9. Les hauteurs précitées vont donner les volumes
suivants, en m3 :
PLUIE
- Ann£e pluvieute
- Plui* annuelle, 1 H.
- Pluie 2 ani, 1 H.
- Pluie 5 ans, 1 H.
- Pluie dëcennale 1 H.
- Pluie décennale .Jour
lire HYPOTHÈSE :PARKING 18 ha.
189550
2270
2835
3726
6545
11340
2ime HYPOTHESE :FARKINC 32 ha.
336960
4030
5040
6625
11635
20160
STAHDS11 ha.
115830-
1385
1735
2280
4000
6930
lire HYPOTHESESTANDS
305380
3655
4570
6006
10545
18270
2fmc HYPOTHESESTAXDS
452790
5415
6775
8905
15635
27090
Prenons les chiffres de la colonne de droite pour l'estimation des
débits provoqués : la première ligne donnera un débit fictif continu annuel,
les pluies de durée 1 H, un débit sur 24 H et la pluie décennale journalièresur 48 H, étant estimé que durant ces laps de temps, le volume doit être in¬filtré, ce qui donne :
t.'t*¿^¿ii.ii^.**j... .'.J-i-'l^Jr.:..^
- 35 -
32 - VOLUMES A INFILTRER
Les volumes à infiltrer sont tirés des données pluviométriques
brutes et des résultats statisticjues . Ainsi nous retiendrons : .
- hauteur totale des précipitations d'une année
pluvieuse = 1 170 mm (1172 mm en1972).
- pluie annuelle, durée 1 H = 14 mm (SETRA)
- pluie temps de retour 2 ans, durée 1 H ....= 17,5 mm (SETRA)
- pluie temps de retour 5 ans, durée 1 H = 23 mm (SETRA)
- pluie décennale, durée 1 H = 40,4 mm (Agriculture) .
- pluie décennale journalière = 70 mm (Agriculture) .
Le coefficient de ruissellement sur les surfaces imperméabilisées
peut être admis égale à 0,9. Les hauteurs précitées vont donner les volumes
suivants, en m3 :
PLUIE
- Ann£e pluvieute
- Plui* annuelle, 1 H.
- Pluie 2 ani, 1 H.
- Pluie 5 ans, 1 H.
- Pluie dëcennale 1 H.
- Pluie décennale .Jour
lire HYPOTHÈSE :PARKING 18 ha.
189550
2270
2835
3726
6545
11340
2ime HYPOTHESE :FARKINC 32 ha.
336960
4030
5040
6625
11635
20160
STAHDS11 ha.
115830-
1385
1735
2280
4000
6930
lire HYPOTHESESTANDS
305380
3655
4570
6006
10545
18270
2fmc HYPOTHESESTAXDS
452790
5415
6775
8905
15635
27090
Prenons les chiffres de la colonne de droite pour l'estimation des
débits provoqués : la première ligne donnera un débit fictif continu annuel,
les pluies de durée 1 H, un débit sur 24 H et la pluie décennale journalièresur 48 H, étant estimé que durant ces laps de temps, le volume doit être in¬filtré, ce qui donne :
t.'t*¿^¿ii.ii^.**j... .'.J-i-'l^Jr.:..^
36 -
. Débit fictif continu annuel 51,7 m3/h
. Pluie annuelle, 1 H 225,6 m3/h
. Pluie 2 ans, 1 H 282,3 m3/h
. Pluie, 5 ans, 1 H 371 m3/h
. Pluie décennale, 1 H 651,5 m3/h
. Pluie décennale, journalière 564,4 m3/h
33 - STATION D'INFILTRATION
331 - Capacité
On demandera à la station d'infiltration d'assurer le stockage
de la pluie d'orage décennale, et d'infiltrer celle-ci entre deux orages. Par
mesure sécurisante on retiendra, comme hypothèse de travail, une station ca¬
pable d'assurer le stockage d'une pluie décennale suivi d'une pluie annuelle,
et d'infiltrer la totalité des eaux pluviales en 24 heures au maximum, ce qui
donne un volume de 21000 m3, et un débit moyen horaire d'infiltration de 877 m3 ,
L'expérience montre en effet, que lors d'un orage d'été, l'infiltration est
différée, d'une part en raison de l'état de la surface du sol, plus ou moins
cimenté et formant croûte, et d'autre part, en raison de la difficulté qu'on
rencontre à chasser l'air du terrain non saturé, ce qui justifie la précaution
prise.
332 - Conception des ouvrages de stockage, traitement et infiltration
Le schéma de la fig. 332, illustre le principe retenu pour pro¬
céder, au stockage, au traitement et à l'infiltration des eaux pluviales dans
le sous-sol. On distingue, d'amont en aval :
- un bassin de stockage pour régulariser les rejets dans l'en¬
vironnement.
- un décanteur-deshuileur pour effectuer un traitement primaire
des eaux.
- un bassin d'infiltration ou des forages pour rejeter les eaux
dans le milieu naturel.
36 -
. Débit fictif continu annuel 51,7 m3/h
. Pluie annuelle, 1 H 225,6 m3/h
. Pluie 2 ans, 1 H 282,3 m3/h
. Pluie, 5 ans, 1 H 371 m3/h
. Pluie décennale, 1 H 651,5 m3/h
. Pluie décennale, journalière 564,4 m3/h
33 - STATION D'INFILTRATION
331 - Capacité
On demandera à la station d'infiltration d'assurer le stockage
de la pluie d'orage décennale, et d'infiltrer celle-ci entre deux orages. Par
mesure sécurisante on retiendra, comme hypothèse de travail, une station ca¬
pable d'assurer le stockage d'une pluie décennale suivi d'une pluie annuelle,
et d'infiltrer la totalité des eaux pluviales en 24 heures au maximum, ce qui
donne un volume de 21000 m3, et un débit moyen horaire d'infiltration de 877 m3 ,
L'expérience montre en effet, que lors d'un orage d'été, l'infiltration est
différée, d'une part en raison de l'état de la surface du sol, plus ou moins
cimenté et formant croûte, et d'autre part, en raison de la difficulté qu'on
rencontre à chasser l'air du terrain non saturé, ce qui justifie la précaution
prise.
332 - Conception des ouvrages de stockage, traitement et infiltration
Le schéma de la fig. 332, illustre le principe retenu pour pro¬
céder, au stockage, au traitement et à l'infiltration des eaux pluviales dans
le sous-sol. On distingue, d'amont en aval :
- un bassin de stockage pour régulariser les rejets dans l'en¬
vironnement.
- un décanteur-deshuileur pour effectuer un traitement primaire
des eaux.
- un bassin d'infiltration ou des forages pour rejeter les eaux
dans le milieu naturel.
SCHEMA DE PRINCIPE DU RESEAU DE STOCKAGE. TRAITEMENT ET INFILTRATION DES EAUX PLUVIALES
Fig. 332
BASSIN DE STOCKAGEA DEBIT DE FUITE VARIABLE
(Excavation étanchées par film PVC) DECANTEUR - DESHUILEUR(Ouvrage «n béton)
BASSIN D'INFILTRATIONLO
MASSIF FILTRANT(Destina à assurer une auto-épurationsommaire des effluents).
SCHEMA DE PRINCIPE DU RESEAU DE STOCKAGE. TRAITEMENT ET INFILTRATION DES EAUX PLUVIALES
Fig. 332
BASSIN DE STOCKAGEA DEBIT DE FUITE VARIABLE
(Excavation étanchées par film PVC) DECANTEUR - DESHUILEUR(Ouvrage «n béton)
BASSIN D'INFILTRATIONLO
MASSIF FILTRANT(Destina à assurer une auto-épurationsommaire des effluents).
- 38 -
Le dimensionnement des différents ouvrages va dépendre de plu¬
sieurs facteurs qui sont :
- les volumes pluviaux mis en jeu
- la capacité d'infiltration des bassins ou des forages de
rejet
- le débit horaire moyen que l'on se projette de traiter
- enfin, l'intégration des bassins dans l'architecture de l'en¬
semble, par exemple option d'un plan d'eau aménagé.
3321 - Bassin_de_stockage
Va recevoir les eaux brutes en provenance des toitures
et des surfaces au sol imperméabilisées. Le projet prévoit :
- la réalisation d'un bassin en eau permanente, (volume
"mort") qui leur permet d'accumuler les matiëres en
suspension les plus lourdes, afin qu'elles ne comblent
pas rapidement les décanteurs.
- la partie réservée au stockage proprement dit qui pourra,
selon l'orientation du projet, avoir des talus à pente
plus ou moins relevée. Deux solutions sont envisagées
pour 1 ' aménagement de ces talus :
. la première, consiste à utiliser dans le cas d'un
talus à pente douce, comme couche imperméabilisante,
la grave rouge à matrice argileuse disponible sur place
de l'étendre sur une épaisseur de 0,5m à.-lm,de la com¬
pacter (1), de la recouvrir d'une couche de terre
(1) - On s'assurera toutefois, par essais en laboratoire, de la perméabilité deces graves rouges compactées.
