Systèmes de drainage des eaux pluviales : Choisir la bonne solution pour votre site

Tout projet de développement nécessite un plan de gestion des eaux de pluie une fois qu'elles ont atteint le sol. Les système de drainage choisi déterminera si votre site restera fiable pendant des années ou s'il nécessitera des réparations fréquentes.

Ce guide présente les principaux types de systèmes de drainage des eaux pluviales, leurs utilisations et la manière de les adapter aux besoins de votre site. Nous commencerons par expliquer le fonctionnement de ces systèmes, puis nous comparerons les différentes options.

Ce que fait réellement un système de drainage des eaux pluviales

Un système de drainage des eaux pluviales remplit trois fonctions :

Collection signifie recueillir les eaux de ruissellement provenant de surfaces dures telles que les toits, les parkings et les routes avant qu'elles ne causent des inondations ou de l'érosion.

Transport consiste à acheminer l'eau par des tuyaux, des canaux ou des systèmes souterrains vers un point de rejet ou une zone de stockage.

Gestion consiste à contrôler les débits, à éliminer les polluants et à libérer l'eau lentement ou à la laisser s'infiltrer dans le sol.

Le choix du bon système dépend des règles locales, des conditions du site et des coûts du projet. Il est important de connaître les principaux types de systèmes de drainage et de savoir quand les utiliser. Par exemple, un entrepôt au Texas nécessitera une installation différente de celle d'un projet à usage mixte à Portland.

Types de systèmes de drainage des eaux pluviales

Drainage de surface

Les systèmes de surface transportent l'eau sur le sol jusqu'à des endroits où elle peut être recueillie.

Ruisseaux et canaux sont des zones peu profondes, plantées ou bordées, qui guident l'eau. Elles conviennent bien aux sites de grande taille disposant de suffisamment d'espace. Les coûts varient généralement entre $15 et $40 par pied, en fonction des matériaux et du nivellement nécessaires.

Écoulement en nappe vers les bassins de rétention laisse les eaux de ruissellement s'étaler sur les espaces paysagers avant qu'elles ne s'accumulent dans un étang. Cette approche nécessite généralement 2 à 5 % de la superficie du bassin versant.

Le drainage de surface fonctionne mieux sur les sites ruraux ou suburbains où il y a suffisamment de terrain et où il n'y a pas de règles strictes concernant la réduction du volume des eaux de ruissellement.

Réseaux de canalisations

Les réseaux de canalisations classiques collectent l'eau par le biais de drains et l'acheminent sous terre jusqu'à un point d'évacuation.

Conduite en béton armé (RCP) supporte des charges lourdes et des diamètres importants. Les coûts d'installation des tuyaux de 24 pouces de diamètre varient généralement entre $80 et $150 par pied linéaire, avec des coûts plus élevés pour les tailles plus importantes.

Tuyau métallique ondulé (CMP) est moins coûteux, mais sa durée de vie est plus courte dans les sols corrosifs. Les coûts d'installation varient généralement entre $40 et $80 par pied linéaire.

Tuyaux en PEHD et en PVC résistent à la corrosion et sont d'un prix modéré. Le PEHD peut fléchir avec les mouvements du sol, tandis que le PVC est plus rigide.

Les réseaux de canalisations permettent de déplacer l'eau, mais ne la stockent pas et ne la traitent pas. Si vous disposez de peu d'espace en surface, les systèmes de rétention souterrains peuvent être un meilleur choix.

Systèmes de rétention souterrains

Si l'espace en surface est restreint ou coûteux, les systèmes de rétention souterrains stockent les eaux de ruissellement dans le sol et les libèrent lentement.

Voûtes en béton sont des structures coulées sur place ou préfabriquées. Elles sont durables mais coûteuses, de $20 à $35 par pied cube de stockage, et sont plus lentes à installer. Le béton convient lorsque les charges de véhicules doivent être supportées directement au-dessus de la structure, sans couverture de remblai.

