PFE - La désimperméabilisation des villes : vers une gestion intégrée des eaux pluviales

INFRASTRUCTURE, SUPPORT DE PAYSAGES

LA DESIMPERMEABILISATION DES VILLES VERS UNE GESTION INTEGREE DES EAUX PLUVIALES

Corentin Van Pevenaeyge

Au terme de ce Projet de Fin d’Etude, je tiens à remercier les différentes personnes que j’ai pu rencontrer et avec qui j’ai pu échanger pour enrichir ma réflexion. Mes remerciements s’adressent plus particulièrement à Olivia Bara, Michel Bastin, Lydie Segura, Alexis Gerardy et Noé Hanciaux.

Master en architecture du paysage, Atelier PFE_Q10_2021.

Encadrants : Hugues Sirault coordinateur (HECH), Thierry Kandjee (ULB), Grégory Mahy (ULg).

TABLE DES MATIERES 1: Comment prévenir des risques d’inondations en milieu urbain ?

p.1

Indice Etat de l’art Hypothèse

p.3 p.5 p.6

2: La désimperméabilisation : vers une amélioration du cadre de vie urbain

p.7

Analyse contextuelle AFOM - Diagnostic : Enjeux et Objectifs

p.9 p.10

3: Scénarios : vers une approche multiscalaire

p.11

S1 - Adaptation des coeurs d’ilots S2 - Adaptation de l’espace public S3 - Adaptation des infrastructures régionales Evaluation des 3 scénarios Approfondissement - Fusion des 3 scénarios Avant-Projet : Zoom d’application Programmation

p.13 p.14 p.15 p.16 p.16 p.17 p.20

4: Le bassin versant : vers une gestion intégrée des eaux pluviales

p.21

Limites de l’étude Contribution individuelle

p.22 p.22

5: Bibliographie

p.23

1: Comment prévenir des inondations en milieu urbain ?

1.

Légende : Inondations en Région bruxelloise causée par de fortes précipitations, réseau d’égouttage saturé (Source : Projet de plan régional de lutte contre les inondations 2008 - 2011)

2.

INDICE

Au cours du temps, la Région de Bruxelles-Capitale a connu une urbanisation grandissante. Au fil de son évolution, cette urbanisation s’est traduite par une diminution du réseau hydrographique bruxellois avec, notamment, le voutement de la Senne et la disparition des zones naturelles de débordement tels que les cours d’eau, les étangs et les zones humides ainsi que par une forte augmentation du taux d’imperméabilisation des sols. En effet, le taux des surfaces imperméabilisées de la Région de Bruxelles-Capitale a augmenté de 20% entre 1955 (27%) et 2006 (47%). Cette augmentation s’observe sur l’ensemble du territoire bruxellois mais ne touche pas les différentes communes de la même manière. Ainsi, aujourd’hui, Saint-Gilles est la commune possédant la plus grande portion de surfaces imperméabilisées par rapport à sa superficie totale (85%).

A la suite de cette imperméabilisation grandissante, la proportion des précipitations ruisselantes vers le réseau d’égouttage est de plus en plus conséquente. Ainsi, lors des événements pluvieux importants, les eaux pluviales qui ne peuvent s’infiltrer ruissellent et se concentrent dans les vallées du territoire bruxellois, produisant ainsi des inondations lorsque le réseau d’égouttage est saturé. Ainsi, la problématique des inondations en région bruxelloise s’explique d’une part par une trop grande proportion des surfaces imperméabilisées ainsi que par un réseau d’égouttage de type «unitaire» saturé qui n’est pas conçu pour recevoir de grands volumes lors des épisodes pluvieux.

3.

Carte des proportions de surfaces imperméables pour la RBC Limites administratives Surfaces imperméables Surfaces perméables

Source : Vanhuyse S., Depireux J., Wolff E. (octobre 2016). Etude de l’évolution de l’imperméabilisation du sol en Région de Bruxelles-Capitale [Fichier PDF], p.32.