"..0-j.O^. -i)^**^^
- 38 -
Le dimensionnement des différents ouvrages va dépendre de plu¬
sieurs facteurs qui sont :
- les volumes pluviaux mis en jeu
- la capacité d'infiltration des bassins ou des forages de
rejet
- le débit horaire moyen que l'on se projette de traiter
- enfin, l'intégration des bassins dans l'architecture de l'en¬
semble, par exemple option d'un plan d'eau aménagé.
3321 - Bassin_de_stockage
Va recevoir les eaux brutes en provenance des toitures
et des surfaces au sol imperméabilisées. Le projet prévoit :
- la réalisation d'un bassin en eau permanente, (volume
"mort") qui leur permet d'accumuler les matiëres en
suspension les plus lourdes, afin qu'elles ne comblent
pas rapidement les décanteurs.
- la partie réservée au stockage proprement dit qui pourra,
selon l'orientation du projet, avoir des talus à pente
plus ou moins relevée. Deux solutions sont envisagées
pour 1 ' aménagement de ces talus :
. la première, consiste à utiliser dans le cas d'un
talus à pente douce, comme couche imperméabilisante,
la grave rouge à matrice argileuse disponible sur place
de l'étendre sur une épaisseur de 0,5m à.-lm,de la com¬
pacter (1), de la recouvrir d'une couche de terre
(1) - On s'assurera toutefois, par essais en laboratoire, de la perméabilité deces graves rouges compactées.
"..0-j.O^. -i)^**^^
- 39 -
végétale et de l'engazonner, de préférence avec des
légumineuses, ces plantes s'accomodant particuliëre¬
ment bien à la présence d'hydrocarbures (1).
. la deuxième, à prolonger sur l'ensemble du bassin de
stockage l'imperméabilisation à l'aide d'une feuille
synthétique souple et la recouvrir d'une couche de
terre végétale qui sera engazonnée.
Le débit de fuite du bassin de stockage sera croissant avec
la hauteur d'eau stockée, jusqu'à atteindre, en pleine charge, le débit limite
compatible avec les caractéristiques hydrodynamiques du décanteur-deshuileur
et du bassin d'infiltration situé immédiatement à l'aval.
Le bassin sera muni à l'aval de rainures permettant la
mise en place de batardeaux, afin de les isoler du milieu récepteur en cas de
déversement accidentel des liquides toxiques dans le réseau collecteur étanche.
. 3322 - Dimensionnement du décanteur-deshuileur
Un dessableur dont les vitesses ascensionnelles sont de
l'ordre de 60 à 100 m/h, n'arrête que les particules dont la taille est supé¬
rieure à 100 y. Or, les particules de taille inf érieure comprennent environ
la moitié de la pollution organique et 30 % des métaux lourds émis par une
surface routière-: elles ne seraient pas arrêtées (2).
(1) - Ceux-ci sont en effet dégradés par les bactéries consommatrices d'azotedu sol, et seules les légumineuses, qui sont capables de fixer l'azotede l'air, ne sont pas handicapées par la concurrence de ces bactéries.
(2) - Extraits de l'étude COYNE et BELLIER déjà mentionnée.
- 39 -
végétale et de l'engazonner, de préférence avec des
légumineuses, ces plantes s'accomodant particuliëre¬
ment bien à la présence d'hydrocarbures (1).
. la deuxième, à prolonger sur l'ensemble du bassin de
stockage l'imperméabilisation à l'aide d'une feuille
synthétique souple et la recouvrir d'une couche de
terre végétale qui sera engazonnée.
Le débit de fuite du bassin de stockage sera croissant avec
la hauteur d'eau stockée, jusqu'à atteindre, en pleine charge, le débit limite
compatible avec les caractéristiques hydrodynamiques du décanteur-deshuileur
et du bassin d'infiltration situé immédiatement à l'aval.
Le bassin sera muni à l'aval de rainures permettant la
mise en place de batardeaux, afin de les isoler du milieu récepteur en cas de
déversement accidentel des liquides toxiques dans le réseau collecteur étanche.
. 3322 - Dimensionnement du décanteur-deshuileur
Un dessableur dont les vitesses ascensionnelles sont de
l'ordre de 60 à 100 m/h, n'arrête que les particules dont la taille est supé¬
rieure à 100 y. Or, les particules de taille inf érieure comprennent environ
la moitié de la pollution organique et 30 % des métaux lourds émis par une
surface routière-: elles ne seraient pas arrêtées (2).
(1) - Ceux-ci sont en effet dégradés par les bactéries consommatrices d'azotedu sol, et seules les légumineuses, qui sont capables de fixer l'azotede l'air, ne sont pas handicapées par la concurrence de ces bactéries.
(2) - Extraits de l'étude COYNE et BELLIER déjà mentionnée.
- 40 -
Des essais sur eaux pluviales en provenance du lavage des
rues ont montré qu'une vitesse ascensionnelle de 5 à 10 m/h, permettait de re¬
tenir 80 % de la pollution organique et la quasi totalité des métaux lourds.
Ces vitesses permettent en outre, d'assurer un déshuilage efficace.
Nous avons donc retenu la valeur de 10 m/h appliquée à la
pluie décennale, ce qui correspond à une valeur sensiblement moitié pour une
pluie annuelle.
Le rapport de la surface avec le débit traversier permet
de déterminer la charge hydraulique, exprimée par une vitesse.
(vitesse maximale de décantation en m/h) .
T7 /'m/l,^ - Q (m3/h)V (m/h) - ^--^-^y
Dans ces conditions, la surface horizontale du décanteur-
deshuileur est pour un débit de 880 m3/h de :
880m3/h_ ^ gg ^210 m/h
Afin d'assurer un déshuilage coréete et une stabilité suf¬
fisante de la décantation à tous les régimes, compte tenu de l'absence d'organes
mécaniques de raclage, de boues, nous avons retenu un rapport longueur/ largeur
de 2,5. Dans ces conditions, on aboutit aux dimensions suivantes : longueur =
15 m, largeur = 6 m, profondeur = 1 m.
L'ouvrage entier sera bétonné, ce qui lui assurera une
étanchéité correcte et surtout, facilite son entretien.
Partie en eau permanente du bassin de stockage et décan¬
teur seront purgés régulièrement de façon à permettre leur bon fonctionnement.
Les déchets liquides et solides qui en seront extraits, devront être stockés
en lieu sûr, ou mieux détruits par un organisme spécialisé (usine PLAFORA de
la Zone industrielle de la Plaine de l'Ain, par exemple).
Ol.*.- ^.. ^- »J< .jJjMÚ.^.,.: l.-i
- 40 -
Des essais sur eaux pluviales en provenance du lavage des
rues ont montré qu'une vitesse ascensionnelle de 5 à 10 m/h, permettait de re¬
tenir 80 % de la pollution organique et la quasi totalité des métaux lourds.
Ces vitesses permettent en outre, d'assurer un déshuilage efficace.
Nous avons donc retenu la valeur de 10 m/h appliquée à la
pluie décennale, ce qui correspond à une valeur sensiblement moitié pour une
pluie annuelle.
Le rapport de la surface avec le débit traversier permet
de déterminer la charge hydraulique, exprimée par une vitesse.
(vitesse maximale de décantation en m/h) .
T7 /'m/l,^ - Q (m3/h)V (m/h) - ^--^-^y
Dans ces conditions, la surface horizontale du décanteur-
deshuileur est pour un débit de 880 m3/h de :
880m3/h_ ^ gg ^210 m/h
Afin d'assurer un déshuilage coréete et une stabilité suf¬
fisante de la décantation à tous les régimes, compte tenu de l'absence d'organes
mécaniques de raclage, de boues, nous avons retenu un rapport longueur/ largeur
de 2,5. Dans ces conditions, on aboutit aux dimensions suivantes : longueur =
15 m, largeur = 6 m, profondeur = 1 m.
L'ouvrage entier sera bétonné, ce qui lui assurera une
étanchéité correcte et surtout, facilite son entretien.
Partie en eau permanente du bassin de stockage et décan¬
teur seront purgés régulièrement de façon à permettre leur bon fonctionnement.
Les déchets liquides et solides qui en seront extraits, devront être stockés
en lieu sûr, ou mieux détruits par un organisme spécialisé (usine PLAFORA de
la Zone industrielle de la Plaine de l'Ain, par exemple).
Ol.*.- ^.. ^- »J< .jJjMÚ.^.,.: l.-i
- 41 -
3323 - Infection des e§ux_é2urées
L'injection des eaux épurées peut se faire par deux mé¬
thodes selon les surfaces disponibles :
- par bassin d'infiltration
- par forage d'injection à la nappe
33231 - Bassin d'infiltration
Le fond sera constitué d'une couche de graviers
filtrants d'une épaisseur de 0,3 m. Cette couche est soumise à une alternance
de submersions et d' emersions, qui permet de bonnes conditions d'aération et
assure une auto-épuration complémentaire efficace.
