Voiries et aménagements urbains en béton

COLLECTION

TECHNIQUE

C I M B TON

VOIRIES ET AMNAGEMENTS URBAINS EN BTON

Revtementset structures rservoirs

T.57

VOIRIES ET AMNAGEMENTS URBAINS EN BTON

Revtementset structures rservoirs

Joseph ABDO CIMBETONJean-Daniel BALADES LR BORDEAUX

Ludovic BAROIN SPECBEAPierre BERGA LR BORDEAUXGrard BONNET consultant

Bertrand BRUSL SETRAJean-Pierre CHRISTORY LROP

Roland DALLEMAGNE CIMENTS VICATDelphine DELARSON CERIBClaude DERACHE CIMENTS CALCIAFrancis DUTRUEL CERIB

Jean-Franois GUILLAUME SNBPEPatrick GUIRAUD LAFARGE CIMENTS

Louis-Marie JOSSO Ordre des Gomtres-ExpertsJean-Ren OURY AIVF-CU StrasbourgJean-Marc POTIER CIMENTS VICAT

Claude ROUSSEL AIVF-CU LilleJean-Pascal SOUFFLET CIMENTS DORIGNY

3

Les contributions louvrage

4

Avant-propos

Une diffrence fondamentale spare la route et la voirie urbaine : cette der-

nire ne peut se satisfaire des seules exigences de base que sont la durabilit, la

scurit, le confort, la disponibilit, lconomie et la facilit dentretien. La voirie

urbaine, en effet, doit galement contribuer la rduction des nuisances sonores,

participer la gestion des eaux pluviales et sintgrer harmonieusement

lenvironnement bti.

Lurbanisation croissante aujourdhui 80 % de la population franaise habite en

ville ou en priphrie dune ville a impermabilis les sols et augment de ce

fait les risques dinondation par les eaux pluviales, les rseaux dvacuation

nayant gnralement pas suivi cette croissance.

Pour remdier ces risques, les chausses structures rservoirs constituent une

solution intressante. Elles permettent, sans diminuer lespace disponible pour

lurbanisation, dcrter les dbits en assurant un stockage temporaire des eaux

pluviales ; de plus, elles assurent une dcantation des matires en suspension et

des mtaux lourds, ce qui localise et concentre la pollution, vitant ainsi un engor-

gement des stations dpuration par un apport massif et brutal de polluants.

Les risques dinondation par ruissellement pluvial dpendent des spcificits cli-

matiques rgionales. Les rgions mditerranennes, par exemple, subissent des

orages dt violents, les rgions de lOuest des pluies automnales fortes et pro-

longes. Les villes de ces rgions seraient donc propices aux chausses structu-

re rservoir. Leur ralisation sera privilgier pour la voirie urbaine faible et

moyen trafic espaces pitonniers, parkings, lotissements, voies de desserte ,

mais elles peuvent cependant tre dimensionnes et conues pour des trafics plus

importants.

5

Ces structures rservoirs constitues de matriaux poreux peuvent tre alimen-

tes soit directement par la surface, constitue alors dun revtement drainant,

soit partir davaloirs, de caniveaux, de chneaux... Les matriaux base de

ciment btons denses, btons drainants ou pavs pour les revtements et les

btons poreux pour les couches de structure sont bien adapts la ralisation

des structures rservoirs, ce que nous essayons de montrer dans ce document.

Tout dabord, nous soulignons lintrt dutiliser le concept de lanalyse de la

valeur qui permet daboutir un compromis entre toutes les exigences souvent

divergentes et conflictuelles de la voirie urbaine. Ensuite, nous dcrivons le cycle de

leau dans les infrastructures, les atouts des revtements et structures rservoirs

ainsi que les diffrents concepts. Enfin, nous prsentons les matriaux et consti-

tuants utilisables, les mthodes de dimensionnement et des exemples de struc-

tures, ainsi que les modes de ralisation. En conclusion, nous proposons ce que

pourraient tre les chausses urbaines de demain.

