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Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : Cas de la ville de

Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : Cas de la ville de Casablanca FST-Fès 1 Année Universitaire : 2011-2012 Master Sciences et Techniques : Hydrologie de Surface et Qualité des Eaux MEMOIRE DE FIN D’ETUDES Pour l’Obtention du Diplôme de Master Sciences et Techniques Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement Cas de la ville de Casablanca Présenté par: M. Younes KHDAYCHI Encadré par: M. Said ASSANFE, Bureau d’Etudes Techniques NOVEC, Rabat M. Lahcen BENAABIDATE, Professeur à la Faculté des Sciences et Techniques, Fès Soutenu Le 20 Juin 2012 devant le jury composé de: - Pr. A. Lahrach - Pr. L. Benaabidate - Pr. A. Fekri - Pr. A. Chaouni Stage effectué à : NOVEC, Rabat Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : Cas de la ville de Casablanca FST-Fès 2 Mémoire de fin d’études pour l’obtention du Diplôme de Master Sciences et Techniques Nom et prénom: KHDAYCHI Younes Année Universitaire : 2011/2012 Titre: Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : cas de la ville de Casablanca Résumé Le développement de l’urbanisation n’a pas été sans conséquences sur le cycle de l’eau : augmentation des écoulements due à l’imperméabilisation, accélération des écoulements avec la création du chemin préférentiel dû à l’artificialisation des hydrosystèmes, création d’obstacles à l’écoulement… Ces phénomènes peuvent en saturant le réseau être la cause d’inondations ou de déversement d’eaux usées dans le milieu naturel. Ils participent aussi lorsque les réseaux sont unitaires aux disfonctionnements des systèmes d’épuration L’assainissement par réseau a montré ses limites. Depuis les années 70, de nombreuses techniques, dites alternatives ou compensatoires, susceptibles de compléter, voire de se substituer complètement au système par réseau, ont été imaginées. Toutes reposent sur la même stratégie : essayer de se rapprocher le plus possible du cycle naturel de l’eau, c'est-à-dire continuer à utiliser au mieux les cheminements que prenait l’eau avant l’urbanisation. Les principes de base de ces solutions nouvelles peuvent ainsi se résumer en une seule phrase : retarder le transfert de l’eau vers les exutoires de surface et accélérer son évacuation vers les exutoires souterrains. Ces systèmes ont été mis en place et testés dans différents pays depuis plusieurs dizaines d’années pour les plus anciens : chaussées à structures réservoirs avec ou sans revêtements poreux, bassins de retenue, puits d’infiltration, tranchées drainantes, stockage en toiture, etc. Toutes ces expériences ont montré que ce type de technique permettait de réduire très significativement les pointes de débit ainsi que les masses de polluants déversées. Elles ont également mis en évidence le fait que l’emploi de technologies alternatives aux réseaux d’assainissement pluvial n’augmente pas les coûts de viabilisation à l’échelle de la zone équipée, et que leur utilisation contribue à diminuer de façon très sensible les coûts en équipements structurants d’assainissement. Ces techniques innovantes, même si elles ne sont pas toutes nouvelles, représentent donc une alternative extrêmement efficace et pertinente à l’assainissement traditionnel par réseau. Par ailleurs, elles peuvent constituer l’occasion ou le moyen de développer de nouveaux espaces « naturels » en ville. Mots clés: urbanisation, cycle de l’eau, réseau d’assainissement, techniques alternatives ou compensatoires. Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : Cas de la ville de Casablanca FST-Fès 3 Table des matières Introduction………………………………………………………………………………. 1 Chapitre préliminaire : présentation de l’organisme d’accueil…………………… 3 I- Présentation……………………………………………………………………… 3 II- Domaines d’intervention………………………………………………………… 6 III- Moyens humains & matériels………………………………………….………. 9 Première partie : les eaux de ruissellement et leurs caractéristiques Chapitre I : Impacts du ruissellement et justifications………………………...…… 18 I. Impact général du développement urbain sur le ruissellement………..…….. 18 II. Impacts quantitatifs…………………………………...………………………….. 24 III. Impacts qualitatifs……………………………………………………………….. 28 IV. Impacts sur la morphologie et l’écologie des cours d’eau………………….. 35 V. Impacts appréhendés des changements climatiques sur le drainage urbain…………………………………………………………………………………. 38 Chapitre II : Evaluation quantitative du ruissellement : Aspects hydrologiques............................................................................................................ 41 I. Analyse du ruissellement urbain………………………………………………… 41 II. Les processus de ruissellement et d’écoulement des eaux pluviales……………………………………………..……………………………….. 42 III. Précipitation……………………………………………………………………… 44 IV. Pertes…………………………………………………………………………….. 50 V. COURBES IDF…………………………………………………………………... 51 VI. Les pluies de projet……………………………………………………………... 55 VII. Méthode rationnelle pour l’estimation des débits de ruissellement et des hydrogrammes……………………………….……………………………………… 62 VIII. Écoulement souterrain………………………………………………………… 69 Deuxième partie : Nouvelles optiques de gestion des eaux pluviales Chapitre I : Développement du territoire et pratiques de gestion des eaux pluviales…………………………………………………………………………...……….. 72 I. Principes d’aménagement…………………………...………………………….. 72 II. Les pratiques de gestion optimales des eaux pluviales……………………... 