Carte des aléas d’inondations «pluviales» pour la RBC Limites administratives Aléa faible Aléa moyen Aléa élevé

Source : Réalisation personnelle sur base des données SIG de Bruxelles Environnement relatives aux aléas d’inondations 4.

ETAT DE L’ART

Dans le cadre de ce Projet de Fin d’Etude, j’ai décidé de travailler sur la question de la gestion des eaux pluviales en milieu urbain et, plus particulièrement, à l’échelle de la commune de Saint-Gilles.

Pourquoi Saint-Gilles ? Car il s’agit de la commune bruxelloise possédant le plus haut taux de superficies imperméabilisées (85%) mais aussi car les aléas d’inondations «pluviales» touchent 35,95 % de son territoire.

Cependant, la problématique des inondations ne se limite pas aux limites administratives. De ce fait, un sous-bassin versant a été déterminé sur base du relief et des aléas d’inondations de SaintGilles pour délimiter le site d’étude du PFE. Ainsi, le périmètre d’étude comprend intégralement la commune de Saint-Gilles mais également des fractions des communes de Forest, Uccle, Ixelles et Bruxelles-Centre.

Limites du sous-bassin versant étudié Courbes de niveaux Ligne de crête Aléa faible Aléa moyen Aléa élevé

Source : Réalisation personnelle sur base des données SIG de Bruxelles Environnement relatives aux aléas d’inondations et au relief

5.

Organisme

Bruxelles Environnement

Plan de Gestion de l’Eau de la Région de Bruxelles-Capitale (01/2017)

Bruxelles Environnement

Eaux de pluie, un atout pour l’espace public. Etude présentant des projets innovants en matière de gestion des eaux pluviales sur l’espace public et en voirie (30/04/14)

Bruxelles Environnement

Guide Bâtiment Durable (2015)

Sujet traité

Apport PFE

Analyse des caractéristiques des masses d’eau de surface et souterraine et étude des incidences des activités anthropiques sur celles-ci. Analyse économique de l’utilisation de l’eau pour le District hydrographique international de l’Escaut. De plus, ce document décrit différentes mesures et recommandations visant à améliorer la gestion des eaux pluviales ainsi que la qualité des eaux sur son territoire.

Ce document contient 60 exemples de projets (bruxellois, belges ou étrangers) de gestion et de valorisation des eaux pluviales sur l’espace public et en voiries.

Chaque projet y est détaillé et illustré.

Ce document reprend des fiches explicatives pour les différents ouvrages et techniques de gestion des eaux pluviales à l’échelle de la parcelle privée et de l’espace public en milieu urbain.

Justification de l’importance du sujet traité

Projet de recherche-action ayant pour objectif d’explorer de nouvelles réponses aux inondations en améliorant la Brusseau Bruxelles sensible à l’eau (2019) capacité de l’espace urbain à récolter, absorber et écouler les eaux pluviales actuellement rejetées à l’égoût.

Document remettant en cause le projet de bassin d’orage du Square Brusseau Lainé à Forest en explorant et Le bassin d’orage du Square Lainé : proposant divers aménagements la seule solution face aux inondations de gestion intégrée des eaux ? (2020) pluviales : noues, arbres de pluies, désimperméabilisation, ...

Ce document reprend l’analyse et le diagnostic effectués dans le cadre du CQD Gare Habitante en CityTools CQD Gare Habitante : Diagnostic et ciblant les enjeux présents dans Programme (2020) le périmètre d’étude et présente le programme des interventions à venir dans ce CQD.

Source de projets de références et permet la réalisation d’une boîte à outils pour la phase de scénarios et de projet.

Exemples de différents outils applicables en milieu urbain sur base du concept de Nouvelle Rivière Urbaine.

Permet également de constituer une base pour l’élaboration d’une boîte à outils.

Document présentant de nouvelles approches de gestion des eaux pluviales qui peuvent être intéressantes à être analysées et appliquées sur le site d’étude.

