Les structures alvéolaires ultra-légères : une offre large pour des besoins très divers

Jusqu’au milieu des années 1970, la gestion des eaux pluviales en milieu urbain se résume le plus souvent à une évacuation la plus rapide possible des eaux pluviales vers le milieu récepteur le plus proche. Cette approche correspond aux contraintes et aux besoins de l’époque : viabiliser facilement un foncier abondant pour construire rapidement et au moindre coût. La politique du « tout tuyau » est alors la norme. Mais l’urbanisation croissante et l’imperméabilisation massive en milieu urbain vont peu à peu remettre en cause ces principes de gestion que l’on croyait intangibles. Les quantités d’eaux à évacuer augmentent de façon exponentielle, entraînant une course à la multiplication d’ouvrages vers des exutoires toujours plus éloignés. Ces ouvrages, malgré leurs coûts élevés pour les collectivités, ne suffisent pas toujours à éviter des inondations parfois dévastatrices. Au-delà de cet aspect quantitatif, les eaux de ruissellement, souvent chargées en particules et polluants urbains, provoquent des effets très négatifs sur l’environnement et plus particulièrement sur la ressource. Rapidement, la nécessité d’agir en amont des réseaux s’impose. Il s’agit de mieux contrôler les ruissellements à la source en recourant, le cas

C'est alors qu'apparaissent ce que l’on appellera plus tard les structures alvéolaires ultralégères (SAUL) qui paraissent constituer une réponse adaptée aux problèmes de stockage et de régulation des eaux pluviales. D’abord utilisés pour certains d’entre-eux dans le cadre de remblais routiers, ces éléments thermoplastiques manu-portables qui s’empilent ou s’emboîtent les uns sur les autres avant d’être remblayés présentent l’avantage d'offrir près de 95 % de vide et vont rapidement s'avérer adaptés au problème de la maîtrise des ruissellements en même temps qu'ils permettent de contourner la rareté et la cherté du foncier. Légers, faciles et rapides à mettre en œuvre, durables, peu coûteux, facilement adaptables aux contraintes topographiques, ils présentent l’immense avantage de limiter les terrassements. Leur résistance mécanique élevée autorise par ailleurs un positionnement dans presque n’importe quelle configuration, même sous infrastructures. Et surtout, ils répondent parfaitement à leur vocation première en absorbant rapidement, grâce à leur taux de vide élevé (95 %), les pluies d’orages au plus près de leur lieu de chute, ce qui diminue les risques d'inondations et de pollution. Deux produits dominent alors le marché : le bloc Nidaplast® H20EP en polypropylène extrudé et le Géolight® 400 d’Hamon Thermal Europe, un bloc en PVC thermoformé.

Mais, dopée par son succès, l’offre en matière de SAUL va rapidement se développer. Les premiers retours d’expériences sont bons et la technique se banalise. Au début des années 2000, l’offre atteint déjà une vingtaine de références.

Dès lors, et compte tenu de la grande diversité des produits disponibles, comment choisir ? Les caractéristiques du projet, les contraintes de site et la stratégie de gestion des eaux pluviales constituent les premiers éléments du choix d'une SAUL.

Choisir une SAUL adaptée aux caractéristiques du projet et à sa mise en œuvre

Les SAUL permettent de s’affranchir du réseau de collecte ou au moins d’en limiter le dimensionnement en stockant les eaux pluviales au plus près de leur lieu de chute et en écrêtant les débits de pointe.

Elles présentent la particularité de pouvoir être utilisées dans un très grand nombre de configurations. Certaines sont liées à la nature de l'ouvrage considéré (ouvrage neuf ou réhabilitation d’ouvrage existant) ou bien à sa vocation (chaussée à structure réservoir, tranchée drainante, bassin enterré, réserve incendie, puits d’infiltration...). D’autres concernent leur lieu d’implantation : sous espaces verts, sous parking, ou encore sous voirie à forts trafics. D’autres concernent directement la vocation de l’ouvrage à construire ou à réhabiliter : stocker ou infiltrer ? Récupérer ? Sans oublier le volume de l’ouvrage qui peut varier de quelques m³ à plusieurs milliers de m³. Tous ces critères conditionnent le choix de la SAUL qui correspondra le mieux à l’objectif considéré. Sur le marché, l’offre est diverse et abondante (voir tableau de l’offre).

Si la surface est importante, les critères liés au transport et au stockage des modules seront essentiels. D’où l’attention portée par les fabricants pour optimiser les aires de stockage nécessaires (toujours limitées en milieu dense) et réduire le nombre de camions nécessaires au transport. Le procédé de fabrication d’Hamon Thermal Europe permet d’expédier le produit non assemblé, sous forme de feuilles PVC,

Exploitation : ne pas négliger l’environnement immédiat des ouvrages

La maintenance des ouvrages en SAUL est essentielle à leur bon fonctionnement. Mais les dispositifs de traitement ou de régulation situés en amont ou en aval d'un ouvrage en SAUL ne doivent pas être négligés. Trop souvent, les installations ne sont pas équipées de systèmes simples (dégrilleurs/dessableur) limitant les entrées de flottants et autres solides dans l’ouvrage. Mais il faut aller plus loin que le rôle de protection de l'ouvrage, c'est le pari fait par Fraenkische qui a développé un système compact (Sedi-pipe) de sédimentation protégeant la structure aval, et permettant également l'infiltration des eaux. En effet, le système simple Sedi-pipe permet de capter par décantation les particules jusqu'à 30 microns ! Dans l'eau, ces particules sont liées par interactions électroniques à des polluants comme les métaux lourds et les hydrocarbures. Le procédé est simple : en captant les particules, on capte les polluants associés et on peut transformer une solution de stockage en solution d'infiltration.

