Exfiltration (HU)

Traduction anglaise : Seepage, Exfiltration

Dernière mise à jour : 16/11/2023

En assainissement et en hydrologie, ce terme désigne une fuite d'eau à travers les éléments d'un système d'assainissement vers le sol ; il s'utilise dans différents domaines :

• pour parler des fuites d'eau depuis un réseau d'assainissement (De Bénédittis, 2004) ;
• pour parler du flux d'eau envoyé à travers un substrat poreux, depuis le canal d'amenée d'un bassin de retenue vers un ouvrage de stockage complémentaire, et destiné au confinement des premiers flots d'orage (Ellis et al, 2004) ;
• pour parler du débit qui sort d'un milieu poreux identifié (par exemple le substrat d'un ouvrage de gestion des eaux pluviales) pour aller dans un autre milieu poreux (par exemple le sol environnant) (Brown et al, 2008 ; Flanagan et al, 2017).

Nota : Dans le cas des ouvrages d'infiltration, il paraît ainsi logique de parler d'infiltration pour désigner le flux d'eau qui rentre depuis la surface vers l'ouvrage, et d'exfiltration pour parler du flux d'eau qui sort de l'ouvrage pour migrer vers le sol sous-jacent et/ou la nappe phréatique (voir figure 2).

Exfiltration depuis les réseaux d'assainissement

L’exfiltration depuis les réseaux d'assainissement est un phénomène difficilement observable et très peu étudié qui est généralement défini comme une composante négative dans le bilan des composantes du débit d’eaux usées ou comme une source de recharge particulière des aquifères urbains. Elle se produit par les mêmes défauts d'étanchéité que l'infiltration (introduction d'eau depuis le sol vers le réseau, voir Eau claire parasite (HU)), le sens de l'écoulement dépendant de la différence de pression entre l'intérieur du réseau et le sol environnant. Les débits exfiltrés sont généralement inférieurs aux débits infiltrés car les sédiments fins transportés à l'intérieur du réseau ont tendance à colmater les défauts d'étanchéité (Ellis et al, 2004). En revanche il s'agit d'un phénomène dangereux. En effet, d'une part les débits exfiltrés peuvent contaminer la nappe et, d'autre part, ils contribuent à déstructurer le sol environnant ce qui peut déstabiliser la conduite et amener à sa ruine (figure 1).

Figure 1 : Différentes étapes de l'affaissement d’une conduite sous l’influence de l’infiltration et de l’exfiltration ; Source : WEFF, 1994, cité par De Bénédittis (2004)

Exfiltration depuis un ouvrage d'infiltration

Flanagan et al (2017), à la suite de Brown et al (2008) ont introduit ce terme pour parler de l'eau qui sort d'un milieu poreux (par exemple le substrat d'un ouvrage de gestion des eaux pluviales) pour aller dans un autre milieu poreux (le sol environnant). Les eaux ainsi exfiltrées peuvent ensuite s'infiltrer profondément et rejoindre la nappe, ou rester provisoirement stockée dans le sol et être ultérieurement restituées à l'atmosphère par évapotranspiration (voir figure 2).

Figure 2 : Différents modes de vidange des ouvrages d'infiltration des eaux pluviales : le volume d'eau qui rentre dans l'ouvrage par infiltration (1) peut être évacué par évapotranspiration (2), et/ou exfiltration (3), et/ou drainage à débit régulé ou non vers un exutoire de surface (cours d'eau, lac) ou vers un réseau (4).

Cette notion est intéressante pour éviter la confusion souvent faite par la double utilisation du terme infiltration pour parler à la fois du flux d'eau qui rentre dans l'ouvrage et de la partie qui en sort à travers le sol avoisinant. Elle est tout à fait conforme à la définition générique retenue au départ.

Bibliographie :

• Brown, R.A., Hunt, W.F. (2011) : Underdrain Configuration to Enhance Bioretention Exfiltration to Reduce Pollutant Loads ; J. Environ. Eng., 2011, 137(11): 1082-1091.
• De Bénédittis, J. (2004) : Mesurage de l’infiltration et de l’exfiltration dans les réseaux d’assainissement ; thèse INSA Lyon ; téléchargeable sur : http://csidoc.insa-lyon.fr/these/2004/de_benedittis/04_table_des_matieres.pdf.
• Ellis, J.B., Chocat, B., Fujita, S. Marsalek, J., Rauch, W. (2004) : Urban Drainage: A Multilingual Glossary ; IWA Publishing.
• Flanagan, K., Branchu, P., Boudahmane, L., Caupos, E., Demare, D., Deshayes, S., Dubois, P., Meffray, L., Partibane, C., Saad, M., Gromaire, M.-C. (2017) : Vers une maîtrise à la source de la contamination des eaux pluviales urbaines : rétention et devenir de micropolluants dans deux ouvrages de filtration végétalisés ; TSM n°12, 2019 ; pp 65-88 ; disponible sur : https://astee-tsm.fr/numeros/tsm-12-2019/flanagan/.