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Etude hydraulique.pdf · 6 282 mots · du marché « Réhabilitation complète de la demi-pension du collège Robert Buron à Nandy », dossier de consultation officiel.
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Collège Robert Buron - Nandy Janvier 2019 Projet d’agrandissement du collège Étude hydraulique Conseil Départemental de Seine-et-Marne 12 rue des Saints-Pères 77000 Melun Collège Robert Buron – Nandy IDENTIFICATION INGEROP Conseil & Ingénierie – Région Ile de France – Agence de Rueil Malmaison 18 rue des Deux Gares - 92500 Rueil-Malmaison Téléphone : 33 (0) 1 49 04 55 00 Email : ingerop@ingerop.com GESTION DE LA QUALITE Indice Date Modifications Emission Contrôle 1 24/01/2019 Première émission UMC GGD Étude hydraulique – Agrandissement du collège 1 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy SOMMAIRE 1 OBJET DE L’ETUDE 4 2 SITUATION DU PROJET 5 3 DESCRIPTION DU PROJET 7 4 CLIMATOLOGIE - PLUVIOMETRIE 9 4.1 DONNEES CLIMATIQUES 9 4.2 PLUVIOMETRIE DE LA ZONE D’ETUDE 9 Courbes intensité - durée- fréquence 9 Quantiles de précipitations retenus 9 5 FONCTIONNEMENT HYDROGRAPHIQUE LOCAL ACTUEL 11 5.1 CONTEXTE HYDROLOGIQUE GENERAL 11 5.2 ORGANISATION ACTUELLE DES ECOULEMENTS AU SEIN DE LA PARCELLE D’ETUDE 11 6 SITUATION DU PROJET VIS-A-VIS DE LA LOI SUR L’EAU 14 7 PRESCRIPTIONS LOCALES EN TERMES D’HYDRAULIQUE ET D’ASSAINISSEMENT 16 7.1 PLAN LOCAL D’URBANISME 16 7.2 SCHEMA DEPARTEMENTAL D’ASSAINISSEMENT DES EAUX PLUVIALES 17 8 INCIDENCES DU PROJET SUR LE MILIEU RECEPTEUR 18 8.1 CREATION DE SURFACES IMPERMEABILISEES 18 8.2 INCIDENCE SUR LE RUISSELLEMENT DES EAUX PLUVIALES 18 9 MESURES DE GESTION DES EAUX PLUVIALES EN PHASE EXPLOITATION 19 9.1 CAPACITE D’INFILTRATION DU TERRAIN 19 Méthode employée 19 Résultats des tests 20 9.2 METHODE DE DIMENSIONNEMENT DES VOLUMES DE RETENTION A METTRE EN OEUVRE 20 9.3 IMPLANTATION DES OUVRAGES DE GESTION DES EAUX PLUVIALES 21 Scénario d’aménagement n°1 : Gestion séparée des eaux du parking et de la cour21 Scénario d’aménagement n°2 : Mise en œuvre d’un bassin unique 24 9.4 ESTIMATIF DES AMENAGEMENTS HYDRAULIQUES 25 scénario 1 25 scénario 1 26 10 CONCLUSION 27 11 ANNEXES 28 Étude hydraulique – Agrandissement du collège 2 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy FIGURES Figure 1 : Localisation du projet (source : Géoportail) ............................................................................ 5 Figure 2 : Emplacement de la parcelle de projet (source : Géoportail) ................................................... 6 Figure 3 : Implantation de l'extension projetée ........................................................................................ 7 Figure 4 : Contexte hydrographique général ......................................................................................... 11 Figure 5 : Fonctionnement hydraulique actuel de la parcelle d'étude ................................................... 12 Figure 6 : Extrait de la carte de zonage du PLU de Nandy ................................................................... 16 Figure 7 : Localisation des tests d'infiltration réalisés ........................................................................... 19 Figure 8 : Principe de la méthode des pluies ........................................................................................ 20 TABLEAUX Tableau 1 : Bilan des surfaces de projet ................................................................................................. 8 Tableau 2 : Coefficients de Montana retenus (station de Melun) (I en mm/h et t en heures) - période d'observation 1991/2006 - Source MÉTEO FRANCE ............................................................................. 9 Tableau 3 : Quantiles de pluies (mm) au poste météorologique de Melun (période d'observation1991/2006) ....................................................................................................................... 10 Tableau 4 : Caractéristiques du bassin versant de projet à l'état actuel ............................................... 13 Tableau 5 : Débits de pointe à l'état actuel pour différentes occurrences ............................................ 13 Tableau 6 :Bilan des rubriques potentiellement concernées au titre de la Loi sur l'Eau ....................... 14 Tableau 7 : Bilan des surfaces de projet sur l'impluvium de projet ....................................................... 18 Tableau 8 : Caractéristiques de l'impluvium d'étude à l'état projet ....................................................... 18 Tableau 9 : Augmentation des débits de pointe à l'état projet .............................................................. 18 Tableau 10 : Hypothèses de dimensionnement de la tranchée drainante ............................................ 21 Tableau 11 : Caractéristiques de la tranchée drainante prévue ........................................................... 22 Tableau 12 : Hypothèses de dimensionnement du bassin de rétention ............................................... 22 Tableau 13 : Caractéristiques du bassin de rétention prévu ................................................................. 