Avec Nidatreatment®, Nidaplast propose également un dispositif de traitement avant d’infiltrer les eaux dans l'ouvrage. En aval, les dispositifs de restitution des eaux à débit régulé ou limité doivent être régulièrement vérifiés pour éviter tout phénomène de stagnation dans l'ouvrage qui pourrait être à l'origine d'un colmatage progressif.

Les modules qui seront assemblés directement sur site permettent de diviser les volumes et coûts de transport par plus de 5, limitant ainsi les émissions de CO2 et permettant d’améliorer leur bilan carbone. Stormbrixx® d'Aco, l'un des derniers arrivés sur le marché, prend ainsi la forme de deux demi-modules qui peuvent être retournés pour être emboîtés les uns dans les autres et être ainsi stockés plus facilement. Résultat : il est possible de charger 300 m³ sur un seul camion au lieu des 70 à 75 m³ habituellement. Chez Rehau, la nouvelle génération Rausikko Box C (C comme compact, 5,1 kg) permet de réaliser 5,5 m³ d’ouvrage avec le contenu d’une palette de 1,7 m³ d’éléments, soit l'un des meilleurs ratios du marché. Chez Graf, 40 tunnels peuvent être empilés sur une palette pour constituer un volume de 12 m³ une fois assemblés.

D-Raintank® de Funke, hauts de 40 cm seulement, sont livrés munis de drains hydrocurables, tout comme Waterloc® de Nicoll, l’un des plus légers du marché (moins de 12 kg), emboîtables et empilables. Sotra Seperef propose également des tunnels Duborain® empilables, une palette pouvant contenir jusqu’à 40 tunnels soit un volume de stockage de 12 m³. Le tunnel Drain Max® de Pluvieau est composé de demi-calottes en PEHD légères et à volume important pour assurer au mieux la rétention et l'infiltration des eaux de pluie. Ces demi-calottes en forme de tunnel ont un volume de rétention de 100 %. Par rapport à une rigole traditionnelle en gravier, cette solution ne nécessite que 1/3 du volume. L'eau de pluie peut s’infiltrer dans le sol environnant par le bas et à travers les ouvertures latérales. Moyennant une couverture de terre appropriée, ces tunnels supportent des poids lourds de 30 tonnes (caractéristiques du SLW 30) et assurent une longévité de plusieurs décennies. En cas de surface importante, la rapidité de pose est également un critère essentiel. Rausikko® de Rehau, auto-fixant, ne nécessite pas de clips pour être mis en place tout comme Waterloc® de Nicoll, Nidaplast® et Geolight® de Hamon Thermal Europe. À Artigues (83) en novembre 2011, la livraison d’un demi-camion chargé de Rausikko Box C et sys-

Tableau 1 : Tableau de l'offre

Le système de raccordement Rausikko C3 a suffi pour la réalisation d’un bassin de 110 m³ qui a pu être posé en 2 heures. Sotra Seperef avance de son côté, pour Rainbox® II, la pose (hors terrassement) de 250 modules sans outil ni engin par une équipe de 5 personnes en 2 heures.

La résistance à la compression est un autre critère important ; Graf propose ainsi un module vert capable de supporter 3,5 t/ m² avec un recouvrement de 80 cm ou un module noir permettant un passage véhicules jusqu’à 60 tonnes, sous conditions de pose. Rainbox® II de Sotra Seperef est disponible en 2 versions : espaces verts et piétons jusqu’à 2,2 tonnes et véhicules jusqu’à 60 tonnes. Polystorm® de Polypipe France est disponible en version 20, 40 et 80 tonnes avec la possibilité de combiner les 3 types de cellules pour créer des structures hybrides permettant de grandes profondeurs de pose et Sogebox® de Sogemap en 3 versions de 3,5, 12 et 38 tonnes sur la base de 30, 60 et 110 cm de remblai. Nidaplast Environnement, avec ses 25 années de retours d’expériences propose désormais 4 versions de son module Nidaplast® EP dont la résistance en compression verticale peut aller jusqu’à 60 t/m², autorisant des hauteurs de remblai jusqu’à 3,50 m.

Les principes hydrauliques sur lesquels vont reposer l’ouvrage sont également essen-

…tiels : recueil des eaux pluviales, stockage temporaire, restitution au milieu récepteur ou au réseau d’assainissement sont des paramètres à prendre en compte. Car contrairement aux structures granulaires traditionnelles, l’arrivée et la diffusion des eaux pluviales au sein d’un ouvrage en SAUL pourront être différentes selon les SAUL : elle pourra être verticale, verticale et horizontale ou tri-directionnelle, ce qui conditionne la conception et influence le dimensionnement de l’ouvrage.

