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LES PRATIQUES DE GESTION OPTIMALES DES EAUX PLUVIALES LES PRATIQUES DE GESTION

LES PRATIQUES DE GESTION OPTIMALES DES EAUX PLUVIALES LES PRATIQUES DE GESTION OPTIMALES DES EAUX PLUVIALES CHAPITRE 11-1 CHAPITRE 11 Une autre classification regroupe les différentes tech- niques selon certaines grandes catégories, en fonction des caractéristiques générales de ces techniques. Cette ap- proche est retenue par plusieurs guides nord-américains (EPA, 2004; Maryland, 2000; CWP, 2002; MOE, 2003; Jaska, 2000). Le tableau 11.1 présente cette classification, sous sa forme la plus répandue. Une autre approche permettant d’évaluer et de qua- lifier chaque technique consiste à examiner quels sont les processus en jeu (physiques, chimiques et biologiques) par lesquels dans chaque cas s’effectuent le contrôle et le traitement des eaux pluviales. Les connaissances pour cet aspect évoluent encore mais, dans le contexte où on utilise un principe de filière de traitement pour la gestion qua- litative, il devient essentiel de mieux connaître comment chaque type de PGO peut contribuer au traitement et selon quels principaux mécanismes. On peut tout d’abord faire une distinction de base entre les particules solides et cel- les qui sont solubles. La limite se situe quelque part entre le diamètre équivalent de l’ordre de 0,4 micron (pouvant être associé à de l’argile) (UDFCD, 2005). Dans plusieurs cas, divers polluants (comme les métaux) deviennent ad- sorbés ou attachés aux matières en suspension (MES), ce qui explique pourquoi les MES sont souvent utilisées comme un des indicateurs globaux permettant de quali- fier le niveau de traitement des eaux pluviales. Les principaux mécanismes à l’œuvre dans les PGO classiques sont la décantation (souvent le principal pro- cessus pour plusieurs PGO), la filtration, l’infiltration, l’assimilation biologique par les plantes et la rétention à travers la végétation (par exemple par le gazon dans une bande filtrante). Le tableau 11.2 fournit un résumé des 11.1 Introduction 11.1.1 Généralités Définir quelles sont les pratiques de gestion optimales (PGO) les plus appropriées pour différentes situations peut devenir dans certains cas difficile puisqu’il existe plusieurs techniques dont il faut pouvoir reconnaître les avantages et désavantages. Les critères à considérer pour faire le choix le mieux adapté pour un site en particulier sont discutés plus en profondeur au chapitre 14 mais on peut ici reconnaître que ce choix sera influencé notam- ment par les différentes contraintes physiques, la source de pollution et le pourcentage d’enlèvement de polluant visé, le type de plan ou de cours d’eau récepteur ainsi que les objectifs en matière de contrôles divers et de protec- tion contre les inondations. Il existe plusieurs types de classification pour les dif- férentes PGO. Une première classification, probablement celle qui est la plus générale, est de regrouper les techni- ques selon qu’elles sont non structurales ou structurales. Le premier groupe de techniques inclut les approches qui n’impliquent pas la mise en place d’ouvrages mais plutôt la prise en compte de l’aménagement du territoire, l’utilisa- tion de nouvelles techniques de pratiques de gestion pour l’entretien (ou la modification de certaines pratiques exis- tantes) et la réglementation, de façon à pouvoir effectuer un contrôle préventif. Cet aspect est discuté à la section 11.2 et ces techniques, souvent sous-estimées, pourront avoir un impact non négligeable à l’échelle d’un bas- sin versant pour différents aspects. Les techniques dites structurales, qui font l’objet des sections 11.3 et suivantes de ce chapitre, sont celles qui nécessitent la construction d’ouvrages de contrôle pour les réseaux de drainage. LES PRATIQUES DE GESTION OPTIMALES DES EAUX PLUVIALES CHAPITRE 11-2 Tableau 11.1 Classification des PGO par groupe (adapté de EPA, 2004 et de CWP, 2002). Groupe PGO Description Bassins de rétention Bassin sec Un bassin sec est conçu pour recevoir en temps de pluie les eaux de ruissellement pour certaines gammes de débits; règle générale, il se vide sur une période relativement courte et demeure sec lorsqu’il n’y a pas de précipitation. Bassin sec avec retenue prolongée La retenue des eaux pour les événements fréquents (contrôle qualitatif) peut être prolongée (entre 24 et 48 heures) puisqu’il a été démontré que le traitement pouvait ainsi être amélioré. Bassin avec retenue permanente Bassin qui maintient une retenue permanente d’eau et qui effectue les différents contrôles avec une augmentation temporaire de la retenue lors de précipitations. Globalement, il a été démontré que ce type de bassin permettait d’avoir un meilleur rendement pour le contrôle qualitatif qu’un bassin sec. Marais artificiels Marais peu profond Marais qui effectue un contrôle qualitatif avec différentes cellules de faibles profondeurs. Marais avec retenue prolongée Marais qui effectue un contrôle qualitatif accentué avec une retenue prolongée des eaux de ruissellement. Système hybride bassin/marais Système où un bassin avec une retenue permanente est implanté en amont du marais artificiel. Systèmes avec végétation Fossé engazonné sec Fossé ou dépression conçu pour retenir temporairement les eaux et promouvoir l’infiltration dans le sol. Fossé engazonné avec retenue permanente