23 Tableau 14 : Hypothèses de dimensionnement du bassin de rétention ............................................... 24 Tableau 15 : Caractéristiques du bassin de rétention prévu ................................................................. 24 Tableau 16 : Scénario 1 : Estimatif des aménagements hydrauliques prévus (impluvium du parking) 25 Tableau 17 : Scénario 1 : Estimatif des aménagements hydrauliques prévus (cour) ........................... 25 Tableau 13 : Scénario 2 : Estimatif des aménagements hydrauliques prévus ..................................... 26 Étude hydraulique – Agrandissement du collège 3 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 1 OBJET DE L’ETUDE Le conseil départemental de la Seine-et-Marne est chargé de la gestion des collèges situés dans le périmètre du département. Le département souhaite procéder à l’agrandissement du collège Robert Buron situé sur la commune de Nandy. Les aménagements envisagés consistent en l’extension du bâtiment de la demi-pension, l’agrandissement de la cour et la création d’un parking supplémentaire destiné au personnel. La présente étude concerne l’assainissement pluvial ces nouveaux aménagements. Les objectifs du document sont les suivants : • Analyser les contraintes réglementaires en matière d’assainissement pluvial et d’inondabilité attachées à la parcelle (SDAGE, SAGE, PLU, règlement d’assainissement communal, départemental, etc.), • estimer les apports pluviaux générés par le projet • rechercher les exutoires potentiels et apprécier leur capacité à recevoir de nouveaux apports, • définir le ou les ouvrages à mettre en place à l’interface du projet et le milieu récepteur (ouvrage de rétention) afin de gérer les nouveaux apports et limiter leurs impacts sur le milieu récepteur, dans le respect de la réglementation • estimer financièrement le cout des ouvrages nécessaires. Nota : La proposition d’aménagement consistera en une définition des dimensions et principes, et non des documents de type AVP ou PRO. Il appartiendra au maitre d’ouvrage d’intégrer ces principes aux documents de définition des travaux (via la maitrise d’œuvre ou lors de la consultation travaux). Le positionnement des ouvrages est indicatif et pourra être modifié. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 4 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 2 SITUATION DU PROJET Le projet concerne le collège Robert Buron, situé sur le territoire de la commune de Nandy, dans le département de la Seine-et-Marne. La localisation géographique du projet est présentée ci-dessous. Emplacement du projet Figure 1 : Localisation du projet (source : Géoportail) Une vue aérienne du collège est présentée par la figure suivante. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 5 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Collège Robert Buron Figure 2 : Emplacement de la parcelle de projet (source : Géoportail) Le collège est entouré par des voiries publiques (rue de la Roseraie, allée des Améthystes et chemin des Acacias). Étude hydraulique – Agrandissement du collège 6 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 3 DESCRIPTION DU PROJET Le projet d’agrandissement du collège Robert Buron consiste en l’agrandissement et le réaménagement de la demi-pension. Cette réorganisation sera accompagnée par l’agrandissement de la cour et la création d’un parking pour le personnel au niveau de la butte enherbée au sud de la cour actuelle. L’implantation des nouveaux aménagements est présentée par la figure ci-dessous. Nord Agrandissement/réaménagement de la demi-pension Parking projeté Extension de la cour Figure 3 : Implantation de l'extension projetée La surface du bâtiment de la demi-pension passera de 700 m² à 969 m². La cour sera agrandie de 528 m², l’agrandissement de la cour sera revêtu à l’instar de la cour actuelle (enrobé gris). Le parking, d’une surface de 1200m² environ, sera constitué de places en matériau semi perméable de type Evergreen®. L’extension de la cour sera calée à la même altimétrie que la cour actuelle. L’altimétrie du parking sera la même que celle de l’allée des Améthystes à l’entrée de la parcelle. L’extension du bâtiment est prévue sur des surfaces déjà imperméabilisées dont les eaux pluviales sont collectées. Le tableau suivant présente un bilan des différentes surfaces de projet. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 7 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Tableau 1 : Bilan des surfaces de projet État actuel État projet Surface bâtiment demi-pension (m²) 700 969 – Cr=100% Surface cour (m²) – Cr=100% 1830 2360 Surfaces imperméabilisées parking 0 710 (m²) – Cr=100% Surface matériaux semi-perméables 0 490 parking (m²) – Cr=50% Surface espaces verts – Cr=30% 2680 790 Altimétrie maximale (m NGF) 86.90 85.40 Altimétrie minimale (m NGF) 83.30 83.30 Étude hydraulique – Agrandissement du collège 8 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 4 CLIMATOLOGIE - PLUVIOMETRIE 4.1 DONNEES CLIMATIQUES Nandy, comme toute l'Île-de-France est soumise à un climat océanique dégradé. Il se différencie du climat de Paris intra-muros par un écart de température de quelques degrés, particulièrement notable au lever du jour, et qui a tendance à s'accentuer au fil des années. Cet écart, de 2 C en moyenne mais qui peut atteindre 8 °C par une nuit claire et un vent faible, s'explique par la densité urbaine qui augmente la température au cœur de l'agglomération. La température moyenne annuelle est de 10,7 °C, le mois le plus le froid est janvier avec +2,7°C ; le mois le plus chaud est juillet avec +18,6 °C (moyenne journalière). Concernant les précipitations, elles sont distribuées de façon homogène tout au long de l’année, avec une période plus marquée d’octobre à janvier. La hauteur moyenne annuelle précipitée s’élève à 657 mm. 4.2 PLUVIOMETRIE DE LA ZONE D’ETUDE La station de référence prise en compte est celle de Melun, située à environ 8 km au sud de la zone d’étude. La hauteur des précipitations annuelle y est de 678 mm. COURBES INTENSITE - DUREE- FREQUENCE Les courbes Intensité-Durée-Fréquence sont reproduites à partir des paramètres de Montana calculées à la station de Melun par Météo France (période d’observation 1991 – 2006). La formule de Montana permet, de manière théorique, de relier une quantité de pluie h(t) recueillie au cours d’un épisode pluvieux avec sa durée t : i(t) = a*t−b Les quantités de pluie h(t) sont exprimées en millimètres et les durées t en minutes. Les coefficients de Montana (a,b) sont calculés par un ajustement statistique entre les durées et les quantités de pluie ayant une durée de retour donnée. Cet ajustement est réalisé à partir des pas de temps (durées) disponibles entre 6 minutes et 24 heures. Le tableau suivant présente les paramètres de Montana retenus dans le cadre de la présente étude. Tableau 2 : Coefficients de Montana retenus (station de Melun) (I en mm/h et t en heures) - période d'observation 1991/2006 - Source MÉTEO FRANCE Occurrence (année) a b 5 19.6 0.73 10 21.9 0.74 20 24.2 0.76 30 25.4 0.76 50 27 0.77 100 29 0.78 Ces coefficients de Montana sont valables pour des évènements pluvieux de durée comprise entre 6 minutes et 24 h. QUANTILES DE PRECIPITATIONS RETENUS Les épisodes pluvieux à l’origine des apports les plus importants sont les violentes averses orageuses. Les pluies hivernales peuvent être aussi à l’origine d’une lame d’eau précipitée importante au vu de leur durée parfois plus longue. La parcelle étudiée est de taille restreinte, par conséquent, elle sera plutôt sensible aux sollicitations pluvieuses intenses de courte durée. Il est donc nécessaire de connaitre les précipitations sur des courtes durées (inférieures à la journée) qui peuvent concerner la zone d’étude. Le tableau suivant présente la synthèse des données pluviométriques applicables au poste météorologique de Melun. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 9 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Tableau 3 : Quantiles de pluies (mm) au poste météorologique de Melun (période d'observation1991/2006) Durée de l’épisode pluvieux Occurrence (année) 10 min 15 min 30 min 1h 2h 3h 6h 12h 24h 5 12.05 13.45 16.21 19.55 23.57 26.30 31.71 38.24 46.11 10 13.81 15.32 18.30 21.85 26.09 28.95 34.57 41.28 49.29 20 15.57 17.20 20.38 24.15 28.62 31.61 37.46 44.39 52.61 50 17.85 19.59 22.98 26.95 31.61 34.70 40.69 47.73 55.98 100 19.48 21.31 24.84 28.95 33.74 36.91 43.02 50.14 58.44 Étude hydraulique – Agrandissement du collège 10 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 5 FONCTIONNEMENT HYDROGRAPHIQUE LOCAL ACTUEL 5.1 CONTEXTE HYDROLOGIQUE GENERAL Le cours d’eau le plus proche du projet est la Seine qui passe à environ 2500 m au sud-ouest du projet. Un thalweg non nommé et artificialisé (présence de plans d’eau d’agrément) se situe à environ 1 km au sud-est du projet. Ce thalweg rejoint ensuite le Ru de Balory à 3 km au sud du projet. Sa localisation par rapport au collège est présentée par la figure ci-dessous. Emplacement du projet Axe du Thalweg aménagé Pente globale du territoire communal Figure 4 : Contexte hydrographique général Le territoire de la commune de Nandy au droit du projet est globalement penté vers le sud-est, vers le thalweg aménagé. Le long de la RD 151, qui longe la parcelle d’étude au sud, un merlon et des remblais donnent une pente générale vers le nord à la parcelle d’étude. Aux alentours de la zone d’étude, l’urbanisation est assez récente, toutes les voiries sont collectées par un réseau pluvial. Par conséquent, la parcelle de projet n’intercepte pas d’écoulements extérieurs. 5.2 ORGANISATION ACTUELLE DES ECOULEMENTS AU SEIN DE LA PARCELLE D’ETUDE La parcelle cadastrale concernée par le projet s’étend sur 12500 m², seule une petite partie sera concernée par l’agrandissement du collège au niveau de la butte enherbée au sud de la cour actuelle. Les travaux auront surtout un impact sur la gestion des eaux pluviales de la parcelle au niveau de la cour. L’organisation actuelle des écoulements pluviaux est présentée par la figure suivante. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 11 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Vers point de rejet Impluvium modifié par les aménagements Sens des ruissellements superficiels Sens d’écoulement dans le réseau pluvial actuel Figure 5 : Fonctionnement hydraulique actuel de la parcelle d'étude Étude hydraulique – Agrandissement du collège 12 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Les ruissellements au droit de la cour sont actuellement collectés par un réseau pluvial enterré. Ce réseau est constitué de tronçons dont les diamètres varient de 150 mm à 500 mm. Tous ces tronçons se rejoignent au point de rejet dans le réseau pluvial de la rue des 18 Sous. Les eaux de toiture des bâtiments sont également collectées par ce réseau. L’impluvium formé par la butte enherbée (emplacement de l’extension de la cour et du parking) ne possède actuellement pas de réseau de collecte, les eaux y ruissellent de manière diffuse jusqu’à des grilles avaloirs localisées en bordure de l’enrobé de la cour. La superficie de cet impluvium est de 2680 m² environ. Cette surface est actuellement composée uniquement d’espaces verts. L’impluvium considéré par la suite possèdera la même emprise et inclura l’extension de la cour et le parking. L’extension du bâtiment de la demi-pension se fera sur des surfaces déjà imperméabilisées et le point de rejet sera inchangé, elle ne modifiera pas l’hydraulique de la parcelle. Les caractéristiques de l’impluvium d’étude à l’état actuel sont présentées dans le tableau ci-dessous. Tableau 4 : Caractéristiques du bassin versant de projet à l'état actuel Coefficient de Temps de Cote Cote Surface Longueur Pente ruissellement concentration maximale minimale (m²) (m) (%) décennal (%) (min) (m NGF) (m NGF) 2680 30 55 6.5 7 89.91 83.34 Le temps de concentration correspond au temps que va mettre une goutte d’eau pour parcourir le plus long chemin entre l’exutoire et le point qui en est le plus éloigné. La réponse du bassin versants aux sollicitations pluvieuses a été étudiée. Les débits de référence générés par le bassin versant à l’état actuel ont été estimés par la méthode rationnelle détaillée ci- dessous. Avec : • CT le coefficient de ruissellement de période de retour T • I(T,tc) l’intensité, exprimée en mm/h, de la pluie de période de retour T sur la durée Tc correspondant au temps de concentration du bassin versant. • S la superficie en ha du bassin versant Les débits de pointe générés par le bassin versant à l’état actuel pour différentes occurrences sont consignés dans le tableau ci-dessous. Tableau 5 : Débits de pointe à l'état actuel pour différentes occurrences Période de Coefficient de Débit de retour ruissellement (%) pointe (l/s) (années) 10 30 24 20 33 31 50 33 36 100 36 44 La capacité du réseau existant au droit de la cour actuelle a été estimée par la formule de Manning- Strickler. Pour le tronçon qui longe la demi-pension la capacité du réseau est de 50 l/s (DN 200, pente de 2%). Pour le tronçon qui traverse l’est de la cour, la capacité est de 56 l/s (DN 250, pente de 0,8%). Étude hydraulique – Agrandissement du collège 13 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 6 SITUATION DU PROJET VIS-A-VIS DE LA LOI SUR L’EAU Le projet sera à l’origine de rejets d’eaux pluviales dans le réseau pluvial communal ou dans le sous- sol par infiltration. Le gestionnaire du réseau pluvial exutoire doit fournir une autorisation de rejet au porteur du projet le cas échéant. Une partie de la cour sera déblayée, le nouveau bâtiment pourra de plus être assimilé à un remblai. Le détail des rubriques potentiellement concernées au titre de la Loi sur l’Eau est présenté dans le tableau ci-dessous. Tableau 6 :Bilan des rubriques potentiellement concernées au titre de la Loi sur l'Eau Rubrique Intitulé de la rubrique Commentaire sur la situation du projet Sondage, forage, y compris les essais de pompage, création de puits ou d’ouvrage souterrain, non destiné à un Dans le cadre des travaux ou des études usage domestique, exécuté en vue de la de sol, de piézomètres pourraient être recherche ou de la surveillance d’eaux posés. Le projet est soumis à déclaration si 1.1.1.0 souterraines ou en vue d’effectuer un des piézomètres sont posés. prélèvement temporaire ou permanent dans les eaux souterraines, y compris Déclaration dans les nappes d’accompagnement de éventuelle cours d’eau Rejets d’eaux pluviales dans les eaux douces superficielles ou sur le sol ou dans le sous-sol, la surface totale du projet, augmentée de la surface Les eaux pluviales seront rejetées dans un correspondant à la partie du bassin réseau pluvial existant ou par infiltration. naturel dont les écoulements sont 2.1.5.0 interceptés par le projet, étant: La surface drainée par le projet est inférieure à un hectare (2680 m²) 1° Supérieure à 20 ha (A) Exonération 2° Supérieure à 1 ha mais inférieure à 20 ha (D) Installations, ouvrages, remblais dans le lit majeur d’un cours d’eau: 1° Surface soustraite supérieure ou Le projet n’est pas situé en zone inondable. égale à 1 ha (A) 3.2.2.0 Exonération 2° Surface soustraite supérieure ou égale à 400 m² mais inférieure à 1 ha (D) Étude hydraulique – Agrandissement du collège 14 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Le projet n’entraine pas de prélèvements d’eau et n’a pas d’autres impacts sur le milieu aquatique. Néanmoins, vis-à-vis de la rubrique 1.1.1.0, il peut être soumis à déclaration au titre de la Loi sur l’Eau, uniquement pour la phase travaux. Dans ce cas, le maitre d’ouvrage adressera un dossier de déclaration simplifié au service instructeur. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 15 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 7 PRESCRIPTIONS LOCALES EN TERMES D’HYDRAULIQUE ET D’ASSAINISSEMENT 7.1 PLAN LOCAL D’URBANISME Le PLU de la commune de Nandy traduit règlementairement les orientations d’aménagement décidées par la commune. Le territoire de la commune est divisé en plusieurs zones ayant chacune un règlement propre. Le projet se situe en zone UB du PLU, l’emplacement du projet sur la carte de zonage du PLU est présenté ci-dessous. Emplacement du projet Figure 6 : Extrait de la carte de zonage du PLU de Nandy En zone UB, les prescriptions en termes d’assainissement pluvial stipulent que les nouvelles surfaces imperméabilisées doivent être raccordées au réseau pluvial public. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 16 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 7.2 SCHEMA DEPARTEMENTAL D’ASSAINISSEMENT DES EAUX PLUVIALES La zone d’étude est concernée par le schéma départemental d’assainissement des eaux pluviales (SDASS EP). Ce document, publié en 2014, synthétise les différentes réglementations qui peuvent s’appliquer au droit de la zone de projet. Les doctrines qui s’appliquent sont les suivantes : • Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) Seine Normandie. Le SDAGE préconise de favoriser l’infiltration des eaux pluviales si possible. Les ouvrages de gestion des eaux pluviales doivent être dimensionnées pour une pluie décennale. En l’absence de doctrine locale plus précise, le débit de fuite des projets vaut 1l/s/ha. • Schéma Directeur de la Région Ile-de-France (SDRIF). Le SDRIF préconise aussi de privilégier l’infiltration des eaux non polluées pour limiter au maximum les rejets. En cas de rejet superficiel ou dans un réseau pluvial, le débit de fuite doit être limité à 2l/s/ha. Dans le cas de la commune de Nandy, le règlement d’assainissement du syndicat d’agglomération nouvelle de Sénart d’applique. Ce document préconise, pour toute construction nouvelle, de favoriser l’infiltration des eaux au plus près de leur lieu de chute. Le débit d’eaux pluviales rejeté au réseau devra faire l’objet d’une limitation à 1l/s/ha. En cas d’impossibilité technique de favoriser l’infiltration, des tests de perméabilités doivent être réalisés pour justifier cette impossibilité. Dans le cadre du projet, le règlement d’assainissement du syndicat d’agglomération est la règlementation la plus précise et la plus contraignante. Ce règlement est de plus cohérent avec les autres doctrines applicables, il sera appliqué dans la suite de l’étude., Le rejet maximal dans le réseau pluvial sera de 1l/s/ha. Les ouvrages d’assainissement pluvial prévus dans le cadre du projet permettront en partie l’infiltration d’une pluie décennale. Pour cette occurrence de dimensionnement, le débit de fuite dans le réseau pluvial existant sera conforme au règlement d’assainissement. Le réseau pluvial existant de la cour se rejette actuellement dans le réseau public attenant à la parcelle d’étude. Le maitre d’ouvrage se rapprochera du gestionnaire du réseau soit pour mise à jour de la convention de rejet si elle existe, soit pour établir une convention pour cause de raccordement au réseau de surfaces nouvelles. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 17 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 8 INCIDENCES DU PROJET SUR LE MILIEU RECEPTEUR 8.1 CREATION DE SURFACES IMPERMEABILISEES Actuellement, la cour du collège est en grande partie imperméabilisées, des espaces verts enherbés sont néanmoins présents autour de cette surface revêtue en direction de l’allée des améthystes. L’extension de la cour, considérée comme totalement imperméable, sera construite sur des espaces verts. Le parking sera réalisé en partie (au niveau des places de stationnement) en matériaux de type Evergreen®. L’extension du bâtiment de la demi-pension est transparente en termes de surfaces imperméabilisées car aménagée sur la cour actuelle déjà imperméabilisée. L’augmentation de la surface imperméabilisée sur l’impluvium de projet est présentée dans le tableau ci-dessous. Tableau 7 : Bilan des surfaces de projet sur l'impluvium de projet Coefficient de Surface état Surface état Type de surface ruissellement actuel (m²) projet (m²) décennal (%) Surfaces imperméabilisées (surfaces 100 revêtues) 0 1400 Cour + voies de circulation du parking Places de parking (type Evergreen) 0 490 50 Espaces verts 2680 790 30 Total impluvium d’étude 2680 2680 Le coefficient de ruissellement décennal de l’impluvium de projet passe de 30% à 70%. 