Les talus pourront être laissés sans revêtement,
mais engazonnés de légumineuses. .^
Le dimensionnement du bassin d'infiltration va
dépendre, pour un débit donné, des vitesses d'infiltration des eaux. Etant
donné la nature des terrains, la meilleure solution est la réalisation d'essais
d'injection in situ, surtout s'il y a hétérogénéité entre les perméabilités
horizontales et verticales.
Dans l'état actuel d'avancement du projet, on peut
cependant tenter une approche de la dimension du bassin, grâce aux résultats
d'essais d'infiltration qui ont été réalisés à l'occasion d'autres études dans
des formations semblables. Ceux-ci ont donné des vitesses qui varient entre 2 m
et plus de 5 m/h. En prenant une vitesse moyenne de l'ordre de 3 m/h, on obtiendra880
une surface d'infiltration nécessaire - '~^~ - 300 ra2, valeur qu'il faudra néces¬
sairement contrôler par des essais d'infiltration.
- 41 -
3323 - Infection des e§ux_é2urées
L'injection des eaux épurées peut se faire par deux mé¬
thodes selon les surfaces disponibles :
- par bassin d'infiltration
- par forage d'injection à la nappe
33231 - Bassin d'infiltration
Le fond sera constitué d'une couche de graviers
filtrants d'une épaisseur de 0,3 m. Cette couche est soumise à une alternance
de submersions et d' emersions, qui permet de bonnes conditions d'aération et
assure une auto-épuration complémentaire efficace.
Les talus pourront être laissés sans revêtement,
mais engazonnés de légumineuses. .^
Le dimensionnement du bassin d'infiltration va
dépendre, pour un débit donné, des vitesses d'infiltration des eaux. Etant
donné la nature des terrains, la meilleure solution est la réalisation d'essais
d'injection in situ, surtout s'il y a hétérogénéité entre les perméabilités
horizontales et verticales.
Dans l'état actuel d'avancement du projet, on peut
cependant tenter une approche de la dimension du bassin, grâce aux résultats
d'essais d'infiltration qui ont été réalisés à l'occasion d'autres études dans
des formations semblables. Ceux-ci ont donné des vitesses qui varient entre 2 m
et plus de 5 m/h. En prenant une vitesse moyenne de l'ordre de 3 m/h, on obtiendra880
une surface d'infiltration nécessaire - '~^~ - 300 ra2, valeur qu'il faudra néces¬
sairement contrôler par des essais d'infiltration.
- 42 -
33232 - Forages d'injection
En cas d'objection majeure à la réalisation d'un
bassin d'infiltration, une deuxième solution peut être envisagée pour les
rejets : ce sont des forages d'injection directement à la nappe, dont l'é¬
paisseur, selon le rapport 75 SGN 092 JAL, atteindrait au Parc des Expositions,
une huitaine de mètres.
33233 - Influence des injections sur la nappe
Etant donné la hauteur d'alluvions non saturées,
entre 15 et 20 mètres, il n'est pas illogique de supposer des hétérogénéités
de perméabilité tant verticale qu'horizontale. Il est de ce fait illusoire
de tenter une approche de l'incidence des injections siir la nappe à partir
d'un bassin d'infiltration.
A l'aide de forages traversant la totalité de
l'aquifère, l'incidence de telles injections est plus facile à cerner. Dans
l'hypothèse où le régime reste transitoire durant toute la période d'injection,
on peut, connaissant la transmissivité T, produit de la perméabilité k par
l'épaisseur de l'aquifèrcj le débit Q, et le temps d'injection, calculer l'in¬
cidence en tous points de la nappe d'un pompage oû d'une injection par l'ex¬
pression de JACOB qui est :
»_0,183 Q ^ 2,25 T t ^')A ---^ Log -^--
X S
-2avec un forage de 600 mm de diamètre, T = 3.10 m2/s, t = 86400 s et S =15%,
on obtient les valeurs de rabattement suivantes en m pour différents débits :
(1) - A = rabattement ou rehaussement en m.Q = débit en m3/sT = transmissivité en m2/st = temps en secondesX = distance au forageS = coefficient d'emmagasinement = porosité efficace dans le cas d'une
nappe libre
- 42 -
33232 - Forages d'injection
En cas d'objection majeure à la réalisation d'un
bassin d'infiltration, une deuxième solution peut être envisagée pour les
rejets : ce sont des forages d'injection directement à la nappe, dont l'é¬
paisseur, selon le rapport 75 SGN 092 JAL, atteindrait au Parc des Expositions,
une huitaine de mètres.
33233 - Influence des injections sur la nappe
Etant donné la hauteur d'alluvions non saturées,
entre 15 et 20 mètres, il n'est pas illogique de supposer des hétérogénéités
de perméabilité tant verticale qu'horizontale. Il est de ce fait illusoire
de tenter une approche de l'incidence des injections siir la nappe à partir
d'un bassin d'infiltration.
A l'aide de forages traversant la totalité de
l'aquifère, l'incidence de telles injections est plus facile à cerner. Dans
l'hypothèse où le régime reste transitoire durant toute la période d'injection,
on peut, connaissant la transmissivité T, produit de la perméabilité k par
l'épaisseur de l'aquifèrcj le débit Q, et le temps d'injection, calculer l'in¬
cidence en tous points de la nappe d'un pompage oû d'une injection par l'ex¬
pression de JACOB qui est :
»_0,183 Q ^ 2,25 T t ^')A ---^ Log -^--
X S
-2avec un forage de 600 mm de diamètre, T = 3.10 m2/s, t = 86400 s et S =15%,
on obtient les valeurs de rabattement suivantes en m pour différents débits :
(1) - A = rabattement ou rehaussement en m.Q = débit en m3/sT = transmissivité en m2/st = temps en secondesX = distance au forageS = coefficient d'emmagasinement = porosité efficace dans le cas d'une
nappe libre
- 43 -
Xm
Q m3/h
0,3 m
10
50
100
200
100
0,9
0,AA
0,2
0.1
200
1.79
0,88
0,A0
0,20
~
300
2,69
1,32
0,61
0,30
-
AOO
3,59
1,76
0,86
O.AO
500
A, 48
2,19
1,01
0,5
650
5,83
2.85
1,31
0,65
880 -
8, A
3,86
1,78
0,88
On voit que l'injection à l'aide d'un seul forage risque
de provoquer une surcharge importante qui pourrait nuire au bon rendement du
forage. A l'aide de 4 forages distants de 50 m, la surcharge théorique dans
le forage centrale s'élèverait à 1,79 m -i- 2 x 0,4 m + 0,2 m, soit = 2,80 m
et de = 2,50 m dans les deux forages latéraux. En pratique, toutefois, pour
un même débit, la surcharge est un peu plus importante que le rabattement
et il faut appliquer aux valeurs calculées par la formule de JACOB, un coef¬
ficient A, propre à l'injection qui est de l'ordre de 1,5, ce qui donnera
pour le forage centrale une surcharge de 4,2 m, et pour-^les forages latéraux,
une surcharge de 3,75 m. A cent mètres de part et d'autre des forages laté¬
raux, la surcharge sera de 0,3 m.
33234 - Recommandations
Bien que la propagation de bactéries ou virus se fasse
m^l en milieu poreux, qui constitue un excellent filtre, l'épuration se fera
mieux à partir d'un bassin d'infiltration en raison de l'épaisseur de la
tranche non saturée au-dessus de la nappe. En cas de choix d'injection des
eaux pluviales par forages (au préalable, il faudra faire un sondage de re¬
connaissance en vibro-percussion) , on pourra prendre la précaution de les
traiter au chlore gazeux avant de les injecter dans la nappe.
S'ils se réalisent, ceux-ci devront :
- 43 -
Xm
Q m3/h
0,3 m
10
50
100
200
100
0,9
0,AA
0,2
0.1
200
1.79
0,88
0,A0
0,20
~
300
2,69
1,32
0,61
0,30
-
AOO
3,59
1,76
0,86
O.AO
500
A, 48
2,19
1,01
0,5
650
5,83
2.85
1,31
0,65
880 -
8, A
3,86
1,78
0,88
On voit que l'injection à l'aide d'un seul forage risque
de provoquer une surcharge importante qui pourrait nuire au bon rendement du
forage. A l'aide de 4 forages distants de 50 m, la surcharge théorique dans
le forage centrale s'élèverait à 1,79 m -i- 2 x 0,4 m + 0,2 m, soit = 2,80 m
et de = 2,50 m dans les deux forages latéraux. En pratique, toutefois, pour
un même débit, la surcharge est un peu plus importante que le rabattement
et il faut appliquer aux valeurs calculées par la formule de JACOB, un coef¬
ficient A, propre à l'injection qui est de l'ordre de 1,5, ce qui donnera
pour le forage centrale une surcharge de 4,2 m, et pour-^les forages latéraux,
une surcharge de 3,75 m. A cent mètres de part et d'autre des forages laté¬
raux, la surcharge sera de 0,3 m.