Application des nouvelles approches développées dans le projet Brusseau : projet et aménagements de références.

Source de données pour une partie de l’analyse du sous-bassin versant étudié ainsi que pour la détermination de certains enjeux et objectifs. Montre également des exemples de projets intéressants.

HYPOTHÈSE Et si nous explorions la désimperméabilisation et la séparation des eaux pluviales du réseau d’égouttage pour réduire les risques d’inondations «pluviales» en ville 6.

2: La désimperméabilisation: vers une amélioration du cadre de vie urbain

7.

8.

Géologie

Hydrologie

Surfaces imperméables

Surfaces perméables

Chemin de l’eau

Volonté de végétalisation

ANALYSE CONTEXTUELLE

Source : Réalisations personnelles sur base des données SIG de Bruxelles Environnement 9.

CQD «Wiels-sur-Senne» CQD «Gare habitante» CQD «Parvis-Morichar» Zones de carence en espaces verts publics

Sens du ruissellement/de la pente

Espaces verts publics au sein du BV Espaces verts publics périphériques Intérieurs d’îlots perméables / végétalisés Arbres d’alignement

Bâtiments Coeurs d’ilots imperméables Voiries

Aléas d’inondation faibles Aléas d’inondations moyens

Cours d’eau à ciel ouvert Cours d’eau souterrain/voûté

Aléas d’inondation élevés

Sables et argiles de Sint-Huibrechts-Hern

Sables de Bruxelles

Argiles de Maldegem

Sables et argiles de Tielt

Sables de Maldegem

Sables et argiles de Kortrijk

Sables de Lede

Argiles de Kortrijk

Sols favorables à l’infiltration

AFOM - Diagnostic : Enjeux et Objectifs ATOUTS • • • •

FAIBLESSES

Présences d’espaces verts publics.

• Milieu associatif fort.

Sensibilisation grandissante face à la gestion des eaux pluviales.

• Les différents types de sous-sols sont majoritairement perméables.

• • • •

OPPORTUNITÉS •

• •

Présence de 3 Contrats de Quartier Durable sur • le territoire qui visent à améliorer l’habitabilité des • quartiers par le biais de la végétalisation de l’espace public ainsi que par une volonté de décentraliser la gestion des eaux pluviales.

Sous-sols majoritairement perméables, permettant ainsi d’envisager l’infiltration des eaux pluviales • Espaces verts publics et arbres d’alignement permettant une base à l’élaboration d’une trame verte et bleue

Faible superficie d’espaces verts (4,3% du territoire) et certains de ces espaces ne sont que très peu végétalisés.

Le site est fortement imperméabilisé : 67,93% du territoire.

Réseau d’égouttage de type unitaire : pas de séparation entre les eaux usées et les eaux pluviales.

Cycle de l’eau rompu Eau considérée comme un élément technique à évacuer Topographie rendant la collecte d’eau difficile dans les fortes pentes

MENACES Carence en espaces verts publics Problèmes d’inondation dus aux ruissellements des eaux pluviales ainsi que par un réseau d’égouttage qui n’est pas dimensionné que pour recevoir les eaux de pluies lors des périodes de fortes intempéries.

Volume d’eau à gérer, calculé pour une pluie de 1H avec période de retour de 25 ans, de 76279,76 m³.

10.

3: Scénarios : vers une approche multiscalaire

11.

Actuellement, les infrastructures régionales (grandes avenues, chaussées, ..., gérées par la Région de Bruxelles-Capitale) s’étendent sur de nombreux mètres carrés et représentent de véritable «autoroute d’eau» de par leur dimension et leur haut taux d’imperméabilité. Ces infrastructrures fragmentent également le paysage dans lequel elles viennent s’inscrire. Ainsi, ce scénario a pour objectif de venir exploiter le potentiel qu’offre ces espaces en venant y aménager des ouvrages de gestion des eaux pluviales. Les grandes bermes centrales, déjà végétalisées ou non, se voient transformées en de grandes noues ou en grands jardins de pluie. Les trottoirs, parkings et voies de tram font peau neuve et se perméabilisent autant que possible. Au travers des différentes interventions, la proportion de surfaces perméables passent de 28,17 à 33,33 %.