8.2 INCIDENCE SUR LE RUISSELLEMENT DES EAUX PLUVIALES Les modifications des ruissellements à l’état projets sont liées à l’augmentation des surfaces imperméabilisées et à la création d’un réseau pluvial (concentration des écoulements). Les caractéristiques de l’impluvium à l’état projet sont présentées ci-dessous. Tableau 8 : Caractéristiques de l'impluvium d'étude à l'état projet Coefficient de Temps de Cote Cote Surface Longueur Pente ruissellement concentration maximale minimale (m²) (m) (%) décennal (%) (min) (m NGF) (m NGF) 2680 67 55 3.7 6.6 85.40 83.30 Les débits de pointe obtenus par la méthode rationnelle pour les différentes occurrences sont présentés dans le tableau ci-dessous. Tableau 9 : Augmentation des débits de pointe à l'état projet Période de Coefficient de Débit de pointe à Débit de pointe à retour ruissellement à l’état actuel(l/s) l’état projet (l/s) (années) l’état projet (%) 10 70 24 59 20 71 31 68 50 72 36 81 100 74 44 92 Étude hydraulique – Agrandissement du collège 18 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 9 MESURES DE GESTION DES EAUX PLUVIALES EN PHASE EXPLOITATION 9.1 CAPACITE D’INFILTRATION DU TERRAIN METHODE EMPLOYEE Trois tests d’infiltration ont été réalisés le 03 janvier 2019. Les tests ont été réalisés selon la méthode Porchet à niveau constant. Les tests d’infiltration ont été réalisés après une période humide. Les trous ont été réalisés à la tarière manuelle dans un sol limoneux argileux compact. Ces conditions, ont limité la profondeur des essais d’infiltration dans certains cas. La localisation de ces trois tests est présentée par la figure ci-dessous. Figure 7 : Localisation des tests d'infiltration réalisés Test 2 Test 1 Test 3 Étude hydraulique – Agrandissement du collège 19 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy RESULTATS DES TESTS • Test n°1 Le test n°1 a traversé un niveau argilo-limoneux avant d’atteindre un niveau caillouteux qui a limité la profondeur du test à 40 cm. Après saturation hydraulique du sol, il n’a pas été détecté d’infiltration. Le terrain à cet endroit n’est pas favorable à l’infiltration superficielle. Des niveaux plus perméables existent peut-être à une profondeur plus importante mais n’ont pas pu être atteints. • Test n°2 Comme pour le test n°1, le test n°2 a traversé un niveau argilo-limoneux avant d’atteindre un niveau caillouteux qui a limité la profondeur du test à 40 cm. Après saturation hydraulique du sol, il n’a pas non plus été détecté d’infiltration. • Test n°3 Le test n°3 a été réalisé sur la butte enherbée qui semble constituée de remblais divers. Réalisé à une profondeur de 50 cm, à saturation hydraulique, le test n°3 a conduit à l’infiltration de 1,4L d’eau en 10min 24 sec. Le résultat de cette mesure est un coefficient d’infiltration de 4,4*10-5 m/s. Conclusion Les terrains au niveau de la cour ne se prêtent pas à l’infiltration. Par conséquent, l’impluvium de projet est séparé en deux entités : le parking, où l’infiltration des eaux pluviale est théoriquement envisageable, et l’extension de la cour (y compris le reste de la butte enherbée), où l’infiltration n’est pas possible. 9.2 METHODE DE DIMENSIONNEMENT DES VOLUMES DE RETENTION A METTRE EN OEUVRE Deux types d’ouvrages ont été étudiés : un ouvrage d’infiltration et un ouvrage classique avec rejet au réseau. Les volumes de rétention ont été obtenus à partir de la méthode dite « des pluies », où la courbe des volumes entrants est construite à partir des courbes intensité-durée-fréquence représentatives de la zone d’étude (pluviométrie issue de la station de Melun) Le débit de fuite étant admis constant, le problème se présente graphiquement comme suit : Figure 8 : Principe de la méthode des pluies Étude hydraulique – Agrandissement du collège 20 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy La différence d'ordonnées maximum ΔV obtenue au temps t, représente le volume à donner au bassin pour la pluie critique. Pour l’ouvrage d’infiltration, l’ouvrage proposé correspond à une tranchée drainante. Le débit de fuite de l’ouvrage correspond au débit d’infiltration sur toute la surface d’infiltration considérée (demi- surface des paroi et demi-surface de fond). Pour prendre en compte une diminution future des capacités d’infiltration des terrains, seule la moitié de la surface de fond a été prise comme participant à l’infiltration. Les caractéristiques de la tranchée drainantes sont exposées plus loin. Cet ouvrage est dimensionné pour une pluie décennale, les débits supérieurs sont évacués vers le réseau pluvial existant. À noter : Au regard des emprises disponibles et de la configuration du projet, l’ouvrage de rétention/infiltration sera implanté au nord du parking, côté talus. Il conviendra de ne pas implanter la tranchée drainante trop près du bord du talus afin de ne pas causer une déstabilisation de ce talus (surplombant la cour) par l’infiltration dans le sol des eaux pluviales. L’étude de sol à réaliser dans le cadre de la conception du projet devra préciser à quelle distance du bord du talus l’ouvrage de rétention/infiltration devra être positionné. Dans le cadre de la présente étude, l’ouvrage proposé est positionné au minimum à 5 m du talus. Dans le cas ou le risque serait trop élevé, les eaux du parking seraient à gérer avec les eaux de la cour dans un bassin de rétention unique avec rejet au réseau existant. Pour le bassin de rétention classique, il n’est pas possible de ménager un rejet gravitaire dans le réseau existant. Par conséquent, il est prévu une vidange par pompage de cet ouvrage. De plus, le réseau pluvial existant ne peut pas accepter un débit de surverse centennal. L’ouvrage étant situé dans la cour du collège, la stagnation d’eau dans la cour doit être évitée. Par conséquent, l’ouvrage sera dimensionné pour une occurrence centennale. Jusqu’à l’occurrence centennale, le débit envoyé au réseau sera uniquement un débit régulé qui respecte les préconisations du règlement d’assainissement communal. 