Chambres en métal ondulé s'emboîtent les uns dans les autres pour créer de grands volumes de stockage. L'installation est plus rapide qu'avec le béton, mais la forme en arche réduit l'efficacité du stockage, avec des taux de vide généralement compris entre 85 et 90 %. Les systèmes de chambres coûtent de $12 à $20 par pied cube installé.

Systèmes modulaires géocellulaires utilisent des modules de plastique empilés enveloppés dans un géotextile ou une géomembrane. Le taux de vide peut atteindre 95 %, ce qui permet de stocker davantage par pied cube d'excavation. Les coûts d'installation varient de $8 à $15 par pied cube, en fonction de la profondeur et des exigences de charge.

Voir notre comparaison détaillée des coûts des systèmes de détention souterrains. Ensuite, nous examinerons les systèmes qui mettent l'accent sur l'infiltration plutôt que sur la rétention.

Systèmes d'infiltration

Si le sol s'y prête, les systèmes d'infiltration permettent aux eaux pluviales de s'infiltrer dans le sol.

Tranchées d'infiltration sont des excavations remplies de gravier qui stockent temporairement l'eau pendant qu'elle s'infiltre dans le sol environnant. Elles nécessitent des sols natifs perméables (taux de percolation supérieur à 0,5 pouce par heure) et une séparation adéquate des eaux souterraines.

Chaussée perméable permet à l'eau de passer à travers la surface de roulement dans un réservoir en pierre situé en dessous. Les options comprennent l'asphalte poreux, le béton drainant et les pavés autobloquants perméables. Tous ces systèmes nécessitent un entretien régulier pour éviter qu'ils ne se bouchent.

Systèmes d'infiltration modulaires combinent un stockage à vide élevé avec une enveloppe perméable. L'eau remplit les modules et s'infiltre par le fond et les côtés. Ces systèmes supportent des charges plus lourdes que les tranchées traditionnelles.

Les systèmes d'infiltration réduisent le ruissellement total, et pas seulement le débit de pointe, comme l'exigent de nombreux codes écologiques et LID. Le choix du bon système dépend également du sol, de la profondeur de la nappe phréatique, des charges prévues et de l'espace disponible.

Adapter les systèmes aux conditions du site

Type de sol

La capacité du sol à laisser passer l'eau détermine si l'infiltration est possible :

Si le sol du site ne permet pas l'infiltration, il convient de recourir à la rétention avec rejet contrôlé ou d'envoyer l'eau dans une installation hors site.

Profondeur de la nappe phréatique

Les systèmes d'infiltration ont besoin d'espace entre leur fond et le niveau le plus élevé de la nappe phréatique, généralement au moins 2 à 4 pieds, comme l'exigent la plupart des codes. Si la nappe phréatique est trop proche de la surface, il est préférable d'utiliser des systèmes de rétention avec revêtement.

Exigences en matière de charge

Pensez à ce qui se trouvera au-dessus du système d'évacuation des eaux pluviales et au poids qu'il doit supporter.

Pour l'aménagement paysager uniquement, La plupart des structures ont besoin d'une couverture d'au moins 12 pouces. La plupart des structures ont besoin d'une couverture d'au moins 12 pouces.

Pour les véhicules de tourisme, Les systèmes d'étanchéité doivent avoir un indice de charge H-10. La plupart des modules géocellulaires peuvent supporter cette charge avec une couverture de 18 à 24 pouces.

Camions de pompiers et véhicules lourds ont besoin d'un indice de charge H-20. Les bons systèmes modulaires peuvent supporter Charges AASHTO H-20, mais les chambres et les tranchées d'infiltration ne le peuvent généralement pas.

Les fondations des bâtiments ont besoin de solutions techniques. Certains systèmes modulaires peuvent soutenir directement des bâtiments, mais la plupart nécessitent des dalles de transfert de charge ou une plus grande distance par rapport à la structure.