6

Sommaire

I - Les spcificits des voiries urbaines 9

1 - Prsentation 10

2 - Spcificit du milieu urbain 10

3 - mergence des outils de lanalyse de la valeur 11

4 - Les nouvelles exigences des acteurs de la ville

pour leurs infrastructures de voirie 14

5 - Des rflexes nouveaux pour les concepteurs

et les gestionnaires de voirie et despaces publics 16

6 - Une palette de solutions trs toffe 18

2 - Le cycle de leau dans les infrastructures urbaines 19

1 - Reprsentation schmatique du cycle

de leau en milieu urbain 20

2 - Les effets de lurbanisation sur le cycle naturel de leau 21

3 - Les effets de la voirie urbaine 21

4 - Les actions correctives possibles 23

5 - Les chausses structures rservoirs

et le risque dinondation 25

6 - Les chausses structures rservoirs face la pollution 27

7 - Zones privilgies pour les chausses structures rservoirs 33

8 - Les infrastructures urbaines et la loi sur leau 33

3 - Les concepts et atouts des revtementset structures rservoirs 37

1 - Les concepts 38

2 - Les atouts des chausses structures rservoirs en bton 41

7

4 - Les constituants 45

1 - Le bton de ciment dense 46

2 - Le bton de ciment drainant

et le bton de ciment poreux 47

3 - Grave non traite poreuse 52

4 - Les produits de voirie en bton 53

5 - Les composants en bton pour rseaux dassainissement 59

6 - Autres matriaux pour structures poreuses 64

7 - Matriaux pour construction 66

8 - Procdure pour les commandes de BPE 71

5 - Les dimensionnements 75

1 - Dimensionnement hydraulique 76

2 - Dimensionnement mcanique 84

3 - Dimensionnement gomtrique 94

4 - Approche dun projet de chausse structure rservoir 104

6 - La mise en uvre 111

1 - Introduction 112

2 - Ralisation : les diffrentes phases 113

3 - Ralisation dune couche dassises en GNTP 117

4 - Ralisation dun revtement en bton dense 120

5 - Ralisation dune couche dassises en bton poreux 131

6 - Ralisation dun revtement en bton drainant 134

7 - Ralisation dun revtement modulaire en bton 137

7 - La qualit, les contrles et la maintenance 149

1 - Qualit de la conception 150

2 - Contrles des travaux 150

3 - Maintenance 153

8 - Le dveloppement prospectif :les chausses de demain 157

1 - Typologie des structures poreuses 159

2 - Concurrence entre les techniques 165

9 - Annexes 167

1 - Glossaire 168

2 - Bibliographie 169

3 - Adresses utiles 172

8

Chapitre1 Les spcificitsdes voiriesurbaines

1 - Prsentation

2 - Spcificits du milieu urbain

3 - mergence des outils de lanalysede la valeur

4 - Les nouvelles exigences des acteursde la ville pour leurs infrastructuresde voirie

5 - Des rflexes nouveaux pourles concepteurs et les gestionnairesde voirie et despaces publics

6 - Une palette de solutions trs toffe

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1 - PrsentationLe gnie urbain est par essence pluridisciplinaire, qui associe en permanence desaspects juridiques (comptence et lgitimit des domaines), des aspects financiers(arbitrages budgtaires) et des aspects techniques, un degr gal dimportance.Dans ce dernier domaine, et pour ne prendre que le cas de la voirie ou plus gn-ralement des espaces publics, les techniques de conception et de maintenancedes rues, places et aires diverses doivent prendre en compte lespace (urbanismeet occupation des sols), les rseaux (surface, sous-sol et sur-sol) et les matriauxen vigueur dans la construction et le gnie civil, avec des contraintes daccs etdexcution bien spcifiques. Les revtements et structures rservoirs, qui fontpartie des amnagements qualitatifs de la voirie urbaine, sont donc soumis cesspcificits.

2 - Spcificitsdu milieu urbain

La rue doit tre conue pour tous les usagers de la ville : automobiles, vhicules delivraison et de service, deux-roues, pitons, riverains, concessionnaires desrseaux, occupants du domaine public, etc. Elle doit donc assurer la meilleurecohabitation possible, en harmonie et en toute scurit, pour lensemble des usa-

gers prcits. Quelle que soit la fonction dune voirie, il estdormais impossible de laisser de ct les acteurs non prpon-drants, et en tout tat de cause on ne peut plus raliser desrues et des routes qui ne mettent pas suffisamment en gardequant la prsence des usagers autres que les vhicules.

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Chapitre Les spcificits des voiries urbaines1

La voirie urbaine :un lieu pour de multiples usagers.

3 - mergencedes outils danalysede la valeur

En regard du nombre dusagers de la voirie et de leurs attentes relatives lespacepublic, la conception et lexploitation des infrastructures urbaines relvent nces-sairement dun schma de compromis entre des groupes aux intrts divergents,voire conflictuels. La rue, pour rendre service qui ? Telle est la question quil fautapprofondir pour chaque projet, y compris pour les amnagements les plusmodestes.