33234 - Recommandations
Bien que la propagation de bactéries ou virus se fasse
m^l en milieu poreux, qui constitue un excellent filtre, l'épuration se fera
mieux à partir d'un bassin d'infiltration en raison de l'épaisseur de la
tranche non saturée au-dessus de la nappe. En cas de choix d'injection des
eaux pluviales par forages (au préalable, il faudra faire un sondage de re¬
connaissance en vibro-percussion) , on pourra prendre la précaution de les
traiter au chlore gazeux avant de les injecter dans la nappe.
S'ils se réalisent, ceux-ci devront :
- 44 -
- être descendus jusqu'au substratum molassique
- avoir un diamètre d'équipement = 400 mm
- avoir des crépines disposées sur toute la hauteur
du forage. Plusieurs types de crépines peuvent être
envisagées. La crépine à nervures repoussées est ce¬
pendant à conseiller (ouverture = 20/10 à ajuster
suivant la granulométrie de l'aquifère.
- avoir tubages et crépines en acier semi-inox, du
fait de sa résistance à la corrosion. Une épaisseur
de tôle de 5 mm parait raisonnable.
- le fond du tubage sur une hauteur de 2 m environ
sera équipé d'un tubage plein avec une plaque de fond
(chambre de décantation) .
- avant leur mise en service, devront faire l'objet de
pompages de développement, puis d'essais réalisés avec
soin.
4 - RESEAU DE SURVEILLANCE
41 - PRINCIPE
Compte tenu de l'utilisation des eaux de la. nappe à l'aval du projet,
il est indispensable de conserver à ce secteur une qualité hydrochimique.
C'est en principe le but du réseau d'assainissement proposé, mais
il ne faut pas perdre de vue que les considérations ayant amené à sa conception
sont essentiellement qualitatives et ne peuvent prétendre à l'assurance d'une
efficacité absolue.
:t^ii*.A. , j.t'^^iHA.. f
- 44 -
- être descendus jusqu'au substratum molassique
- avoir un diamètre d'équipement = 400 mm
- avoir des crépines disposées sur toute la hauteur
du forage. Plusieurs types de crépines peuvent être
envisagées. La crépine à nervures repoussées est ce¬
pendant à conseiller (ouverture = 20/10 à ajuster
suivant la granulométrie de l'aquifère.
- avoir tubages et crépines en acier semi-inox, du
fait de sa résistance à la corrosion. Une épaisseur
de tôle de 5 mm parait raisonnable.
- le fond du tubage sur une hauteur de 2 m environ
sera équipé d'un tubage plein avec une plaque de fond
(chambre de décantation) .
- avant leur mise en service, devront faire l'objet de
pompages de développement, puis d'essais réalisés avec
soin.
4 - RESEAU DE SURVEILLANCE
41 - PRINCIPE
Compte tenu de l'utilisation des eaux de la. nappe à l'aval du projet,
il est indispensable de conserver à ce secteur une qualité hydrochimique.
C'est en principe le but du réseau d'assainissement proposé, mais
il ne faut pas perdre de vue que les considérations ayant amené à sa conception
sont essentiellement qualitatives et ne peuvent prétendre à l'assurance d'une
efficacité absolue.
:t^ii*.A. , j.t'^^iHA.. f
- 45 -
Pour éviter tout désagrément éventuel futur, il importe donc de
mettre en place un réseau de surveillance hydrochimique destiné à permettre
un suivi continu de la qualité de la nappe. A titre de référence, il con¬
viendrait de le mettre en service 6 mois environ avant le début des travaux,
ceci afin de posséder un état chimique initial pour deux contextes piézomé¬
Un prélèvement en nappe ne peut être réellement représentatif que
s'il est effectué sur un ouvrage dont on est à même d'extraire un volume
d'eau important par rapport à la réserve de l'ouvrage. De plus, il faut
que les ouvrages de surveillance soient implantés dans la direction d'écou¬
lement des filets liquides, ni trop prës, ni trop éloignés de ou des points
d'injection. A cet effet, un piézomètre, dis tant de 100 m permettra de con¬
trôler l'efficacité du réseau d'assainissement mis en place. Il faudra qu'il
ait un diamètre suffisant = 150 mm pour la descente d'une. pompe immergée
afin de ."nettoyer" correctement le forage avant prélèvement de l'échantillonreprésentatif de la qualité des eaux de la nappe.
43 - ANALYSES CHIMIQUES
Deux prélèvements et analyses seront effectués avant le début des
travaux. Puis, pendant la durée de ceux-ci, un contrôle sera pratiqué une fois
par an, pendant la période d'étiage de la nappe (été probablement). Ensuite,
une tournée bi-annuelle sera entreprise pendant les cinq premières années de
mise en service du Parc des Expositions. Suivant les résultats obtenus, cette
fréquence sera maintenue ou diminuée pour se stabiliser ensuite â un contrôle
annuel (en été) .
- 46 -
Les analyses chimiques effectuées porteront sur tous les éléments
susceptibles d'être émis, de façon chronique ou saisonnière, par une surface
routière : PO , NO , Cd, Cu, Mn, Pb , Zn, hydrocarbures et phénols. Seront
également mesurés les paramètres physico-chimiques susceptibles d'être modifiés
DCO et résistivité essentiellement.
44 - INTERVENTION EN CAS DE DEVERSE^ffiNT ACCIDENTEL
Afin de limiter au maximum l'infiltration du liquide dans le sol,
l'usage d'absorbants est vivement recommandé car c'est un procédé trës ef¬
ficace s'il est utilisé suffisamment tôt. On citera pour mémoire la sciure,
les copeaux de bois, la tourbe, la pierre ponce, la mousse de polymères et
la perlite (par exemple, cette dernière peut absorber jusqu'à 500 litres de
fuel par mS en milieu sec et 250 l/m3 en milieu aqueux) .
Apres récupération, par pompage, ou traitement chimique (neutrali¬
sation ...) de l'effluent, les terrains contaminés seront excaves et mis en
décharge industrielle, à moins que la pollution soit d'ampleur limitée et
qu'un traitement "in situ" puisse la résorber totalement (exemple : utilisation
de biodégradants pour les hydrocarbures, ...).
De son côté, le bassin de stockage pourra contenir d'éventuels dé¬
versements toxiques. Suivant le degré de contamination, il sera procédé au
traitement sur place de l'effluent ou à son. pompage.
5 - CONCLUSIONS
La réalisation du Parc des Expositions à Chassieu (69), entre cette loca¬
lité et l'aérodrome de Lyon-Bron, entrainera l'imperméabilisation de plus de
40 ha de terrains par construction de toitures, parkings et voies d'accës.
A ce jour, les eaux de pluies non évapotranspirées s'infiltrent aisément
dans les alluvions fluvio-glaciaires du couloir de Décines, dont la perméa¬
bilité est telle qu'aucun réseau hydrographique n'a pu se développer. Ces
alluvions contiennent par contre une nappe importante et transmissive, de
qualité chimique qualifiée dc bonne, quoique un peu dure et relativement
chargée en nitrates (teneurs variant entre 20 et 45 mg/l) .
- 46 -
Les analyses chimiques effectuées porteront sur tous les éléments
susceptibles d'être émis, de façon chronique ou saisonnière, par une surface
routière : PO , NO , Cd, Cu, Mn, Pb , Zn, hydrocarbures et phénols. Seront
également mesurés les paramètres physico-chimiques susceptibles d'être modifiés
DCO et résistivité essentiellement.
44 - INTERVENTION EN CAS DE DEVERSE^ffiNT ACCIDENTEL
Afin de limiter au maximum l'infiltration du liquide dans le sol,
l'usage d'absorbants est vivement recommandé car c'est un procédé trës ef¬
ficace s'il est utilisé suffisamment tôt. On citera pour mémoire la sciure,
les copeaux de bois, la tourbe, la pierre ponce, la mousse de polymères et
la perlite (par exemple, cette dernière peut absorber jusqu'à 500 litres de
fuel par mS en milieu sec et 250 l/m3 en milieu aqueux) .
Apres récupération, par pompage, ou traitement chimique (neutrali¬
sation ...) de l'effluent, les terrains contaminés seront excaves et mis en
décharge industrielle, à moins que la pollution soit d'ampleur limitée et
qu'un traitement "in situ" puisse la résorber totalement (exemple : utilisation
de biodégradants pour les hydrocarbures, ...).
De son côté, le bassin de stockage pourra contenir d'éventuels dé¬
versements toxiques. Suivant le degré de contamination, il sera procédé au
traitement sur place de l'effluent ou à son. pompage.
5 - CONCLUSIONS
La réalisation du Parc des Expositions à Chassieu (69), entre cette loca¬
lité et l'aérodrome de Lyon-Bron, entrainera l'imperméabilisation de plus de
40 ha de terrains par construction de toitures, parkings et voies d'accës.
A ce jour, les eaux de pluies non évapotranspirées s'infiltrent aisément
dans les alluvions fluvio-glaciaires du couloir de Décines, dont la perméa¬
bilité est telle qu'aucun réseau hydrographique n'a pu se développer. Ces
alluvions contiennent par contre une nappe importante et transmissive, de
qualité chimique qualifiée dc bonne, quoique un peu dure et relativement
chargée en nitrates (teneurs variant entre 20 et 45 mg/l) .