Actuellement, l’espace public est imperméabilisé à 75,3% avec une carence notoire en espace vert public sur le périmètre d’étude (Plan Nature de Bruxelles). Dans ce scénario, l’espace public est adapté en venant augmenter la proportion des surfaces perméables afin d’accroitre les zones d’infiltration des eaux pluviales en vue de diminuer le volume d’eau ruissellé. Selon la typologie d’espace (places, parcs, voiries), divers aménagements sont ainsi réalisés : bassins secs, noues, fossés, jardin de pluie, arbre de pluie et revêtements perméables. Dans ce scénario, toutes les places et tous les parcs sont adaptés tandis que les interventions en voiries se concentrent tout d’abord sur celles touchées par les inondations. Au travers de ces adaptations, la proportion de surfaces perméables passerait de 24,7 à 36,94%.

Les ilots urbains, fortement imperméabilisés, représentent une grande proportion du sous-bassin versant étudié. Cette imperméabilité contribue grandement aux ruissellements des eaux pluviales et à la saturation du réseau d’égouttage lors des fortes intempéries. Ce scénario vise à aménager les coeurs d’ilots ainsi que certains bâtiments pour palier à cette problématique.Ainsi, les coeurs d’ilots sont perméabilisés en fonction de leur superficie. Ceux de plus de 500 m² (conception - Guide Bâtiment Durable, Bruxelles Environnement) se voient aménagés pour venir y implanter des jardins de pluie et remplacer les revêtements imperméables par des revêtements plus perméables (tels que des pavés à joint enherbés/sablé, pelouses, dalles alvéolées).

Les coeurs d’ilots de moins de 500 m² passent d’un revêtement imperméable à un revêtement plus perméable comme expliqué précédemment. Au niveau des bâtiments, des citernes d’eau de pluie sont installées afin de collecter et valoriser une partie des eaux de pluies (usage domestique). En plus de ces citernes, là où la structure le permet, des toitures sont aménagées en toitures végétales. Au travers de ces adaptations, la proportion de surfaces perméables passerait de 25,78 à 40,42%.

12.

S1 - Adaptation des ilots urbains

13.

S2 - Adaptation de l’espace public

14.

S3 - Adaptation des infrastructures régionales

15.

Evaluation des 3 scénarios S1 - Adaptation des ilots S3 Adaptation S2 - Adaptation de l’espace public urbains infrastructures régionales Répond en partie à la problématique des inondations urbaines par le biais de l’augmentation des superficies perméables et des actions de stockage temporaire des eaux Réponse aux pluviales. Ainsi, le volume d’eau ruissellée arrivant à l’égoût diminue. enjeux

Avantage(s)

Inconvénient(s)

Répond en partie à la problématique des inondations urbaines par le biais de l’augmentation des superficies perméables et des actions de stockage temporaire des eaux pluviales. Ainsi, le volume d’eau ruissellée arrivant à l’égoût diminue. De plus, la proportion d’espaces verts en ville augmente également. Cette notion ne se limite plus aux places, parcs et plaines de jeux mais s’étend également aux rues. Ces dernières deviennent aussi des éléments de connexions, la trame verte et bleue se développe.

des

Répond en partie à la problématique des inondations urbaines par le biais de l’augmentation des superficies perméables et des actions de stockage temporaire des eaux pluviales. Ainsi, le volume d’eau ruissellée arrivant à l’égoût diminue.

Valorisation de l’eau de pluie pour les Gestion de l’eau visible au sein de l’espace Les grandes voiries, de par leur taille et particulier grâce aux citernes d’eau public et amorce de déconnexion des eaux leur pente, sont de véritables «autoroutes à pluviales. pluviales du réseau d’égouttage. eau», venir les aménager pour gérer les eaux pluviales permet de réduire le ruissellement.