Lanalyse de la valeur est un outil conceptuel qui a fait ses preuves dans dautresdomaines, et dans le milieu industriel en particulier. La complexit delamnagement urbain ne permet pas encore, ce jour, dappliquer intgralementla dmarche de lanalyse de la valeur, mais il est dores et dj pertinent de gn-raliser la premire tape de lanalyse de la valeur qui est lanalyse fonctionnelle.Un document mthodologique intitul Aide la conception de la voirie urbainepar lanalyse fonctionnelle (coproduction CERTU-AIVF) facilite la mise en uvrede cette dmarche (voir lencart n 1). Celle-ci se fonde concrtement sur lemploide fiches utilisateurs qui permettent : deffectuer le recensement des utilisateurs et de leurs aspirations ; de ne pas oublier et de hirarchiser lessentiel parmi lensemble des points

examiner pour chaque famille dutilisateurs : les attentes, les fonctions et les cri-tres de rponse aux besoins.

Parmi les fiches disponibles les plus frquemment utilises, citons les pitons, lesvhicules particuliers motoriss, les deux-roues lgers, les transports collectifs, lesvhicules de service urbains, les rseaux, les riverains. Ce sont des composantesessentielles des plans des dplacements urbains (PDU).

Remarquons que lorsque lon applique tout ou partie de cette logique de travail,on dbouche assez souvent sur un concept de voirie multifonction qui met deuxlments en exergue : dune part la diminution des gnes, nuisances et risquespour les habitants ; et dautre part une exigence de scurit accrue pour les dpla-cements.

11


Nous savons que les fonctionnalits, laqualit et le cot dun ouvrage, dun objetou dun service, sont trs largement figsds le stade de la conception. On connataussi toutes les difficults pour intervenir nouveau sur un ouvrage dart, un pont parexemple, pour en modifier les fonctions deservice au cours de sa vie.Ce constat sou-lve un problme souvent minor par lesmatres douvrage dans la phase de dfini-tion dun ouvrage public : la formalisationdu besoin. Paradoxalement, alors que lesrfrences aux documents normatifs sontobligatoires dans les marchs publics, laformalisation du besoin fait lobjet dunenorme peu prs inconnue et inutilise (1).Nous abordons l un vaste champ mtho-dologique souvent li lapproche syst-mique, o lon trouve des outils commelingnierie concourante, la conceptionpour un cot global, la conception pour uncot dobjectif, lanalyse fonctionnelle etlanalyse de la valeur (2). Que signifie lavaleur au sens de lanalyse de la valeur ?

Il est vident que la valeur attribue unrevtement de voirie ou plus globalement un espace public ne peut tre limite laquantification de son adhrence superfi-cielle, par exemple. Plus largement, cestlutilisateur-usager qui apprciera la valeuren termes de confort, dhomognit, depropret, dintgration, de sentimentde scurit, dadquation du rendu parrapport au cadre dans la situation dumoment. Son apprciation de la valeur du

service rendu par le revtement sur lequelil se dplace, de diffrentes manires etdans des situations varies, sera le rsultatdune synthse complexe effectue danslinstant par son cerveau entre lensembledes perceptions collectes par ses organessensoriels et ses attentes conscientes oulatentes. Il sagit dun processus trs diffi-cile modliser, compte tenu du grandnombre de variables objectives caractri-sant le milieu environnant et de lampleurdu champ des possibilits offert par lescaractristiques psychophysiologiques dechaque utilisateur. En rsum, est-ilpossible de prvoir les besoins que lesfuturs usagers-utilisateurs manifesteronten regard dun ouvrage alors que celui-cinen est quau stade de la dfinition ?

Cest lanalyse fonctionnelle, premiretape indispensable dune dmarchedingnierie, par lanalyse de la valeur, quiapporte la rponse. Cette mthodecherche identifier de manire systma-tique les composantes du besoin des utili-sateurs de louvrage. Elle les traduit entermes de fonctions, qui sont les objectifsde service auquel louvrage devra seconformer. Chaque fonction fera lobjetdune caractrisation au moyen dun ouplusieurs critres dapprciation. Chaquecritre sera associ une chelle de quan-tification, laquelle comportera une plagedacceptabilit reprsentative des exi-gences de lensemble des utilisateurs concer-ns en regard de la fonction considre.