- 47 -
Les eaux de cette nappe sont sollicitées pour l'alimentation en eau po¬
table (captages de St Bonnet de Mure, de Chassieu et de Décines - Charpieu),
ou pour usages industriels. Il convient donc de maintenir la qualité de ces
eaux et toute réalisation susceptible de modifier qualité et débit doit faire
l'objet de mesures visant la sauvegarde de ces deux paramètres.
En prévision de cette sauvegarde, les eaux de pluie seront collectées,
stockées et réinjectées dans le sous-sol après traitement, de façon à li¬
miter, dans des gammes tout à fait raisonnables, les atteintes portées aux
eaux souterraines. Des études sur les pollutions routières ont en effet
démontré par ailleurs, que la majeure partie de la pollution émise est
absorbée à la surface de fines particules issues de l'usure des pneuma¬
tiques, de celle des matériaux de chaussée ou de poussières emportées par
les vents, qui seront retenues dans le bassin de stockage ou le décanteur-
deshuileur.
Quant aux pollutions accidentelles, elles sont liées aux activités du
Parc des Expositions. La seule susceptible de se produire, quoique impro¬
bable, est liée à l'approvisionnement en fuel domestique si toutefois un
chauffage par ce combustible est préconisé. En tout état de cause, les
effets d'un polluant assimilé à un traceur parfait introduit dans la nappe
est analysé et les résultats démontrent qu'il faut prës de 3 ans pour fran¬
chir le parcours entre le point de rejet et le canal de .Jonage. En tenant
compte de la dilution complémentaire, due aux pluies, 1 m3 de polluant par¬
fait donnerait, aprës 3750 m de parcours, une concentration ^ 2,5. 10 g/1.
Un tel accident est fort peu probable et les temps de parcours des eaux
souterraines permettra d'assurer les interventions nécessaires pour en
réduire ou annihiler les conséquences.
Par mesures de précaution, un piézomëtre de surveillance de la qualité
des eaux implanté 100 m à l'aval hydraulique du point de rejet, est recom¬
mandé ainsi qu'un programme de surveillance.
- 47 -
Les eaux de cette nappe sont sollicitées pour l'alimentation en eau po¬
table (captages de St Bonnet de Mure, de Chassieu et de Décines - Charpieu),
ou pour usages industriels. Il convient donc de maintenir la qualité de ces
eaux et toute réalisation susceptible de modifier qualité et débit doit faire
l'objet de mesures visant la sauvegarde de ces deux paramètres.
En prévision de cette sauvegarde, les eaux de pluie seront collectées,
stockées et réinjectées dans le sous-sol après traitement, de façon à li¬
miter, dans des gammes tout à fait raisonnables, les atteintes portées aux
eaux souterraines. Des études sur les pollutions routières ont en effet
démontré par ailleurs, que la majeure partie de la pollution émise est
absorbée à la surface de fines particules issues de l'usure des pneuma¬
tiques, de celle des matériaux de chaussée ou de poussières emportées par
les vents, qui seront retenues dans le bassin de stockage ou le décanteur-
deshuileur.
Quant aux pollutions accidentelles, elles sont liées aux activités du
Parc des Expositions. La seule susceptible de se produire, quoique impro¬
bable, est liée à l'approvisionnement en fuel domestique si toutefois un
chauffage par ce combustible est préconisé. En tout état de cause, les
effets d'un polluant assimilé à un traceur parfait introduit dans la nappe
est analysé et les résultats démontrent qu'il faut prës de 3 ans pour fran¬
chir le parcours entre le point de rejet et le canal de .Jonage. En tenant
compte de la dilution complémentaire, due aux pluies, 1 m3 de polluant par¬
fait donnerait, aprës 3750 m de parcours, une concentration ^ 2,5. 10 g/1.
Un tel accident est fort peu probable et les temps de parcours des eaux
souterraines permettra d'assurer les interventions nécessaires pour en
réduire ou annihiler les conséquences.
Par mesures de précaution, un piézomëtre de surveillance de la qualité
des eaux implanté 100 m à l'aval hydraulique du point de rejet, est recom¬
mandé ainsi qu'un programme de surveillance.
- 48 -
ANMBXE 1
transferts souterrains de solutes en
milieu non sature (caractéristiquesprincipales),
- 48 -
ANMBXE 1
transferts souterrains de solutes en
milieu non sature (caractéristiquesprincipales),
- 49 -
Les transferts souterrains de solutés en milieu non saturé sont com¬
plexes, mais les nombreuses études entreprises depuis plusieurs années ont
permis d'en préciser quelques caractéristiques principales :
1 - Vitesse d'infiltration
La vitesse d'infiltration des eaux pluviales est essentiellement
fonction de la perméabilité et de la teneur en eau du milieu -poreux, donc de
sa nature géologique et de l'historique pluviométrique des jours précédents»
s
Pour donner un ordre de grandeur du phénomène d'infiltration, nous
indiquons ci-après deux expériences trës différentes :
- On constate, à l'aide de limnigraphes implantés dans, des conditions
géologiques similaires à celles des terrasses alluviales récentes de
la plaine du Forez, qu'à la suite d'orages violents ou de fortes
pluies concentrées sur une courte période,. pour une' épaisseur d'al¬
luvions non saturées atteignant une dizaine de mètres, la nappe ne
réagit à ces apports très importants qu'après un lapsrde temps non
.négligeable, de' l'ordre de 2 à 10 j (suivant l'état -hygrométrique
du sol) .
- La mesure des temps de transfert en zone non saturée peut aussi se
faire au cours d'expériences de traçage oû-l'on infi-ltre un traceur
dans une fouille en procédant simultanément à un pompage dans la
nappe à proximité immédiate, avec prélèvement d'échantillons à in"
tervalles- réguliers et dosage de la masse dé traccuï qu'ils co-n"
tiennent. Cette méthode permet de mesurer.:la vitesse':de transferí,
du produit considéré et. donne des indications sur laT-dispersivitë
du milieu,
L'Agence Financière de Bassin Rhone-Méditerranée-Co-í-sé !à réalisé (1)
ce type d'expérience en milieu alluvial ¿ ; dans la région lyonnaise.
(1) - "Protection des nappes alluviales contre la pollution -> -:Site alluvialde l'Est lyonnais" - Agence de Bassin Rhône-Méditerranée-Corse - 1975.
- 49 -
Les transferts souterrains de solutés en milieu non saturé sont com¬
plexes, mais les nombreuses études entreprises depuis plusieurs années ont
permis d'en préciser quelques caractéristiques principales :
1 - Vitesse d'infiltration
La vitesse d'infiltration des eaux pluviales est essentiellement
fonction de la perméabilité et de la teneur en eau du milieu -poreux, donc de
sa nature géologique et de l'historique pluviométrique des jours précédents»
s
Pour donner un ordre de grandeur du phénomène d'infiltration, nous
indiquons ci-après deux expériences trës différentes :
- On constate, à l'aide de limnigraphes implantés dans, des conditions
géologiques similaires à celles des terrasses alluviales récentes de
la plaine du Forez, qu'à la suite d'orages violents ou de fortes
pluies concentrées sur une courte période,. pour une' épaisseur d'al¬
luvions non saturées atteignant une dizaine de mètres, la nappe ne
réagit à ces apports très importants qu'après un lapsrde temps non
.négligeable, de' l'ordre de 2 à 10 j (suivant l'état -hygrométrique
du sol) .
- La mesure des temps de transfert en zone non saturée peut aussi se
faire au cours d'expériences de traçage oû-l'on infi-ltre un traceur
dans une fouille en procédant simultanément à un pompage dans la
nappe à proximité immédiate, avec prélèvement d'échantillons à in"
tervalles- réguliers et dosage de la masse dé traccuï qu'ils co-n"
tiennent. Cette méthode permet de mesurer.:la vitesse':de transferí,
du produit considéré et. donne des indications sur laT-dispersivitë
du milieu,
L'Agence Financière de Bassin Rhone-Méditerranée-Co-í-sé !à réalisé (1)
ce type d'expérience en milieu alluvial ¿ ; dans la région lyonnaise.
(1) - "Protection des nappes alluviales contre la pollution -> -:Site alluvialde l'Est lyonnais" - Agence de Bassin Rhône-Méditerranée-Corse - 1975.
- 50 -
pour des épaisseurs non saturées variant entre 1 et 16 mètres, mais
dans tous les cas l'injection du traceur n'a eu lieu qu'après éta¬
blissement d'un régime permanent d'infiltration (par "saturation"
préalable du terrain à l'aide de quantités d'eau importantes).
Dans ces conditions expérimentales (qui ne sont pas, à proprement
parler, celles d'un transfert en milieu non saturé, puisque celui-ci
ne l'est plus), les essais ont fait ressortir une vitesse d'infil¬
tration voisine d'un mètre/heure pour les épaisseurs .importantes.
Par ailleurs, un essai par epandage sur le terrain naturel, avec
une couche argileuse superficielle, a permis de constater que la
vitesse d'infiltration n'était, dans cet horizon, que d'une dizaine
de centimètres par heure.