Nécessite de sensibiliser la population à la thématique de la gestion des eaux pluviales en ville ainsi que de motiver/faciliter ce genre d’intervention par l’octroi de primes pour ces aménagements.

Manque de données «cartographiques», nécessité du travail de terrain et de la concertation avec les habitants car parcelles privées.

Les différents aménagements demandent de modifier certains usages de l’espace public, notamment en supprimant des places de stationnements pour implanter des arbres et jardins de pluie. Efficacité des aménagements conditionnés par la typologie d’espaces.

Les différents aménagements demandent de modifier certains usages de l’espace public, notamment en supprimant des places de stationnements pour implanter des arbres et jardins de pluie. Faible gains en superficies perméables.

Approfondissement - Fusion des 3 scénarios Scénarii : Volume géré (m³) - Tendance Scénarii : Volume géré - Tendance pessimiste et optimiste Scénarii : Volume géré (m³) (m³) - Tendance optimiste

pessimiste

S1 - Adaptation des ilot urbains

S1 - Adaptation des ilots urbains

51639,5

65677,6

20319,3 14418,0

S2 - Adaptation de l'espace public

75878,4

S2 - Adaptation de l'esp public

S3 - Adaptation des infrastructures régional

S3 - Adaptation des infrastructures régionales Fusion des 3 scénario

69332,1

36263,0 28303,3

Fusion des 3 scénario

Fusion des 3 scénario

Fusion des 3 scénario

S1 - Adaptation des ilots urbains

S1 - Adaptation des ilots urbains

S2 - Adaptation de l’espace public

S2 - Adaptation de l’espace public

S3 - Adaptation des infrastructures régionales

S3 - Adaptation des infrastructures régionales

Au regard de l’évaluation des 3 scénarios, la piste d’action la plus efficace en terme de réponse hydrologique et de désimperméabilisation semble être une approche complémentaire. En effet, bien que le scénario concernant les ilots urbains soit aussi efficace que les deux autres cumulés, il est hasardeux de ne compter que sur ce dernier étant donné que ce scénario implique des actions à l’échelle privée. De plus, la notion de connexion revêt une grande importance en gestion des eaux pluviales. La fusion de ces 3 scénarios permet ainsi de travailler sur le chemin de l’eau dans sa totalité. Nous allons appliqué cette logique à la zone de projet délimitée cicontre.

16.

A A’

B

C D

B’

C’

D’

E

E’

17.

0

10

30

50 m

Avant-Projet : Zoom d’application Légende - Plan 1/500 Trottoir en revêtement perméable

Arbre de pluie

Parking en revêtement perméable

Jardin de pluie

Bâtiments

Bassin sec

Voirie asphaltée

Coupe A-A’ : Jardin de pluie - Place Julien Dillens (1/250)

Coupe B-B’ : Arbre de pluie - Rue de l’Hôtel des Monnaies (1/250)

Coupe C-C’ : Jardin de pluie - Rue de l’Hôtel des Monnaies (1/250)

18.

Coupe D-D’ : Liaison entre 2 arbres de pluie - Rue de l’Hôtel des Monnaies (1/250)

Coupe E-E’ : Bassin sec - P

Juncus effusus Jonc épars 19.

Iris pseudocarus Iris des marais

Cornus sanguinea Cornouiller sanguin

Programmation Réalisation de l’étude hydrologique approfondie après validation d’un hydrologue du périmètre du sous-bassin versant étudié.

Etape 0

Réalisation d’une cartographie participative avec les riverains afin de les sensibiliser à la thématique et de pouvoir réaliser un diagnostic commun. Identification des espaces privés et publics aménageables.

Etape 1

Phase de réflexion et de conception des nouveaux aménagements de gestion des eaux pluviales.

Etape 2

Appropriation des nouveaux espaces par les populations

Parc Pierre Paulus (1/500)

Corylus avellana Noisettier commun

Acer rubrum Erable rouge

Fraxinus latifolia Frêne d’Orégon 20.

