La capacité à infiltrer les eaux pluviales dans un projet ne repose pas sur la connaissance précise de la perméabilité du sol. Le paramètre fondamental est le taux d’étalement pluvial et la capacité à étaler l’eau sur le périmètre de l’opération.
Néanmoins, mesurer la capacité d’infiltration d’un sol permet d’anticiper le comportement des dispositifs de gestion des eaux pluviales et d’ajuster leur dimensionnement.
Localisation, profondeur et organisation des essais
Se rapprocher de l’infiltration envisagée
Les essais doivent être réalisés dans les secteurs et aux profondeurs envisagés pour l’infiltration. Leur nombre doit être suffisant pour évaluer la variabilité spatiale couramment rencontrée, avec une priorité donnée aux zones où l’infiltration sera la plus concentrée.
Pour une infiltration profonde, comme dans un puits perdu, il faut vérifier la capacité d’infiltration en profondeur et la présence éventuelle de la nappe phréatique (présence de l’eau au cœur de l’hiver, recherche des signes d’hydromorphie, suivi piézométrique, etc.).
Suivre les phases de vidange
Il est recommandé de suivre les phases de vidange, plutôt que de maintenir un niveau d’eau constant pour refléter plus fidèlement le fonctionnement du futur dispositif d’infiltration.
En l’absence d’essai d’infiltration, l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne recommande d’utiliser une valeur de perméabilité de 3,5 mm/h.
Adapter le type d’essais à une infiltration diffuse et peu profonde
- Option à privilégier : fosses creusées à faible profondeur à l’aide d’une pelle mécanique avec un godet à dents.
- Alternative pratique : trous creusés à la pelle à main si les essais à la pelle mécanique sont trop complexes à réaliser. Il est alors recommandé de multiplier les essais pour compenser leur petite échelle.
- Cas d’une infiltration sur un espace végétalisé existant : perméamètre ou infiltromètre à disque ou à double anneaux pour ne pas toucher le sol en place.
Adapter les dimensions des fosses
Ordres de grandeurs à adapter à la profondeur prévue pour l’infiltration.
- Essai à la pelle mécanique : largeur = 0,5 m (largeur du godet) x longueur = 1,0 à 2,0 m x profondeur = 0,4 m
- Essais à la pelle à main : 0,4 m x 0,4 m x 0,4 m
- Essais à la tarière : a minima 0,2 m de diamètre x 0,4 m (forte sensibilité au compactage : bien scarifier les parois du trou avant de commencer l’essai)
Déroulé de la mesure et interprétation des essais
Déroulé d’un essai
Prévoir une durée totale comprise entre une demi-journée et une journée.
- 1. Préparation : Creuser un trou de profondeur cohérente avec l’infiltration dans les dispositifs futurs. A vérifier : pas d’alimentation par des ruissellements externes, scarification du fond et les parois pour limiter l’impact du compactage.
- 2. Mesures préliminaires : Mesurer précisément les dimensions de la fosse et installer un repère fixe au niveau du terrain naturel.
- 3. Mise en eau : Remplir la fosse en eau, la hauteur d’eau à appliquer devant se rapprocher de la charge maximale envisagée dans le dispositif futur.
- 4. Suivi : Mesurer l’évolution du niveau d’eau à intervalles réguliers : toutes les quelques minutes au début, puis à des intervalles qui peuvent être adaptés selon la vitesse d’infiltration observée.
Si la vidange est rapide (quasi-totale en moins d’1h30), un ou plusieurs remplissages et cycles de mesures supplémentaires sont recommandés. Il n’est pas nécessaire d’attendre que les derniers centimètres s’infiltrent totalement.
Si la vidange est très lente (moins de 5 mm en 2 heures), il n’est pas utile de poursuivre l’essai.
Calcul de la vitesse d’infiltration
- 1. Définir la courbe des vitesses d’infiltration instantanées à partir des mesures réalisées pour chaque cycle de vidange.
- 2. Retenir la vitesse calculée pour une hauteur d’eau égale à la moitié de la hauteur maximale prévue dans le dispositif d’infiltration, correspondant au fonctionnement courant du dispositif, qui sera rarement rempli. Dans le cas où plusieurs remplissages successifs sont réalisés, la valeur obtenue lors du dernier cycle de vidange est retenue, pour tenir compte des effets de charge et de saturation en eau du sol.
- 3. Si plusieurs essais sont réalisés, utiliser la moyenne des vitesses issues de chaque essai dans le secteur d’implantation du dispositif futur pour tenir compte de l’hétérogénéité du sol.
| Calcul de la vitesse d’infiltration instantanée Vt = Ve / Te / Sm Où : Vt (mm/h) = vitesse d’infiltration au temps t Ve (L) = volume d’eau évacué depuis la dernière mesure Te (h) = intervalle de temps depuis la dernière mesure Sm (m²) = surface mouillée, correspondant à la surface en contact avec l’eau (au fond et au niveau des parois latérales) |
Conseils d’interprétation des résultats
Tenir compte du taux d’étalement pluvial.
- Ne pas appliquer de coefficient de sécurité sur la vitesse calculée si le taux d’étalement est supérieur ou égal à 10%)
- Appliquer un coefficient de sécurité de 0,5 si le taux d’étalement est inférieur à 10%, pour tenir compte du risque de colmatage significatif du dispositif.
Et ne pas s’arrêter à la mesure.
- L’infiltration reste possible en terrains peu perméables, y compris pour une capacité d’infiltration inférieure à 3,5 mm/h, à condition de ne pas trop concentrer les écoulements en augmentant le taux d’étalement pluvial.