77 Chapitre II : Bassins de rétention………………………………………………………. 103 I. Définitions et principe de fonctionnement……………………………………... 103 II. Dimensionnement……………………………………………………………….. 106 III. Conception………………………………………….……………………………. 109 Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : Cas de la ville de Casablanca FST-Fès 4 IV. Entretien…………………………………………………………………………. 112 V. Les bassins de rétention : Fiche technique ……………………………….…. 112 Chapitre III : Conception et dimensionnement d’un bassin de rétention des eaux pluviales - Cas de la ville de Casablanca………………………………………... 128 I- Données de base……………………………………...…………………………………. 128 II. Conception et dimensionnement du réseau des eaux pluviales…………………... 130 III. Conception et dimensionnement du bassin de rétention………...………….……... 133 IV. Implantation et calage des bassins de rétention……………….…………...………. 139 V. Réalisation du projet………………………………………………………..………….. 140 VI. Estimation du coût du projet…………………………………………….………...…... 146 Conclusion…………………………………………………………………………………… 147 Introduction L’urbanisation massive et male maîtrisée est un facteur majeur de la genèse des inondations, puisque d’une part s’opposant totalement à l’infiltration, elle entraîne obligatoirement le ruissellement de la totalité des eaux reçues et, d’autre part en réorganisant les écoulements par le biais de l’assainissement, elle peut modifier les phénomènes liés à la propagation des eaux. Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : Cas de la ville de Casablanca FST-Fès 5 L’importance des écoulements d’eaux pluviales et leurs impacts sur l’environnement sont directement reliés aux surfaces imperméabilisées ou drainées. Ainsi, lorsque la situation le justifie et afin de ne pas aggraver la situation existante relative à l’écoulement naturel, pour toute nouvelle construction ou tout nouvel aménagement engendrant une imperméabilisation, il est préconisé une limitation et/ou une régulation des eaux pluviales issues du ruissellement. Celle-ci peut être envisagée par différentes techniques dont l’objet est de compenser les effets négatifs de l’imperméabilisation. En outre, par contact avec l’air et par phénomène de lessivage des sols et des surfaces (toits, chaussées …), l’eau de pluie peut se charger en éléments polluants. Ainsi, dans le cas ou la contamination des eaux de pluie est avérée ou très probable, il est souhaitable de les traiter avant de les restituer au milieu naturel. Pour limiter les impacts de ces événements, il a fallu trouver des moyens pour gérer au mieux les eaux pluviales ; comme d'une part on ne peut pas empêcher la pluie de tomber et que d'autre part, il est difficile de faire revenir l'urbanisation en arrière ou de la stopper, on s'est reposé sur des ouvrages qui permettraient de retenir une partie des eaux. C'est donc la raison pour laquelle se sont développés tous les types de bassins de rétention d'eau pluviale ; leur but est de ne laisser passer qu'un faible débit sur une durée plus importante. Pour cela, il est nécessaire de stocker l'excédent d'eau qui ruisselle sur le terrain en question. Le présent rapport a pour objectif principal de présenter les différentes approches et techniques permettant de minimiser les impacts hydrologiques pouvant être associés au développement urbain. Les approches à préconiser étant souvent spécifiques à chaque site, ces pratiques de gestion optimales (PGO), et leur cadre d’application doivent être en principe adaptés à chaque situation. Afin de traiter ce sujet de « gestion des eaux pluviales dans les projets d'aménagement », ce rapport est divisé en deux parties, la première s'intéressera à l’évaluation des impacts que peuvent provoquer les eaux de ruissellement ainsi qu’une évaluation quantitative du phénomène. Ensuite, il sera question dans la deuxième partie de la définition et de l'exploitation des nouvelles approches de gestion des eaux pluviales dans le but d'adapter au mieux la conception et le dimensionnement des ouvrages d’assainissement. Gestion des eaux pluviales dans les projets d’aménagement : Cas de la ville de Casablanca FST-Fès 6 Chapitre préliminaire : présentation de l’organisme d’accueil NOVEC est le fruit de la fusion entre les sociétés Ingema et Scet-Scom, dont CDG Développement est l’actionnaire de référence. NOVEC regroupe désormais les activités des deux bureaux d’étude, dont il convient de rappeler les plus importantes : Scet-Scom (fondée en 1958) : Bâtiment, Aménagements urbains, Agriculture et développement rural, Alimentation en eau et Assainissement. Ingéma (fondée en 1973) : Grandes infrastructures (Barrages, Autoroutes, Ouvrages d'art, Ports, Tunnels), Ressources en eau, Energie et Environnement. NOVEC emploie près de 600 collaborateurs, intervient dans des domaines d’activité variés et dispose de nombreuses implantations régionales. Ainsi, NOVEC, dont le siège social est à Rabat, est également présente à l'échelle régionale à travers ses agences. Elle opère également à l'international, où elle est appelée à devenir l'un des bureaux de référence, notamment en Afrique et au Moyen- Orient. A travers la création de NOVEC, CDG Développement ambitionne de doter le pays d'une ingénierie d'excellence, offrant des services de haut niveau dans les métiers en rapport avec le développement territorial durable, tant à l'intérieur du Royaume qu'à l'international. I- Présentation 1 -Renseignements généraux -Raison sociale : NOVEC - Forme juridique : uploads/Ingenierie_Lourd/ gestion-des-eaux-pluviales-dan-khdaychi-younes-33-pdf 1 .pdf