L’offre permet donc de répondre à la plupart des cas de figures. Mais au-delà des critères liés à la construction de l’ouvrage, une attention particulière doit être portée à son exploitation et donc à sa maintenance.

Exploitation et maintenance sont essentiels

Comme pour tout ouvrage de gestion des eaux pluviales, le suivi et la maintenance des ouvrages conçus à base de SAUL sont primordiaux pour l’efficacité des fonctions hydrauliques qu’ils assurent comme pour leur pérennité. Un point essentiel pour l’exploitation des bassins d’infiltration est le risque important de colmatage des structures par les fines particules véhiculées par les eaux de pluies. Car du fait des fonctions souvent multiples qu’ils remplissent (absorption, dégrillage, décantation, sédimentation) et les débits de vidange, souvent très faibles, ces ouvrages sont vulnérables et doivent faire l’objet d’un entretien préventif périodique pour éviter tout phénomène de colmatage.

L’accessibilité de l’ouvrage et des différents éléments qui le composent par un matériel d’inspection et de nettoyage est donc essentielle. Pour ceci, nombre de SAUL prévoient un ou plusieurs dispositifs permettant une inspection et un nettoyage des drains et des modules, le plus souvent un regard permettant l’hydrocurage. C’est le cas du D-Raintank® de Funke, ou de Rigofill Inspect® de Fraenkische.

Waterloc® de Nicoll se compose d’un bloc diffuseur hydrocurable de DN 150 mm équipé d’un drain en PVC fendu sur sa moitié supérieure. Ce drain permet tout à la fois d’éviter que la pollution générée par le lessivage des sols de la première pluie pénètre dans le bassin mais aussi d’inspecter et de nettoyer les drains pour entretenir l’ouvrage.

Privilégiant l’inspectabilité et l’entretien, Rigofill Inspect® de Fraenkische comporte un canal d’inspection adapté aux inspections vidéo telles qu’elles se pratiquent en réseau d’assainissement. Pour faciliter son entretien et garantir le bon fonctionnement

de l’ouvrage dans le temps, Fraenkische a développé Quadro-Control, un regard spécialement conçu pour être intégré dans tout type de bassin, qu’il soit à un, deux ou trois étages, grâce à ses dimensions compatibles avec Rigofill Inspect® et à sa construction modulaire. D’un diamètre intérieur de 500 mm et de dimensions analogues aux modules Rigofill Inspect®, ce regard assure une accessibilité optimale pour le contrôle de l’ouvrage après la pose et son curage régulier en phases ultérieures.

Le Rainbox® II de Sotra Seperef, dans sa version inspectable, dispose de canaux d’inspection (DN160) permettant le passage de caméras d’inspection ou de matériels de nettoyage. De son côté, Rehau équipe des modules Rausikko Box d’un canal fermé garantissant la diffusion, l’inspection et le curage des bassins.

Ce dispositif assure le remplissage optimal par le canal perforé avec des largeurs de fentes adaptées à la hauteur de remplissage. L’hydrocurage jusqu’à 120 bar de la zone de sédimentation de ce canal avec les moyens couramment employés pour les réseaux d’assainissement permet de récupérer la globalité des saletés. Il facilite également l’inspection télévisuelle de la structure et garantit une absence de colmatage des géosynthétiques (par le canal fermé) lors d’une application en infiltration et

Éviter tous dépôts au fond de la structure qui diminueraient le volume utile du bassin pour une application en rétention. En plus des modules Rausikko Box, Rehau a développé des solutions de raccordement intégrées ou non au bassin permettant une inspection et une maintenance aisée de l'ouvrage.

Chez Aco, la conception du Stormbrixx® permet le déplacement dans les trois directions des outils d'inspection et d’entretien ; tous les coins et tous les étages du bassin sont ainsi accessibles.

Les Q-Bic de Wavin possèdent quant à eux deux cavités de Ø 500 mm. Posée horizontalement, une suite de modules Q-Bic forme logiquement deux canaux de visite et d’entretien. Q-Bic intègre aussi des ouvertures de Ø 315 sur ses faces verticales. En installant un Q-Bic en position horizontale, puis au-dessus, un module en position verticale, on obtient un puits de visite intégré à la structure même du bassin. Le système “soft glide” garantit l’insertion en toute simplicité et sécurité du matériel d’entretien des réseaux (caméra, hydrocureuse, …).

Concepteur du nid d’abeilles en polypropylène, Nidaplast Environnement, présent sur le marché des SAUL depuis plus de 25 ans, insiste sur la fonction autocurage de ses produits Nidaplast® EP et Nidaflow® EP, pérennes grâce à leur autocurage. Le coût d’exploitation des ouvrages est réduit par le fait que seuls les drains externes sont visitables et hydrocurables.

Enfin, pour que ces solutions techniques soient choisies, mises en œuvre et entretenues de façon optimale, certains fabricants comme Nicoll mettent à la disposition des différents acteurs une assistance technico-commerciale dédiée, de l’avant-projet jusqu’à la réception du chantier.