Suivis expérimentaux de la performance hydrologique des ouvrages végétalisés de gestion des eaux pluviales Méthodes et résultats 

Suivis expérimentaux de la performance hydrologique des ouvrages végétalisés de gestion des eaux pluviales Méthodes et résultats 

Généralités sur l’évaluation de la performance hydrologique de ces systèmes : indicateurs de performance

Les ouvrages de gestion des eaux pluviales ont été largement utilisés pour résoudre les problèmes d’hydrologie et de qualité de l’eau dans les zones urbaines et agricoles. De nombreuses études ont porté sur l’efficacité de ces systèmes à court terme (moins de quatre ans), tandis que peu d’entre elles ont exploré cette efficacité à long terme.

Selon les objectifs, le suivi in situ peut être plus ou moins détaillé (Payne et al., 2015). Il existe plusieurs niveaux de suivi quantitatif. Le premier niveau est le niveau minimal d’exploitation, suffisant pour évaluer la conformité de l’ouvrage à la conception. Le deuxième niveau est le niveau intermédiaire, permettant d’évaluer des nouvelles configurations de conception si le budget ne permet pas un suivi approfondi. Le troisième niveau est le plus détaillé et adapté à l’évaluation de la conception et au développement de nouveaux modèles.

Ce dernier nécessite le plus de ressources. Les informations indispensables à connaître quel que soit le niveau de suivi, sont les caractéristiques du bassin versant, les caractéristiques de l’ouvrage et le climat (Payne et al., 2015). L’évaluation préliminaire de la performance comprend deux parties, soit la mesure de la conductivité hydraulique du sol et de sa teneur en polluants. Le niveau intermédiaire consiste à effectuer des mesures par événement de l’eau entrant et sortant de ces ouvrages, et ce pour différents événements ayant des caractéristiques ainsi que des périodes de temps sèches diverses.

L’évaluation quantitative détaillée comprend la surveillance continue du débit et de la qualité de l’eau. L’instrumentation des sites d’études est variée. Pour mesurer les précipitations, la méthode la plus couramment utilisée est le pluviomètre à auget basculant, une mesure de température peut être ajoutée (Brown and Hunt, 2011a; Carpenter and Hallam, 2010; Hunt et al., 2006; Li et al., 2009).

Pour mesurer le débit entrant dans les ouvrages d’étude des méthodes directes peuvent être utilisées comme l’installation d’un déversoir (triangulaire ou rectangulaire) et la mesure de la hauteur d’eau en amont de ce déversoir (Davis, 2008; Li et al., 2009; Line and Hunt, 2009). D’autres études ne mesurent pas le débit entrant mais le calculent à partir de modèles pluie-débit (présentés dans la section 1.3.2).

Dans l’étude de Carpenter and Hallam (2010) la méthode rationnelle est appliquée. D’autres études soustraient de la pluie la perte initiale estimée (Hunt et al., 2006). Les pertes initiales telle qu’indiquées par Pit et al., (1999), pour les surfaces imperméables, sont supposées égales à 2 mm , et pour les surfaces perméables la perte est supposée égale à 8,4 mm, tout ce qui reste est considéré 60 Etat de l’art comme ruissellement.

La méthode des courbes du SCS (USDA, 1986) , pour prédire les volumes d’eau qui s’écoulent par ruissellement est aussi adaptée (Li et al., 2009). Ces modèles présentent certaines limitations, car ils ne tiennent pas compte de l’infiltration de l’eau dans le sol. Le débit de surverse est mesuré par Brown and Hunt (2011) à l’aide d’un déversoir triangulaire 90° et un débitmètre.

Le stockage en surface est mesuré à l’aide d’un capteur de mesure de la hauteur d’eau en surface relié à une centrale d’acquisition (Li et al., 2009). Le débit drainé est souvent dirigé vers un regard où un déversoir et un débitmètre sont installés pour mesurer le débit. La mesure de la teneur en eau du sol n’est pas une pratique aussi fréquente pour le suivi expérimental.

Dans l’étude de Carpenter and Hallam (2010), les teneurs en eau sont mesurées à l’aide des capteurs S SMA-M005, et des capteurs S-TMB-00212-bit sont utilisés pour mesurer la température dans le sol. Finalement, l’évapotranspiration peut être estimée par des formules empiriques ou physiques (cf. section 1.2.4) en se basant sur des mesures météorologiques.