Fossé ou dépression avec retenue permanente et végétation spécifique (marais) conçu pour retenir temporairement les eaux et promouvoir l’infiltration dans le sol. Fossé engazonné avec biofiltration Fossé ou dépression conçu pour retenir temporairement les eaux et promouvoir l’infiltration dans le sol, avec la mise en place de matériaux et de végétation favorisant une biofiltration. Bande de végétation filtrante (avec ou sans biofiltration) Surfaces gazonnées avec des pentes et des dimensions appropriées, conçues pour traiter un écoulement de surface en nappe et éliminer certains polluants par filtration et infiltration. Systèmes avec infiltration Bassin d’infiltration Dépression de surface qui permet de stocker le ruissellement pour favoriser par la suite l’infiltration, partielle ou totale, dans le sol. Tranchée d’infiltration Pratique par laquelle les eaux de ruissellement sont traitées dans les vides d’un volume de pierre nette ou à l’intérieur d’une chambre avant d’être infiltrées en tout ou en partie. Pavé ou pavage poreux L’utilisation de pavé en béton poreux ou d’asphalte poreux permet l’infiltration d’une certaine partie du ruissellement. Systèmes de filtration Filtre à sable de surface Pratiques de filtration qui traitent les eaux de ruissellement en décantant les particules de plus grandes dimensions dans une chambre à sédiments, et qui filtrent ensuite à travers un filtre à sable. Filtre à sable souterrain Pratiques de filtration qui traitent en réseaux les eaux de ruissellement en décantant les particules de plus grandes dimensions dans une chambre à sédiments, et qui filtrent ensuite à travers un filtre à sable. Filtre à sable en périphérie Filtre qui comprend une chambre à sédiment peu profonde et un lit de filtre à sable en parallèle. Peut être utilisé en périphérie des stationnements. Autres techniques Mécanismes hydrodynamiques à vortex Différents équipements permettant la séparation des matières en suspension par un processus hydrodynamique qui crée un vortex. Plusieurs modèles commerciaux existent. Séparateurs d’huile, graisse et sédiments Différents équipements permettant l’enlèvement d’un certain pourcentage de polluants par la capture des débris et une décantation par gravité. LES PRATIQUES DE GESTION OPTIMALES DES EAUX PLUVIALES CHAPITRE 11-3 Tableau 11.2 Processus de traitement pour différentes techniques (adapté de Minton, 2005). Pratiques de gestion Processus impliqués Physique Chimique Biologique Bassin sec Décantation Bassin avec retenue permanente Décantation Flottation Sorption au sol Précipitation dans l’eau Assimilation biologique et sorption par des algues Marais artificiel Décantation Flottation Sorption au sol Précipitation dans l’eau Transformation par les bactéries Assimilation par les plantes Fossé engazonné et bande filtrante Décantation Filtration Sorption au sol Assimilation par la végétation Systèmes avec infiltration (bassin, tranchée, pavé poreux) Décantation Filtration Sorption au sol Précipitation Transformation ou enlèvement par les bactéries Mécanismes hydrodynamiques à vortex Décantation Flottation Séparateurs d’huile, graisse et sédiments Flottation Décantation Note : Les processus en italique représentent les processus majeurs dans chaque cas. Tableau 11.3 Processus de traitement pour différents types de polluants (adapté de EPA, 2004). Catégories de polluants Pratiques de gestion et mécanismes d’enlèvement des polluants Bassin Marais Biofiltre Infiltration Filtre à sable Métaux lourds Sorption Décantation Sorption Décantation Phytoremediation Sorption Filtration Sorption Filtration Phytoremediation Décantation Sorption Filtration Polluants organiques toxiques Sorption Bio-dégradation Décantation Phytovolatisation Sorption Bio-dégradation Décantation Phytovolatisation Sorption Filtration Sorption Filtration Décantation Phytovolatisation Sorption Filtration Nutriments Bio-assimilation Bioassimilation Phytoremediation Sorption Sorption Bioassimilation Phytoremediation Sorption Matières en suspension Décantation Filtration Sorption Décantation Sorption Filtration Sorption Filtration Décantation Filtration Huile et graisse Sorption Décantation Sorption Décantation Sorption Sorption Décantation Sorption Éléments pathogènes Décantation UV irradiation UV irradiation (soleil) Sédimentation Coagulation Oxydation Filtration Filtration Décantation Filtration Prédation LES PRATIQUES DE GESTION OPTIMALES DES EAUX PLUVIALES CHAPITRE 11-4 principaux mécanismes et décrit comment ils s’appli- quent aux PGO classiques; le tableau 11.3 donne quant à lui une liste des différentes catégories de polluants et les processus dans les différentes techniques qui permettent le traitement de chaque catégorie. Les différents objectifs de gestion des eaux pluviales peuvent également être utilisés pour classer et évaluer les mécanismes de contrôle. Ces objectifs comprennent la réduction du volume de ruissellement, la réduction des débits de pointe ainsi que le contrôle de la qualité des eaux rejetées. La réduction du volume de ruissellement, qui historiquement ne faisait pas partie des préoccupations pour la gestion des eaux pluviales, est maintenant recon- nue comme un élément très important pour atteindre les différents objectifs. Les données compilées par Schueler (2008) et qui étaient résumées au tableau 8.19 du chapitre 8 uploads/Management/ chap-11.pdf