Espace disponible

Les systèmes souterrains sont utiles dans les cas suivants :

• Les coûts fonciers dépassent $50.000 par acre (le seuil de rentabilité varie selon les régions)
• Les exigences en matière de zonage ou de retrait limitent les options de surface
• Le site a besoin d'un parking ou d'autres utilisations au-dessus de la zone des eaux pluviales.
• Les étangs de surface posent des problèmes de sécurité ou d'esthétique

La construction d'un bassin de rétention d'un demi-acre peut s'avérer moins coûteuse que celle d'un système souterrain. Mais si ce terrain vaut $200 000 euros en tant que parking, la situation économique est très différente.

Considérations relatives à la conception

Dimensionnement pour la tempête de conception

La plupart des juridictions précisent les exigences en matière de tempête de conception :

• Contrôle du débit de pointe - les rejets après aménagement ne peuvent pas dépasser les taux d'avant aménagement pour une tempête donnée (souvent des événements de 2 ans, 10 ans et 100 ans)
• Réglage du volume - une certaine quantité d'eau de pluie (généralement 1 pouce) doit être retenue ou infiltrée sur le site
• Qualité de l'eau - traitement de premier rinçage pour l'élimination des polluants

Les systèmes doivent être dimensionnés pour répondre à toutes les règles. Concevoir uniquement pour le débit de pointe risque de ne pas répondre aux normes qui exigent un contrôle du volume.

Accès pour la maintenance

Tous les systèmes d'évacuation des eaux pluviales doivent être régulièrement inspectés et nettoyés :

Réseaux de canalisations nécessitent des regards d'accès aux changements de niveau et aux carrefours. L'espacement est généralement de 300 à 500 pieds maximum.

Systèmes de détention souterrains exiger des colonnes montantes d'accès pour l'inspection visuelle et l'accès des camions à vide. Prévoir l'élimination des sédiments dans les zones à faible débit.

Systèmes d'infiltration exiger un prétraitement pour éviter le colmatage. Inclure des bassins de sédimentation ou des bandes filtrantes en amont, et prévoir un budget pour la restauration périodique de la surface.

Prévoyez un accès pour l'entretien dès le départ afin d'éviter des modifications coûteuses par la suite. Veillez à ce que les structures d'évacuation soient bien conçues pour assurer un bon contrôle du débit.

Contrôle des sorties

Les systèmes de rétention ont besoin de structures d'évacuation qui limitent l'écoulement à des taux admissibles. Approches courantes :

Plaques à orifice offrent une méthode simple et fiable pour limiter le débit. L'orifice doit être dimensionné en fonction du débit prévu.

Weirs s'adaptent à des débits variables et sont plus faciles à régler que les orifices.

Sorties à plusieurs étages utilisent des orifices et des déversoirs pour contrôler indépendamment les différentes fréquences des tempêtes.

Il faut toujours ajouter des trop-pleins d'urgence pour diriger en toute sécurité l'eau supplémentaire hors du système.

Meilleures pratiques d'installation

Quel que soit le système choisi, une bonne installation est la clé d'une performance à long terme.

Préparation de la couche de fondation

Compacter la couche de fondation à 95 % de la densité Proctor standard. Les zones molles peuvent entraîner un tassement inégal, susceptible d'endommager les canalisations, de fissurer les revêtements ou de désaligner les structures d'évacuation.

Pour les systèmes d'infiltration, ne compactez pas la surface d'infiltration, car cela peut ruiner la structure du sol et le rendre moins absorbant.

Assise et remblai des tuyaux

Une bonne assise permet de répartir uniformément les charges autour de la canalisation. Il convient de toujours suivre les instructions du fabricant en ce qui concerne les matériaux d'assise et le compactage.

Remblayez par couches, généralement de 6 à 12 pouces d'épaisseur, et compactez chaque couche. Évitez les grosses pierres qui pourraient causer des points de pression ou des lacunes.