Lorsqu'un produit quelconque est dissous dans les eaux pluviales, sa
propagation dans le sol, généralement dissociée de celle de l'eau, est soumise(2)
à diverses influences de causes et d'effets très variés; -citons entre
autres : -
2 - Adsorption
Les éléments dissous dans l'eau peuvent être adsorbes sur les par--
ticules constituant le sous-sol. Cette adsorption. est trës variable suiva-nt
le type du polluant et suivant le type de sol : un .sol pourra ¡adsorber d'autant
plus que sa surface spécifique sera grande (surface en contaot -avec le pol¬
luant, par cm3 par exemple) ;. ainsi un sol contenant une proportion notable
de matiëres organiques adsorbe beaucoup plus (10 à- 100 fois)- qiié le même sol
sans matiëres organiques. Les sols argileux ont une surface spécifique très
grande (quelques dizaines de m2/cm3) , due à leur très faible granulométrie;
mais étant très peu perméables, leur rôle naturel d'adsorbani. entre diffici¬
lement en jeu.
Il semble toutefois que les terrains pollués atteignent une saturation
vis-à-vis de 1' adsorption et parfois même rejettent ultérieurement des pollu¬
ants auparavant adsorbes.
(2) - "Pollution des eaux souterraines" -Etude bibliographique publiée en1970 par Y. BABOT du Service géologique d'Alsace et de Lorraine.
- 50 -
pour des épaisseurs non saturées variant entre 1 et 16 mètres, mais
dans tous les cas l'injection du traceur n'a eu lieu qu'après éta¬
blissement d'un régime permanent d'infiltration (par "saturation"
préalable du terrain à l'aide de quantités d'eau importantes).
Dans ces conditions expérimentales (qui ne sont pas, à proprement
parler, celles d'un transfert en milieu non saturé, puisque celui-ci
ne l'est plus), les essais ont fait ressortir une vitesse d'infil¬
tration voisine d'un mètre/heure pour les épaisseurs .importantes.
Par ailleurs, un essai par epandage sur le terrain naturel, avec
une couche argileuse superficielle, a permis de constater que la
vitesse d'infiltration n'était, dans cet horizon, que d'une dizaine
de centimètres par heure.
Lorsqu'un produit quelconque est dissous dans les eaux pluviales, sa
propagation dans le sol, généralement dissociée de celle de l'eau, est soumise(2)
à diverses influences de causes et d'effets très variés; -citons entre
autres : -
2 - Adsorption
Les éléments dissous dans l'eau peuvent être adsorbes sur les par--
ticules constituant le sous-sol. Cette adsorption. est trës variable suiva-nt
le type du polluant et suivant le type de sol : un .sol pourra ¡adsorber d'autant
plus que sa surface spécifique sera grande (surface en contaot -avec le pol¬
luant, par cm3 par exemple) ;. ainsi un sol contenant une proportion notable
de matiëres organiques adsorbe beaucoup plus (10 à- 100 fois)- qiié le même sol
sans matiëres organiques. Les sols argileux ont une surface spécifique très
grande (quelques dizaines de m2/cm3) , due à leur très faible granulométrie;
mais étant très peu perméables, leur rôle naturel d'adsorbani. entre diffici¬
lement en jeu.
Il semble toutefois que les terrains pollués atteignent une saturation
vis-à-vis de 1' adsorption et parfois même rejettent ultérieurement des pollu¬
ants auparavant adsorbes.
(2) - "Pollution des eaux souterraines" -Etude bibliographique publiée en1970 par Y. BABOT du Service géologique d'Alsace et de Lorraine.
- 51 -
3 - Echange d'ions
Certaines substances contenues dans les
terrains traversés par l'infiltration des eaux polluées peuvent échanger
leurs ions contre ceux contenus dans ces eaux.
Ces substances sont essentiellement :
- les minéraux argileux
- les minéraux zéolithiques
- 1' hydroxyde ferrique- les substances organiques, l'humus par exemple
Mais, dans le cas des polluants. L'échange d'ions
est assez limité compte tenu du fait que les molécules sont souvent^des com¬
plexes hydrocarbures (détergents, pesticides ...) ou des anions .(Cl , SO^ ,
NO ~ ). Néanmoins l'échange des ions se présente dans le cas des- cations ra¬
dioactifs.
4 - Précipitation de sel
Un au-tre -phénomène q-ui intervient, dans certains '
cas pour diminuer la teneur du polluant est sa précipitation sous forme de
sel. Cette précipitation peut être due à une variation des conditions phy¬
sico-chimiques du milieu (température, pH , potentiel redox ,..) dans lequel
s'infiltre l'eau polluée. Une fois le polluant précipité, il.- est facilement
retenu par simple filtration dans le milieu poreux traversé.
. 5 _ Rétention capillaire
. Pour qu'un liquide piaj-sse s ' inf.il-trer et pro--
gresser dans un milieu poreux, il faut,, au fur et- à mesure de s.a-. progressioiT.j
qu'il "mouille" le. terrain. Cette partie du liquidie- est en fait-.jetenue dans
les "coins" des pores par adsorption et rétention capillaire.- Ce- pourcentage
de liquide reste ensuite dans ces pores, et forme ce qu'on appelle la "satu¬
ration résiduelle". Celle-ci dépend essentiellement des caractéristiques
mouillantes du liquide polluant (viscosité - tension superficielle), et du
diamètre des pores du milieu poreux.
- 51 -
3 - Echange d'ions
Certaines substances contenues dans les
terrains traversés par l'infiltration des eaux polluées peuvent échanger
leurs ions contre ceux contenus dans ces eaux.
Ces substances sont essentiellement :
- les minéraux argileux
- les minéraux zéolithiques
- 1' hydroxyde ferrique- les substances organiques, l'humus par exemple
Mais, dans le cas des polluants. L'échange d'ions
est assez limité compte tenu du fait que les molécules sont souvent^des com¬
plexes hydrocarbures (détergents, pesticides ...) ou des anions .(Cl , SO^ ,
NO ~ ). Néanmoins l'échange des ions se présente dans le cas des- cations ra¬
dioactifs.
4 - Précipitation de sel
Un au-tre -phénomène q-ui intervient, dans certains '
cas pour diminuer la teneur du polluant est sa précipitation sous forme de
sel. Cette précipitation peut être due à une variation des conditions phy¬
sico-chimiques du milieu (température, pH , potentiel redox ,..) dans lequel
s'infiltre l'eau polluée. Une fois le polluant précipité, il.- est facilement
retenu par simple filtration dans le milieu poreux traversé.
. 5 _ Rétention capillaire
. Pour qu'un liquide piaj-sse s ' inf.il-trer et pro--
gresser dans un milieu poreux, il faut,, au fur et- à mesure de s.a-. progressioiT.j
qu'il "mouille" le. terrain. Cette partie du liquidie- est en fait-.jetenue dans
les "coins" des pores par adsorption et rétention capillaire.- Ce- pourcentage
de liquide reste ensuite dans ces pores, et forme ce qu'on appelle la "satu¬
ration résiduelle". Celle-ci dépend essentiellement des caractéristiques
mouillantes du liquide polluant (viscosité - tension superficielle), et du
diamètre des pores du milieu poreux.
- 52 -
Si, par la suite, le terrain pollué reçoit
une infiltration d'eau non polluée (pluie), la partie retenue par capil¬
larité peut être diluée et, peu à peu, s'éliminer. Il apparaît donc que
cette rétention capillaire pour le polluant dépendra de la teneur en eau
initiale du terrain.. Si le terrain est sec au moment de l'infiltration des
eaux polluées, une grande partie est nécessaire pour mouiller le terrain,
puis s'infiltrer plus loin. Tandis que si le terrain est déjà humide, et
donc si le volume nécessaire pour saturer la retention capillaire est en
place, les eaux polluées s'infiltreront plus rapidement et parviendront
au niveau de la nappe avec moins de pertes.
6 - Dégradation
La dégradation des polluants dans les terrains
est essentiellement due à l'activité biologique des micro-organismes qui
s'y développent. On a donc surtout un phénomène de biodégradation, fonction
pour sa majeure part des conditions d'aération du milieu. Ainsi les milieux
permettant la survivance de bactéries aérobies favoriseront une biodégra¬
dation beaucoup plus grande que les milieux anaérobies.
Les conditions les-" plus favorables se rencon¬
trent donc à la surface du sol et dans les quelques prem.iers décimètres
où la présence de matières organiques (humus) permet à ces micro-organismes
aérobies de se développer. On peut citer par exemple, l'accélération de
l'activité bactérienne lorsqu'un terrain pollué est excavé et stocké en
terril; l'aération du terrain par retournement permet à ces bactéries d'avoir
tout l'oxygëne nécessaire à leur développement.
Des mesures effectuées sur différents sols
montrent que l'on a en surface de 2 à 5.10 bactéfi,es/g de sal, ce chiffre3 .- ^diminuant rapidement à 5.10 à 1 m de profondeur. Si ce sol a été fume,.
la valeur en profondeur change peu tandis qu'en surface, elle peut être
multipliée par 10 ou 50. La couverture végétale a .une action importante
sur la population des niicro-organismes dans les premières diz,aines de cm,
mais là encore les valeurs tendent à s'uniformiser vers 80 cm -- 1 m de
profondeur.
