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, décrit à l’étape 5.
Néanmoins, les essais d’infiltration peuvent constituer un outil utile pour mieux appréhender le comportement des dispositifs et ajuster leur dimensionnement.
Les méthodes couramment mises en œuvre sont le plus souvent adaptées à des dispositifs d’infiltration concentrée (type puits d’infiltration) et ne correspondent pas aux pratiques de gestion durable et intégrée des eaux pluviales, fondées sur une infiltration diffuse, plus proche d’un « arrosage ».
Dans ce cadre, il est possible d’infiltrer les eaux pluviales même dans des sols à faible perméabilité, parfois 5 fois inférieure aux valeurs habituellement admises (de l’ordre de 10 mm/h). Cette capacité repose sur l’augmentation des surfaces d’infiltration, via le taux d’étalement pluvial.
Les essais peuvent donc être adaptés à cette logique : réalisés à faible profondeur, au plus près des horizons superficiels du sol, en privilégiant les zones végétalisées ou destinées à l’être.
Ce chapitre propose des recommandations sur la localisation, l’organisation et la conduite d’essais cohérents avec ces principes.
Les essais sont à réaliser dans les secteurs et aux profondeurs envisagés pour l’infiltration. Leur nombre doit permettre d’apprécier la variabilité spatiale couramment rencontrée, avec une attention particulière portée aux zones où l’infiltration sera la plus concentrée.
Pour une infiltration profonde, comme dans un puits d’infiltration, il faudra 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.).
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.
- 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 ou essai à la tarière (type Porchet) lorsque l’intervention 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.
Ordres de grandeurs à adapter à la profondeur prévue pour 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)
Il faut prévoir une durée totale comprise entre une demi-journée et une journée.
- Préparation : Creuser un trou de profondeur cohérente avec l’infiltration dans les dispositifs futurs. À vérifier : pas d’alimentation par des ruissellements externes, scarification du fond et des parois pour limiter l’impact du compactage.
- Mesures préliminaires : Mesurer précisément les dimensions de la fosse et installer un repère fixe au niveau du terrain naturel.
- 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.
- 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.
- Définir la courbe des vitesses d’infiltration instantanées à partir des mesures réalisées pour chaque cycle de vidange.
- 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.
- 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.
Vitesse d’infiltration instantanée
Vt = Ve / (Te x 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)
Tenez 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 vous arrêtez 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 concentrer les écoulements en augmentant le taux d’étalement pluvial.