Installation de géosynthétiques

Manipuler les géotextiles et les géomembranes avec précaution.

• Gardez les rouleaux hors du sol et couverts jusqu'à ce que vous soyez prêt à les installer.
• Recouvrement des joints conformément aux exigences du fabricant, généralement de 12 à 18 pouces pour les géotextiles et les joints soudés pour les géomembranes.
• Ne pas traîner l'équipement sur les matériaux installés
• Vérifier que les matériaux ne sont pas endommagés avant de les recouvrir

Pour des conseils d'installation détaillés, consultez notre guide de la soumission à la clôture.

Comparaison des coûts des systèmes

Le coût total de l'installation dépend de votre site, mais des fourchettes de prix typiques peuvent vous aider à établir votre budget.

Ces coûts couvrent l'excavation, les matériaux, l'installation et le remblayage. Les problèmes spécifiques au site, tels que l'enlèvement des roches, l'assèchement ou l'accès limité, peuvent faire grimper considérablement les coûts.

Conformité réglementaire

Les réglementations relatives aux eaux pluviales varient d'une juridiction à l'autre, mais suivent des schémas communs :

Exigences fédérales - Les permis NPDES exigent une gestion des eaux pluviales pour les sites de construction de plus d'un acre et pour certaines installations industrielles.

Exigences de l'État - La plupart des États ont adopté des normes en matière d'eaux pluviales qui dépassent les normes minimales fédérales. Nombre d'entre eux exigent des MPG post-construction qui restent en place en permanence.

Exigences locales - Les villes et les comtés imposent souvent des exigences supplémentaires par rapport aux normes de l'État. Certaines juridictions imposent des approches spécifiques (LID, infrastructure verte) ou en limitent d'autres.

Renseignez-vous auprès des autorités locales, car les normes changent souvent. En fin de compte, ce sont les réglementations et les conditions du site qui guideront votre choix final.

Faire la sélection finale

Pour choisir le bon système d'évacuation des eaux pluviales, suivez les étapes suivantes :

1. Commencez par les règlements : Que doit faire votre système ? Pensez à la maîtrise des débits de pointe, à la réduction du volume des eaux de ruissellement et au traitement de la qualité de l'eau.
2. Regardez votre site : Peut-il supporter l'infiltration ? Quelles charges le système devra-t-il supporter ? De quel espace disposez-vous ?
3. Comparez vos options : Créez des avant-projets pour deux ou trois systèmes possibles. Tenir compte des coûts de construction, de terrain et d'entretien à long terme.
4. Pensez aux besoins futurs : Les exigences peuvent-elles changer ? Est-il possible d'étendre ou de modifier le système ultérieurement ?

Le système le moins cher n'est pas toujours le plus avantageux. Parfois, le fait de dépenser davantage au départ pour libérer des terrains pour d'autres usages peut s'avérer payant à long terme.

Pour commencer

Si vous envisagez des options de drainage des eaux pluviales pour un nouveau projet, essayez les étapes suivantes :

1. Recueillir des données sur le site, telles que des sondages de sol, la profondeur de la nappe phréatique et un relevé topographique.
2. Vérifiez les règles en contactant votre bureau local des permis.
3. Développer des options précoces, telles que les systèmes de surface ou souterrains, et comparer la rétention avec les approches d'infiltration.
4. Demander un prix budgétaire pour les matériaux et l'installation

Pour plus de détails techniques sur les systèmes modulaires de gestion des eaux pluviales avec des charges nominales H-20, vérifier les informations sur le produit ou contactez notre équipe d'ingénieurs pour obtenir des conseils adaptés à votre projet.

Les exigences en matière de conception varient d'une juridiction à l'autre. Ces informations ne sont données qu'à titre indicatif. Consultez les réglementations locales et travaillez avec un ingénieur professionnel agréé pour les applications spécifiques à votre projet.