Les bactéries sont souvent trës spécialisées
quant à leur nourriture. De ce fait, si les conditions le permettent, la
présence d'un polluant dégradable par un certain type de bactéries favo¬
risera leur multiplication, et accélérera sa biodégradation.
- 52 -
Si, par la suite, le terrain pollué reçoit
une infiltration d'eau non polluée (pluie), la partie retenue par capil¬
larité peut être diluée et, peu à peu, s'éliminer. Il apparaît donc que
cette rétention capillaire pour le polluant dépendra de la teneur en eau
initiale du terrain.. Si le terrain est sec au moment de l'infiltration des
eaux polluées, une grande partie est nécessaire pour mouiller le terrain,
puis s'infiltrer plus loin. Tandis que si le terrain est déjà humide, et
donc si le volume nécessaire pour saturer la retention capillaire est en
place, les eaux polluées s'infiltreront plus rapidement et parviendront
au niveau de la nappe avec moins de pertes.
6 - Dégradation
La dégradation des polluants dans les terrains
est essentiellement due à l'activité biologique des micro-organismes qui
s'y développent. On a donc surtout un phénomène de biodégradation, fonction
pour sa majeure part des conditions d'aération du milieu. Ainsi les milieux
permettant la survivance de bactéries aérobies favoriseront une biodégra¬
dation beaucoup plus grande que les milieux anaérobies.
Les conditions les-" plus favorables se rencon¬
trent donc à la surface du sol et dans les quelques prem.iers décimètres
où la présence de matières organiques (humus) permet à ces micro-organismes
aérobies de se développer. On peut citer par exemple, l'accélération de
l'activité bactérienne lorsqu'un terrain pollué est excavé et stocké en
terril; l'aération du terrain par retournement permet à ces bactéries d'avoir
tout l'oxygëne nécessaire à leur développement.
Des mesures effectuées sur différents sols
montrent que l'on a en surface de 2 à 5.10 bactéfi,es/g de sal, ce chiffre3 .- ^diminuant rapidement à 5.10 à 1 m de profondeur. Si ce sol a été fume,.
la valeur en profondeur change peu tandis qu'en surface, elle peut être
multipliée par 10 ou 50. La couverture végétale a .une action importante
sur la population des niicro-organismes dans les premières diz,aines de cm,
mais là encore les valeurs tendent à s'uniformiser vers 80 cm -- 1 m de
profondeur.
Les bactéries sont souvent trës spécialisées
quant à leur nourriture. De ce fait, si les conditions le permettent, la
présence d'un polluant dégradable par un certain type de bactéries favo¬
risera leur multiplication, et accélérera sa biodégradation.
- 53 -
Les réactions bactériennes peuvent être consi¬
dérées comme une deshydrogènation:
A H + B ». A -4- B H
Il y a transfert de l'hydrogène du corps. A sur le corps B par activation
bactérienne. On peut ainsi distinguer :
- deshydrogènation par l'oxygëne : oxydation
- " par les nitrates : dénitrif ication
- un. ^gg sulfates : réduction des sulfates
- " " l'anhydride carbonique : fermentation mé-
, thanique.
L'oxydation et la dénitrif ication sont produite!
par des bactéries obligatoirement ou facultativement aérobies (vivant dans
les couches superficielles du sol) qui transforment les matières organiques
en C0 , H 0 et nitrates. Lorsque tout l'oxygène libre est consommé, celui
des ions N0 peut provoquer- des dégradations poussées, et si le potentiel
redox du milieu est encore plus bas, il peut s'effectuer la réduction des
sulfates ou la fermentation méthanique.
Si les molécules des matières organiques
portent quelques groupements --.OH ou - NH , une dégradation- intensive est
possible. "
- 53 -
Les réactions bactériennes peuvent être consi¬
dérées comme une deshydrogènation:
A H + B ». A -4- B H
Il y a transfert de l'hydrogène du corps. A sur le corps B par activation
bactérienne. On peut ainsi distinguer :
- deshydrogènation par l'oxygëne : oxydation
- " par les nitrates : dénitrif ication
- un. ^gg sulfates : réduction des sulfates
- " " l'anhydride carbonique : fermentation mé-
, thanique.
L'oxydation et la dénitrif ication sont produite!
par des bactéries obligatoirement ou facultativement aérobies (vivant dans
les couches superficielles du sol) qui transforment les matières organiques
en C0 , H 0 et nitrates. Lorsque tout l'oxygène libre est consommé, celui
des ions N0 peut provoquer- des dégradations poussées, et si le potentiel
redox du milieu est encore plus bas, il peut s'effectuer la réduction des
sulfates ou la fermentation méthanique.
Si les molécules des matières organiques
portent quelques groupements --.OH ou - NH , une dégradation- intensive est
possible. "
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ANNEXE 2
TRANSFERTS SOUTERR,'\IfiS Bl flILIEU SATURE
(caractéristiques principales).
- 54 -
ANNEXE 2
TRANSFERTS SOUTERR,'\IfiS Bl flILIEU SATURE
(caractéristiques principales).
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Les transferts souterrains de soluté en milieu saturé sont complexes,
mais les nombreuses études entreprises depuis plusieurs années ont permis d'en
préciser quelques caractéristiques principales :
1 - Densité du polluant
Le comportement d'un polluant en milieu saturé, dans la nappe,
dépend de sa densité et de sa miscibilité à l'eau. Mis à part les hydrocar¬
bures, les autres polluants se présentent en solution ou suspension dans l'eau
et sont donc miscibles à l'eau.
Un polluant plus dense que l'eau (salure par exemple) aura
tendance à pénétrer dans la nappe, en même temps que s'effectue sa propagation
dans le sens d'écoulement de celle-ci, sous forme d'une langue, dont la concen¬
tration sera élevée au centre, et auréolée de zones à concentration plus faible;
correspondant à la zone de mélange entre l'eau polluée et l'eau de la nappe.
2 - Dispersion
En s'éloignant du lieu d'injection la masse de substance en
solution dans l'eau se dilue pour occuper "un volume, d'extension croissante et
de concentration corrélativement décroissante. Cette dispersion, du soluté a
plusieurs causes :
- dispersion cinématique .: au cours de l'avanaée du front,
les vitesses varient d'une particule à l'autre et cette
disparité se traduit par un effet de mélange concrétisé
par l'atténuation progressive (dans le temps et l'espace)
du pic de concentration observé au passage du front. Cette
variabilité des vitesses s'explique pour plusieurs raisons :
- 55 -
Les transferts souterrains de soluté en milieu saturé sont complexes,
mais les nombreuses études entreprises depuis plusieurs années ont permis d'en
préciser quelques caractéristiques principales :
1 - Densité du polluant
Le comportement d'un polluant en milieu saturé, dans la nappe,
dépend de sa densité et de sa miscibilité à l'eau. Mis à part les hydrocar¬
bures, les autres polluants se présentent en solution ou suspension dans l'eau
et sont donc miscibles à l'eau.
Un polluant plus dense que l'eau (salure par exemple) aura
tendance à pénétrer dans la nappe, en même temps que s'effectue sa propagation
dans le sens d'écoulement de celle-ci, sous forme d'une langue, dont la concen¬
tration sera élevée au centre, et auréolée de zones à concentration plus faible;
correspondant à la zone de mélange entre l'eau polluée et l'eau de la nappe.
2 - Dispersion
En s'éloignant du lieu d'injection la masse de substance en
solution dans l'eau se dilue pour occuper "un volume, d'extension croissante et
de concentration corrélativement décroissante. Cette dispersion, du soluté a
plusieurs causes :
- dispersion cinématique .: au cours de l'avanaée du front,
les vitesses varient d'une particule à l'autre et cette
disparité se traduit par un effet de mélange concrétisé
par l'atténuation progressive (dans le temps et l'espace)
du pic de concentration observé au passage du front. Cette
variabilité des vitesses s'explique pour plusieurs raisons :
- 56 -
. la vitesse du fluide dans un pore, nulle sur les
parois, est maximale sur l'axe.
. les dimensions variables des pores ont pour consé¬
quence une variation des vitesses d'un pore à l'autre,
ou au sein- d'un même pore.
. les lignes de courant doivent contourner les grains
avec des cheminem.ents plus ou moins longs (tortuosité)
par rapport à la direction de la vitesse moyenne.
. à l'échelle des pores, les lignes de courant fluctuent
dans le temps, même si macroscopiquement le régime
permanent est établi.
. à quoi il faut ajouter les hétérogénéités géologiques
qui, par la présence de strates plus ou moins conduc¬
trices, jouent un rôle très important.
On distingue généralement la dispersion longitudinale
qui cause l'étalement du pic -au sein du. -tube de con--
rant , et la dispersion transversale qui provoque
les échanges latéraux entre ;filets liquides voisins;.