9.3 IMPLANTATION DES OUVRAGES DE GESTION DES EAUX PLUVIALES SCENARIO D’AMENAGEMENT N°1 : GESTION SEPAREE DES EAUX DU PARKING ET DE LA COUR 9.3.1.1 Impluvium du parking Le volume de rétention nécessaire à la gestion des eaux pluviales du parking sera créé au niveau d’une tranchée drainante située le long de la bordure nord du futur parking. La tranchée drainante sera remplie de matériaux de granulométrie 20/40 de porosité 30%. La tranchée drainante sera alimentée par un regard de répartition visitable équipé d’une surverse. Deux drains PVC entourés de géotextile seront posés au fond de la tranchée drainante. La surverse du regard de répartition sera dirigée vers le réseau existant au moyen d’une conduite à tirer. Un plan d’implantation des ouvrages est présenté en annexe 1 et une coupe de principe de l’ouvrage est présentée en annexe 3. Les caractéristiques de la tranchée drainante prévue sont présentées dans le tableau ci-dessous. Tableau 10 : Hypothèses de dimensionnement de la tranchée drainante Occurrence de 10 ans dimensionnement Perméabilité (m/s) 4,4.10-5 Surface d’infiltration totale 85 (m²) Surface d’infiltration prise en compte (coefficient de 42,5 sécurité de 2), m² Étude hydraulique – Agrandissement du collège 21 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Débit de fuite (l/s) 1,02 Largeur tranchée drainante 2,5 (m) Volume à stocker (m3) ) 18 Cote fil d’eau utile (m NGF) 85.20 Tableau 11 : Caractéristiques de la tranchée drainante prévue Volume utile tranchée (m3) ) 18 Volume rétention total tranchée (m3)) – matériaux à 54 30 % de vide Hauteur utile (m) 1,5 Longueur tranchée drainante 14 (m) Largeur tranchée drainante 2,5 (m) Cote projet fini (m NGF) 85,40 Cote fil d’eau utile (m NGF) 85.20 Cote fond tranchée (m NGF) 83.70 Hauteur lame déversante 0.10 déversoir de sécurité (m) Débit de surverse centennal 59 évacué (l/s) En cas d’évènement d’occurrence plus que décennale, les eaux issues du réseau du parking rejoindront par surverse une conduite vers le réseau existant. 9.3.1.2 Impluvium de l’extension de la cour Les eaux de ruissellement issus de cet impluvium seront gérées par un bassin de rétention enterré sous l’extension de la cour. Le bassin sera dimensionné pour une occurrence centennale et sa vidange s’effectuera par pompage. Le volume utile du bassin sera occupé par des structures alvéolaires ultra-légères de type Fränkische Rigofill® ou équivalent. L’implantation du bassin est présentée sur l’annexe 1 et une coupe de principe est présentée en annexe 4. Les caractéristiques du bassin projeté sont présentées par le tableau ci-dessous. Tableau 12 : Hypothèses de dimensionnement du bassin de rétention Occurrence de 100 ans dimensionnement Débit de fuite unitaire (l/s/ha) 1 Débit de fuite total (l/s) 0,1 l/s Volume à stocker (m3) ) 51 Étude hydraulique – Agrandissement du collège 22 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy Tableau 13 : Caractéristiques du bassin de rétention prévu Volume utile bassin (m3) ) 51 Volume rétention total (structures alvéolaires à 95% 54 de vide) Hauteur utile (m) 1 Cote projet fini (m NGF) 83,30 Cote Plus Hautes Eaux 82,40 exceptionnelles (m NGF) Cote fil d’eau utile (m NGF) 82,30 Cote fond bassin (m NGF) 81,30 Fil d’eau de rejet) 82,30 Hauteur lame déversante 0.10 déversoir de sécurité (m) Le déversoir de sécurité ne fonctionnera qu’en cas de défaillance simultanée des deux groupes de pompes. Au vu des faibles débits à évacuer, les pompes qui seront installées seront des pompes de type vide- cave. Le fonctionnement de ces pompes sera automatique et sera indexé sur le niveau dans le bassin. Le niveau de démarrage sera fixé à la cote de fond + 10 cm et le niveau d’arrêt correspondra à la cote de fond. L’extension du bâtiment de la demi-pension s’accompagnera de la déconnexion d’une partie du réseau pluvial actuel. Ce réseau sera remplacé par des conduites de diamètre 300 mm le long du bâtiment à l’état projet. Les pentes ne seront pas modifiées par rapport au réseau qui sera déconnecté. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 23 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy SCENARIO D’AMENAGEMENT N°2 : MISE EN ŒUVRE D’UN BASSIN UNIQUE Dans ce scénario d’aménagement, toutes les surfaces correspondant à l’extension de la cour, au parking et à la butte enherbée sont collectées par un réseau à créer en direction d’un unique bassin de rétention dimensionné pour une occurrence centennale. Le bassin est du même type que celui proposé pour le scénario 1 (enterré à structures alvéolaires ultra-légères avec vidange par pompage). Tableau 14 : Hypothèses de dimensionnement du bassin de rétention Occurrence de 100 ans dimensionnement Débit de fuite unitaire (l/s/ha) 1 Débit de fuite total (l/s) 0,2 l/s Volume à stocker (m3) ) 100 Tableau 15 : Caractéristiques du bassin de rétention prévu Volume utile bassin (m3) ) 100 Volume rétention total (structures alvéolaires à 95% 105 de vide) Hauteur utile (m) 1 Cote projet fini (m NGF) 83,30 Cote Plus Hautes Eaux 82,40 exceptionnelles (m NGF) Cote fil d’eau utile (m NGF) 82,30 Cote fond bassin (m NGF) 81,30 Fil d’eau de rejet) 82,30 Hauteur lame déversante 0.10 déversoir de sécurité (m) Étude hydraulique – Agrandissement du collège 24 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 9.4 ESTIMATIF DES AMENAGEMENTS HYDRAULIQUES Les tableaux ci-dessous donnent un estimatif des aménagements hydrauliques prévus. Ce chiffrage est indicatif et ne saurait remplacer un métré précis. SCENARIO 1 Tableau 16 : Scénario 1 : Estimatif des aménagements hydrauliques prévus (impluvium du parking) Poste Prix unitaire € Quantité Prix HT (€) Tranchée drainante et 200 €/m2 40 8000 équipements associés Pose conduite 150 €/ml 60 9000 béton Pose caniveau à 100 €/ml 95 9500 grille Regard béton avec 1000 5 5000 tampon/grille Regard de répartition avec 10 000 1 10 000 surverse Total HT (€) 41 500 Tableau 17 : Scénario 1 : Estimatif des aménagements hydrauliques prévus (cour) Poste Prix unitaire € Quantité Prix HT (€) Bassin enterré 1000 €/m3 55 55 000 Pose conduite béton 150 €/ml 30 4500 (extension cour) Pose conduite béton (remplacement réseau 150 €/ml 80 12 000 cour existant) Regard béton avec tampon/grille (extension 1000 5 5000 cour) Regard béton avec tampon/grille 1000 5 5000 (remplacement réseau cour existant) Ouvrage de sortie du 10 000 1 10 000 bassin Pompe de vidange (yc 500 2 1000 instrumentation associée) Total HT (€) 92 500 Sur l’ensemble de l’opération, le cout des aménagements hydrauliques est de 134 000 € HT. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 25 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy SCENARIO 1 Tableau 18 : Scénario 2 : Estimatif des aménagements hydrauliques prévus Poste Prix unitaire € Quantité Prix HT (€) Bassin enterré 1000 €/m3 105 105 000 Pose conduite béton 150 €/ml 50 7500 (extension cour et parking) Pose conduite béton (remplacement réseau 150 €/ml 80 12 000 cour existant) Pose caniveau à grille 100 €/ml 95 9500 Regard béton avec tampon/grille (extension 1000 5 5000 cour + parking) Regard béton avec tampon/grille 1000 5 5000 (remplacement réseau cour existant) Ouvrage de sortie du 10 000 1 10 000 bassin Pompe de vidange (yc 500 2 1000 instrumentation associée) Total HT (€) 150 000 Sur l’ensemble de l’opération, le cout des aménagements hydrauliques est de 150 000 € HT. Étude hydraulique – Agrandissement du collège 26 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 10 CONCLUSION Le projet concerne le collège Robert Buron de Nandy qui verra le bâtiment de la demi-pension agrandi, la cour étendue et un nouveau parking créé.. L’augmentation de la surface imperméabilisée sera compensée par la création d’ouvrages de gestion des eaux pluviales (tranchée drainante et bassin de rétention). Actuellement, les surfaces de la cour sont collectées et les ruissellements qui en sont originaires sont rejetés directement dans le réseau pluvial communal. À l’état projet, les ruissellements issus de ces surfaces seront pris en charge par les ouvrages nouveaux. Ces eaux n’iront plus dans le réseau existant, ce qui constitue une amélioration de l’état actuel. La sollicitation du réseau pluvial de la commune sera réduite. Deux scénarii d’aménagement de gestion des eaux pluviales ont été proposés : Scénario 1 : Gestion séparée des eaux du parking et de l’extension de la cour o Pour le parking, mise en œuvre d’une tranchée drainante dimensionnée pour une occurrence décennale. Volume à mettre en œuvre : 54 m3. o Pour la cour : mise en œuvre d’un bassin enterré à structures alvéolaires ultra-légères avec rejet au réseau par pompage. Volume du bassin : 54 m3 (dimensionné à 100 ans) Scénario 2 : Gestion commune des eaux pluviales du parking et de l’extension de la cour, bassin enterré avec vidange par pompage dimensionné à 100 ans (volume de 105 m3). Étude hydraulique – Agrandissement du collège 27 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy 11 ANNEXES ANNEXE 1: PLAN D’IMPLANTATION DES AMENAGEMENTS HYDRAULIQUES PROJETES (SCENARIO 1) Étude hydraulique – Agrandissement du collège 28 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy ANNEXE 2: PLAN D’IMPLANTATION DES AMENAGEMENTS HYDRAULIQUES PROJETES (SCENARIO 2) Étude hydraulique – Agrandissement du collège 30 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy ANNEXE 3 : COUPE DE PRINCIPE DE LA TRANCHEE DRAINANTE Étude hydraulique – Agrandissement du collège 32 /34 Janvier 2019 Collège Robert Buron – Nandy ANNEXE 4 : COUPE DE PRINCIPE DU BASSIN DE RETENTION PROJETE Étude hydraulique – Agrandissement du collège 34 /34 Janvier 2019
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