4: Le bassin versant : vers une gestion intégrée des eaux pluviales

21.

LIMITES DE L’ETUDE Bien que le sous-bassin versant étudié a été déterminé sur base des lignes de crêtes et des aléas d’inondations (flux d’eau), il aurait été utile de le déterminer et/ou de le valider avec un hydrologue afin d’avoir une précision accrue.

Selon la même logique, une étude hydrologique poussée s’avère nécessaire afin de pouvoir déterminer avec plus de précision les volumes d’eau à gérer.

L’absence de consultation de la population. Un atelier de cartographie participative aurait permis de mettre en évidence des endroits forts/marquants avec les riverains et d’affiner ainsi le travail d’analyse pour prendre ensuite ces espaces en considération dans la phase de projet.

Absence de données précises pour les coeurs d’ilots/parcelles privées menant à une difficulté d’élaborer des aménagements dans ces espaces

CONTRIBUTION INDIVIDUELLE Le travail de réflexion a été réalisé à l’échelle du bassin versant permettant ainsi de prendre en compte le cheminement de l’eau dans sa totalité afin de proposer des réponses à plusieurs enjeux.

L’approche multiscalaire permet de se rendre compte de l’efficacité des interventions et de la complémentarité des différentes typologies d’espaces.

Mise en évidence de l’obsolescence du réseau d’égouttage et de la nécessité de perméabiliser l’espace urbain pour prévenir des inondations pluviales.

Mise en évidence de la complexité d’aménager l’espace public avec des ouvrages de gestion intégrée des eaux pluviales (jardin de pluie, arbre de pluie, ...) à cause des contraintes liées à la position des impétrants ainsi que par les contraintes intrinsèques aux propositions d’aménagements.

Aménagements plurifonctionnels : certains ouvrages gèrent stricto senso les eaux pluviales tandis que d’autres sont également appropriables et utilisables par les populations.

Réalisation d’une boîte à outils analysant les différents types d’aménagements exploitables en gestion intégrées des eaux pluviales.

22.

5: Bibliographie

23.

BIBLIOGRAPHIE ARAGONE A., BASTIN M., CRESPIN D., DELIGNE C., DOBRE C., KOHLBRENNER A., NALPAS D., PANNEELS P., RANZATO M., TONDEUR K., VERBEIREN B. (2019). Bruxelles sensible à l’eau [Fichier PDF] ARAGONE A., BASTIN M., CRESPIN D., DELIGNE C., DOBRE C., KOHLBRENNER A., NALPAS D., PANNEELS P., RANZATO M., TONDEUR K., VERBEIREN B. (2020). Le bassin d’orage du Square Lainé : la seule solution face aux inondations ? [Fichier PDF] BASTIN M., DOBRE C., CRESPIN D., HERREMANS C., PANNEELS P. (2019). Apér’eaux Les plantes pour dépolluer les eaux et les sols en zone urbaine ? [Fichier PDF] Bruxelles Environnement, Département Eau en collaboration avec la SBGE, le Port de Bruxelles, VIVAQUA et HYDROBRU (2017). Plan de gestion de l’eau de la Région de Bruxelles-Capitale 20162021 [Fichier PDF] GROUNDED URBANISM (2021). Contrat de quartier durable – Gare habitante [Fichier PDF] VANHUYSE S., DEPIREUX J., WOLFF E. (2016). Etude de l’évolution de l’imperméabilisation du sol en Région de Bruxelles-Capitale [Fichier PDF], p.32.

WEBOGRAPHIE Données cartographiques (SIG) disponibles sur https://geobru.irisnet.be Données cartographiques (SIG) disponibles sur https://environnement.brussels/content/acces-auxdonnees-cartographiques Bruxelles Environnement, Guide Bâtiment Durable «Gérer les eaux pluviales à la parcelle» disponible sur https://www.guidebatimentdurable.brussels/fr/vue-d-ensemble-des-dispositifs.html?IDC=5352

24.