-diffusion moléculaire ; el'.le-se prodLíí't même ea- Cl 'absence de
tout mouvement d'ensemble du fluide et n'est due qu'à son
agitation moléculaire. En nappe alluviale, son rôle est géné¬
ralement négligeable par rapport à la dispersion- cinématique.
3 - Persistance et dégradab'i-lité du pol¬
luant dans la nappe-
Les phénomènes étudié':^-, l-<3r s de l'x'o--
filtration du polluant dans le sous-sol, tels qu' adsorption',', échange d'iuus.
précipitation, dégradation, interviennent .aussi en .milieu saituré, mais ds
façon très atténuée. En effet, d'une part, l'eau de- la nappe s'dsorbée et de
réter.iion capillaire dans le terrain gêne, le contact entre le polluant el:
les particules de terrain, réduisant ainsi 1 ' adsorption et l'échange d'ions ,
d'autre part, le polluant arrivant dans la nappe est très dilué, ce qui
s'oppose à sa précipitation. Enfin l'aération et donc la teneur en oxygène
diziir.-je rapidezier.t dans la nappe en profondeur, de même que la présence de
natières organiques ou de sels nutritifs, ne permettant pas de ce fait la
sur.'ivance ce bactéries aérobies : la dégradation dans la nap.p-e est négli¬
geable par rapport à celle subie lors de .1 inf iltration dans la zone non
saturée.
- 56 -
. la vitesse du fluide dans un pore, nulle sur les
parois, est maximale sur l'axe.
. les dimensions variables des pores ont pour consé¬
quence une variation des vitesses d'un pore à l'autre,
ou au sein- d'un même pore.
. les lignes de courant doivent contourner les grains
avec des cheminem.ents plus ou moins longs (tortuosité)
par rapport à la direction de la vitesse moyenne.
. à l'échelle des pores, les lignes de courant fluctuent
dans le temps, même si macroscopiquement le régime
permanent est établi.
. à quoi il faut ajouter les hétérogénéités géologiques
qui, par la présence de strates plus ou moins conduc¬
trices, jouent un rôle très important.
On distingue généralement la dispersion longitudinale
qui cause l'étalement du pic -au sein du. -tube de con--
rant , et la dispersion transversale qui provoque
les échanges latéraux entre ;filets liquides voisins;.
-diffusion moléculaire ; el'.le-se prodLíí't même ea- Cl 'absence de
tout mouvement d'ensemble du fluide et n'est due qu'à son
agitation moléculaire. En nappe alluviale, son rôle est géné¬
ralement négligeable par rapport à la dispersion- cinématique.
3 - Persistance et dégradab'i-lité du pol¬
luant dans la nappe-
Les phénomènes étudié':^-, l-<3r s de l'x'o--
filtration du polluant dans le sous-sol, tels qu' adsorption',', échange d'iuus.
précipitation, dégradation, interviennent .aussi en .milieu saituré, mais ds
façon très atténuée. En effet, d'une part, l'eau de- la nappe s'dsorbée et de
réter.iion capillaire dans le terrain gêne, le contact entre le polluant el:
les particules de terrain, réduisant ainsi 1 ' adsorption et l'échange d'ions ,
d'autre part, le polluant arrivant dans la nappe est très dilué, ce qui
s'oppose à sa précipitation. Enfin l'aération et donc la teneur en oxygène
diziir.-je rapidezier.t dans la nappe en profondeur, de même que la présence de
natières organiques ou de sels nutritifs, ne permettant pas de ce fait la
sur.'ivance ce bactéries aérobies : la dégradation dans la nap.p-e est négli¬
geable par rapport à celle subie lors de .1 inf iltration dans la zone non
saturée.
- 57
Donc, la diminution des concentrations dans
la nappe est due essentiellement à la dilution par dispersion, d'où l'intérêt
primordial de l'étude de ce phénomène, appliquée à la pollution de nappes.
Une étude réalisée au cours de ces dernières
années (1) a conduit, entre autres, à l'analyse de la propagation d'un nuage
de traceur dans une nappe à écoulement uniforme. Les résultats obtenus per¬
mettent de calculer la concentration maximale qui sera atteinte en tout point
de l'aquifère, à l'aval hydraulique d'une injection, que celle-'ci soit ins¬
tantanée ou continue :
¿^ - Injection instantanée en éco.ulj&i'îent uniforme
injection ¡nitiole
Ec ou lement bidimensionnel, migrotion de )a tache de traceur oprès. uoe injection brève
m/ü)L -.-- .
^-nhai_ '^'^L°T
avec t' Rmax
- ^- . exp
"t 'Rmax
/4 -f xr^ ^ yp^ - :
xR^ > y'k
4 t.-'
.2 . ...2
avecca- :
m :
CJ :h :
°Laj,:
Xr ;
Vr :
x,y s
concentration maximale, atteinte au point de coordonnées (x,v)masse de solute injectée '^ \ »7/
porosité cinématiqueépaisseur de l'aquifèredispersivité longitudinaledispersivité transversaleabscisse réduite du point de mesure : Xr = x/clordonnée réduite du point de mesure :' yR = y/ /ajja-j- .
coordonnées dans le système orthogonal centré sur' le poi'nt-.d" inj ectionet d'axe Ox parallèle au vecteur vitesse.
(1) - "Contribution à l'identification des par£imëtres de dispersion dans letaquifëres par interprétation des expériences de traçage". RapportB.R.G.M. 77 SGN 515 HYD - Thèse de J.P. SAUTY.
- 57
Donc, la diminution des concentrations dans
la nappe est due essentiellement à la dilution par dispersion, d'où l'intérêt
primordial de l'étude de ce phénomène, appliquée à la pollution de nappes.
Une étude réalisée au cours de ces dernières
années (1) a conduit, entre autres, à l'analyse de la propagation d'un nuage
de traceur dans une nappe à écoulement uniforme. Les résultats obtenus per¬
mettent de calculer la concentration maximale qui sera atteinte en tout point
de l'aquifère, à l'aval hydraulique d'une injection, que celle-'ci soit ins¬
tantanée ou continue :
¿^ - Injection instantanée en éco.ulj&i'îent uniforme
injection ¡nitiole
Ec ou lement bidimensionnel, migrotion de )a tache de traceur oprès. uoe injection brève
m/ü)L -.-- .
^-nhai_ '^'^L°T
avec t' Rmax
- ^- . exp
"t 'Rmax
/4 -f xr^ ^ yp^ - :
xR^ > y'k
4 t.-'
.2 . ...2
avecca- :
m :
CJ :h :
°Laj,:
Xr ;
Vr :
x,y s
concentration maximale, atteinte au point de coordonnées (x,v)masse de solute injectée '^ \ »7/
porosité cinématiqueépaisseur de l'aquifèredispersivité longitudinaledispersivité transversaleabscisse réduite du point de mesure : Xr = x/clordonnée réduite du point de mesure :' yR = y/ /ajja-j- .
coordonnées dans le système orthogonal centré sur' le poi'nt-.d" inj ectionet d'axe Ox parallèle au vecteur vitesse.
(1) - "Contribution à l'identification des par£imëtres de dispersion dans letaquifëres par interprétation des expériences de traçage". RapportB.R.G.M. 77 SGN 515 HYD - Thèse de J.P. SAUTY.
58 -
5 - Injection continue en écoulement uniforme
,' A
Injectioncontinue
Pour chaque point (x,y), on obtient la concentration maximale
obtenue à stabilisation, et qui constitue l'asymptote à la courbe de resti¬
tution :
^r f^R'^R^- = ^^Prxf^,
. Ko2 _i 2 '^r' ^ ^-^
J
avec les mêmes variables réduites Xr^ et y que pour l'injecti.on instantanéeet :
- ---- ^^ ¿nojfj. « L 1^.'r = "côr^" "'"^
Q : débit de soluté injecté à la concentration Co, par unité
d'épaisseur, aquifëre.
fl : vitesse effective (ou vitesse moyenne de pore)
Ko: fonction de BESSEL modifiée de seconde 'espèce et d'ordre 0.
(on peut utiliser sans grand dommage ; l^approxima.îiiQn suivanteexp (A). Ko (A) # -^- )
fk
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5 - Injection continue en écoulement uniforme
,' A
Injectioncontinue
Pour chaque point (x,y), on obtient la concentration maximale
obtenue à stabilisation, et qui constitue l'asymptote à la courbe de resti¬
tution :
^r f^R'^R^- = ^^Prxf^,
. Ko2 _i 2 '^r' ^ ^-^
J
avec les mêmes variables réduites Xr^ et y que pour l'injecti.on instantanéeet :
- ---- ^^ ¿nojfj. « L 1^.'r = "côr^" "'"^
Q : débit de soluté injecté à la concentration Co, par unité
d'épaisseur, aquifëre.
fl : vitesse effective (ou vitesse moyenne de pore)
Ko: fonction de BESSEL modifiée de seconde 'espèce et d'ordre 0.
(on peut utiliser sans grand dommage ; l^approxima.îiiQn suivanteexp (A). Ko (A) # -^- )