Microstockage (HU)

Méthodes de dimensionnement des ouvrages de stockage restituant par évapotranspiration

Traduction anglaise : surface blanket

Dernière mise à jour : 31/07/2023

Dispositif ponctuel permettant le stockage provisoire de l'eau dans un ouvrage fermé ; un microstockage est constitué de matériaux (sol végétal, graviers, concassés, etc.) ayant une grande quantité de vides interstitiels ; les microstockages se distinguent des massifs enterrés par le fait qu'ils sont le plus souvent placés au dessus d'une surface aménagée généralement imperméable ; ils se distinguent des structures réservoirs par le fait qu'ils n'ont pas de fonction structurelle et qu'ils sont généralement végétalisés. La restitution de l’eau stockée se fait ainsi principalement par évapotranspiration, et, en ce qui concerne le trop plein, à débit contrôlé (ou non) vers un exutoire aval ou un ouvrage infiltrant.

Figure 1 : Exemple de microstockage traité en jardinière ; Source : Direction de l'eau, Lyon Métropole.

On parle également de Massif stockant, Jardinière, Massif végétalisé de surface, etc.

Généralités

Principes et variantes

Le principe de base des dispositifs de ce type est de profiter de surfaces imperméables inutilisées pour stocker provisoirement une partie des eaux pluviales précipitées tout en introduisant de la végétation. Les dispositifs prennent le plus souvent l'apparence de bacs, de jardinières, de grands pots de fleurs (figure 2), etc. Ils peuvent être alimentés directement par l'eau précipitée sur leur surface, dans ce cas leur capacité d'interception reste faible, ou être placés à l'exutoire d'une surface imperméable, par exemple une toiture (figure 1 et figure 4).

Figure 2 : Une série de pots de fleurs géants de ce type installés sur un trottoir peut recouvrir jusqu'à 10% de la surface imperméable et la déconnecter ainsi du réseau ; Crédit photo Bernard Chocat.

La restitution du volume stocké se fait principalement par évapotranspiration. L'évacuation du volume qui ne peut pas se stocker dans le dispositif s'effectue au point bas pour éviter de saturer le substrat de façon durable, ce qui poserait des problèmes à la végétation (il est également possible d'installer un trop plein dans la partie supérieure). Elle peut se faire (figure 3) :

• de façon libre sous la couche de substrat (dispositif drainé) ;
• avec un limiteur contrôlant le débit évacué sous la couche de substrat, ce qui permet d'augmenter le volume que l'on peut stocker provisoirement dans l'ouvrage (dispositif régulé).

Figure 3 : L'évacuation se fait au fond du disposif soit de façon libre (ouvrage drainé), soit de façon contrôlé par un limiteur de débit.

Du fait de leur capacité limité de rétention les microstockage sont souvent utilisés en complément d'autres ouvrages et intégrés dans une chaine de traitement (figure 4).

Figure 4 : Les microstockages s'inscrivent facilement dans les chaines de solutions : dans le cas de cet exemple un premier stockage des eaux de toitures est fait dans les jardinières et le trop plein est évacué vers un massif enterré infiltrant ; Crédit photo Bilel Afrit.

Pour augmenter le volume d'eau stocké il est possible de doter le dispositif d'une réserve alimentant la terre végétale par un système de mèches (bac à réserve d'eau, figure 5).

Figure 5 : Les dispositifs de ce type peuvent être munis d'une réserve d'eau dans leur partie basse, l'eau remontant dans le substrat par capillarité.

Historique

Dans les premiers documents relatifs aux techniques alternatives (STU, 1982), les microstockages étaient uniquement conçus comme des réservoirs de stockage installés en bas des descentes d'eau pluviale et restituant l'eau au réseau avec un débit contrôlé. Cette vision est encore celle d'Azzout et al (1994).

Nota : Dans le DEHUA, les réservoirs de stockage de ce type sont considérés comme des citernes, qu'ils aient on non une fonction de récupération de l'eau de pluie, et sont donc traités dans cet article.

Ce n'est que dans les années 2000 qu'il est envisagé d'utiliser au moins en partie l'évapotranspiration pour restituer l'eau à l'atmosphère et limiter ainsi les rejets au réseau. Il est probable que cette idée a d'abord été envisagée pour "reverdir" la ville avant de penser qu'elle pouvait jouer un rôle dans le contrôle du ruissellement. En tout cas on ne trouve pas d'éléments relatifs à ce concept dans les ouvrages consacrés aux solutions alternatives de gestion des eaux pluviales avant le début du XXIème siècle. En revanche les ouvrages de ce type commencent à apparaître dans différents guides techniques publiés par des collectivités locales à partir des années 2010.

Fonctions et cobénéfices

De façon pratique les solutions simples de type "jardinière" sont généralement principalement destinées au verdissement de la ville. Leur impact hydrologique peut sembler limité mais ces dispositifs présentent cependant un intérêt dans la gestion des eaux pluviales urbaines. En effet, même si chaque dispositif pris isolément ne retient qu'un volume d'eau très faible, le fait que l'on puisse les multiplier facilement leur confère une certaine efficacité hydrologique. Ainsi, le fait qu'ils soient installés au dessus de surfaces imperméables permet de déconnecter une partie de ces surfaces du réseau, même s'il ne s'agit pas réellement d'une désimperméabilisation car le sol sous-jacent reste recouvert.

