Conception d'un jardin de pluie: théorie et étude de cas

La gestion des eaux pluviales en milieu urbain peut entrainer des dégradations sur l'environnement. L'infiltration de la pluie vers la nappe phréatique est limitée par les surfaces imperméables, par conséquent les volumes de ruissellement augmentent fortement à l'exutoire. En parallèle, le parc automobile entraine une pollution des eaux de ruissellement. Autant des huiles et des graisses que des métaux lourds et des sels de déglaçage lors de l'entretien hivernal sont présents dans les eaux de ruissellement. Ce mémoire se concentre sur la gestion des eaux pluviales à la source. Ce domaine a rapidement évolué au cours des dernières années. Au Québec, des mesures de rétention à la source sont mises en place par la réglementation municipale. Aux États-Unis, des pratiques de gestion optimale (Best Management Practices) sont utilisées pour réduire les débits de pointe, réalimenter la nappe phréatique et traiter les polluants. La biorétention est un ouvrage végétalisé implantée en contrebas d'une surface pavée et qui par filtration verticale permet de répondre à ces trois objectifs. Le Québec compte peu ou pas d'exemples de biorétention pour la gestion des eaux de ruissellement à la source. Les articles publiés en Norvège semblent néanmoins montrer que la biorétention pourrait s'adapter à un climat froid. En premier lieu, les stratégies de drainage et rétention décrites dans la réglementation de Saint-Hubert sont résumées sous forme de procédure de dimensionnement. Un exemple est réalisé sur un site. Le drainage est réalisé avec des puisards et des conduites souterraines, tandis que la rétention est réalisée avec une accumulation sur le pavage par-dessus les puisards, dans un bassin de rétention sec et dans des conduites surdimensionnées. En parallèle, les procédures de dimensionnement décrites dans le manuel de Prince Georges University sont détaillées et un exemple est réalisé sur le même site. Les deux pratiques : conventionnel et biorétention sont par la suite comparées. Le coût d'investissement de la biorétention est environ 2,5 fois moins cher que le système conventionnel. En contrepartie, les coûts d'entretien de la biorétention sont plus importants. On peut prévoir que la biorétention va réduire les volumes de pluie annuels à l'exutoire et traiter les polluants. Finalement, un suivi expérimental serait requis sur le projet pilote pour confirmer si la biorétention répond aux objectifs visés et pour analyser sa longévité. Un protocole d'essai est décrit dans le dernier chapitre.

Abstract

Management of stormwater in an urban environment can have harmful effects on the environment. The infiltration of rainfall towards groundwater is limited by impermeable surfaces, leading to increased volumes of runoff water discharged into lakes and streams. In parallel, car traffic causes pollution of city surfaces which in turn adds to the pollutant load of stormwater. Oils, grease and ice-melting salts are highly concentrated in urban stormwater flows. This thesis focuses on the management of stormwater at the source. This field of study has evolved rapidly over the last few years. In Quebec, techniques of source retention of stormwater are mandated by municipal regulations. In the United States, Best Management Practices are used to reduce the peak outflows, recharge groundwater and treat pollutants. Bioretention areas are vegetated trenches established to receive the stormwater runoff of a paved surface. These structures make it possible to meet these three aims (retention, infiltration, and treatment) by a system of vertical filtration and infiltration. Quebec boasts very few examples of bioretention use for the management of stormwater at the source. Articles published in Norway seem nevertheless to show that bioretention can perform well in a cold climate. Strategies for drainage and retention described in the regulation of Saint-Hubert are summarized in the form of dimensioning procedures. An example is carried out on a sample site. The project's drainage is carried out with catch basins and underground conduits, while retention is provided through the accumulation of water on the pavement over the catch basins, a dry retention tank and oversized conduits. In parallel, the dimensioning procedures described in the Prince Georges University handbook are detailed and an example is carried out on the same site. Two practices: conventional and biorétention, are compared thereafter. The capital cost of the bioretention network is approximately 2,5 times less expensive than the conventional system. On the other hand, the maintenance costs of the bioretention installation are more significant. One can predict that the bioretention installation will reduce annual volumes of rain to the discharge system and treat pollutants. Experimental monitoring would be necessary on the pilot project to confirm if the bioretention fulfills its intended functions and to analyze its longevity. A testing protocol is described in the final chapter.