Ces installations peuvent donc être considérées comme une alternative sérieuse à la désimperméabilisation dans tous les contextes où celle-ci est difficile à mettre en œuvre (notamment dans les rues étroites ou pentues de certains centres-villes anciens, ou au droit d’un sous-sol aménagé ; voir figure 6).

Figure 6 : Exemple de la rue Caisserie, dans le 2ème arrondissement de Marseille, où l'utilisation de microstockages végétalisés pourrait constituer une solution intéressante pour compléter/remplacer des opérations de désimperméabilisation difficiles à mettre en place du fait du contexte urbain ; Crédit photo Daniel Pierlot.

Les dispositifs de ce type sont également efficaces en termes de lutte contre la pollution. D'une part, le fait qu'ils soient situés au plus près (voire au-dessus !) des zones de production limite fortement la longueur des trajets en surface et donc la concentration en polluants (voir Pollution des eaux de ruissellement (HU)). D'autre part, leur mode de restitution permet de bloquer presque totalement tous les polluants dans le substrat (hors trop plein).

Sur un autre plan, l'intérêt principal est de contribuer à végétaliser la ville en augmentant la surface d'espaces verts sans avoir à mener d'opération trop lourde sur le sol et le sous-sol (figure 6). Même si cette opération, consistant à mettre en place une végétation hors-sol, apparaît artificielle, elle joue donc un rôle intéressant en termes esthétiques et en termes bioclimatiques (rôle de l'évapotranspiration pour lutter contre les ilots de chaleur). Il est cependant important de ne pas être trop optimiste et de bien adapter l'importance et la taille de la végétation installée au volume de terre mis à sa disposition.

Nota important : Ce type de solutions est cependant, sauf cas particuliers, à réserver au traitement des espaces déjà aménagés. En ce qui concerne les opérations nouvelles, il est le plus souvent largement préférable de ne pas imperméabiliser et d'utiliser directement le sol en place plutôt que de créer un sur-sol artificiel.

Conception

Conception générale

Du fait de la très grande diversité des solutions possibles et également de celle des motivations susceptibles d'être à l'origine des dispositifs de ce type, il est très difficile de donner des conseils généraux sur leur conception. La seule suggestion susceptible d'être utile, chaque fois que l'on s'interroge sur la meilleure façon d'améliorer la gestion des eaux pluviales d'une zone existante, est probablement la suivante :

• recenser les espaces imperméables sans affectation spécifique susceptibles d'être utilisés ;
• envisager les différentes solutions possibles permettant de mobiliser ces surfaces pour installer des microstockages (éventuellement en lien avec d'autres solutions).

Principes de dimensionnement et choix des dimensions

Les méthodes utilisables sont présentées dans l'article Méthodes de dimensionnement des ouvrages de stockage restituant par évapotranspiration (HU). Du fait des faibles enjeux associés à ce type de dispositifs les méthodes simplifiées suffisant généralement.

Réalisation / impacts négatifs potentiels et précautions à prendre

Les principales difficultés associées à ce type d'ouvrage ne sont pas dues aux aspects hydrologiques mais à la bonne gestion de la végétation. Il est en particulier nécessaire de bien ajuster le volume et la profondeur du substrat à la taille des végétaux que l'on souhaite installer dans l'ouvrage. Un volume de 1 m³ et une profondeur de 1 m constituent des minimum absolu pour un arbre de 3 à 4 m de hauteur. A défaut il faudra se contenter d'arbustes de petite taille ou de plantes d'ornement.

Il est également important de bien prendre garde au dispositif de vidange ou de trop plein pour éviter qu'il ne se colmate et bien diriger les eaux évacués vers un dispositif adapté (ouvrage d'infiltration, réseau), en évitant de perturber les usagers de l'espace.

Vie de l’ouvrage

Comme pour le paragraphe précédent, les principales contraintes d'exploitation sont associées à la végétation :

• un arrosage est à prévoir pendant les périodes sèches, au moins pendant les 3 premières années de plantation ;
• une taille régulière et un apport éventuel de matière organique sont également nécessaires ;
• enfin toute plante a une durée de vie limitée et un renouvellement est à programmer de façon régulière (dépendant du type de végétation).

Bibliographie :

• Azzout, Y., Barraud, S., Cres, F.N., Alfakih, E. (1994) : Techniques alternatives en assainissement pluvial - Choix, conception, réalisation et entretien ; ed. Tec et Doc ; Lavoisier ; Paris.
• STU (1982) : La maîtrise du ruissellement des eaux pluviales : quelques solutions pour l'amélioration du cadre de vie ; Service Technique de l'Urbanisme ; Ed. Maugein & Cie, Paris ; 64 p