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LANALYSE FONCTIONNELLE : PREMIRE TAPE CONCRTEET AUTONOME DANS LA LOGIQUE DE LANALYSE DE LA

ENCART 1

Pour reprendre lexemple cit plus haut durevtement dun espace public, on saisitfacilement lenchanement besoin-fonc-tion-critre dapprciation-plagedacceptabilit quand on sen tient auregistre physiologique (pouvoir se dpla-cer par tous les temps et en toutes cir-constances, offrir une aire de dplacementsans discontinuit dangereuse, mettredurablement la disposition des usagersune surface sans pathologie significative nizone daccumulation deau par temps depluie, avec des seuils de rugosit minimauxrespecter). Plus subtile quantifier est laqualit de lintgration en termes de valo-risation et de fonctionnement harmonieuxau sein de lespace public dans lequel lerevtement sinsre, ou encore en termesdenvironnement,mais cette valuation esttoujours possible en sassociant les com-ptences ncessaires. cet gard, le pr-sent guide devrait y contribuer.

Document final de la dmarche danalysefonctionnelle, le cahier des charges fonc-tionnel reprend et classe par priorits lesbesoins identifis et leur traduction en fonc-tions, ainsi que les critres de satisfaction.Il permet damorcer la phase de conceptionsur la base dun document programme objectif. La capacit crative des concep-teurs se trouve ainsi libre, sur une baseet dans un cadre clairement explicits. Lecahier des charges fonctionnel nest passeulement une rampe de lancement pour

la dmarche danalyse de la valeur ; il peut

par exemple servir de grille dvaluationpour des projets concurrents, ou encorede moyen de concertation avec lescitoyens. Lanalyse fonctionnelle sannonceainsi comme un outil du gnie mthodolo-gique dont nous sommes loin davoirexplor toutes les potentialits, bien quilse rsume chercher une rponse troisquestions simples mais systmatiques : qui cela sert ? Pour quel service ? Dansquelle situation ?

1. NF X 50-151 Analyse de la valeur, analysefonctionnelle. Expression fonctionnelle dubesoin et cahier des charges fonctionnelles.

2. Vocable peu explicite quil faut prendre ausens dingnierie de la valeur

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Document couverture CERTU - AIVE.

4 - Les nouvellesexigences des acteursde la ville pour leursinfrastructures de voirie

Il sagit tout dabord dassurer la voirie le respect des exigences de base, syn-thtises dans le vocable de niveau de service. Celui-ci comprend directement ouindirectement des qualits de prennit, de confort, de sret et scurit,dconomie, de disponibilit, de maintenance.

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La voirie urbaine :quilibre et cohrenceavec lenvironnement.

Mais aujourdhui, les ouvrages de voirie se doivent galement dapporter desamliorations en matire : de scurit et de confort de conduite par tous les temps ; defficacit contre le bruit ; defficacit contre les inondations dues aux eaux pluviales ; de matrise des pollutions vhicules par les eaux pluviales ; de participation au principe de dveloppement durable, en particulier en regard

de la capacit de la voirie prserver les ressources et recycler ses propresdchets en fin de cycle de vie ;

de personnalisation, dans un contexte marqu par deux impratifs : une lectureaise du fonctionnement de la ville et une identification de celle-ci dans le butdamliorer son attractivit et son image de marque.

Enfin, la voirie se doit dsormais dassurer un meilleur respect de lenvironnementesthtique.

En consquence, la voirie urbaine apparat comme un lieu privilgi pour le par-tage de lespace public urbain : dans sa dimension horizontale (affectation dans les profils en travers) ; dans sa dimension verticale (positionnement et coordination des rseaux) ; dans une dimension temporelle (affectation cyclique ou occasionnelle) ; dans la lutte contre les risques et les nuisances (bruit, inondations, pollution, etc.) ; dans le cycle ressources-dchets (recyclage, sous-produits) ; dans la lutte contre la pollution.

Objets de ce guide, les voiries et les amnagements urbains en bton constituentune rponse concrte des professionnels cette logique multifonctionnelle verslaquelle la voirie urbaine volue ncessairement. Ce partage peut revtir un carac-tre plus ou moins exhaustif selon les souhaits des amnageurs. L encore, unerponse spcifique chaque projet simpose, favorisant en cela la personnalisationde ces amnagements de plus en plus recherche, limage de ce que lonobserve pour le bti.

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La voirie urbaine : modernit et intgration au site.

5 - Des rflexes nouveauxpour les concepteurset les gestionnairesde voiries et despacespublics

Si le niveau de service aux diffrents usagers du milieu urbain, dans sa dimensionlargie telle quelle est propose ci-dessus, est choisi comme lment de rponseessentiel la question La rue ou lespace public, pour rendre service qui ? , leprocessus de rflexion suppose ncessairement une forte interaction entre am-nagements, exploitations et maintenance (voir la figure n 1).

Figure 1 : la voirie urbaine,des exigences multiples pour un dveloppement durable.

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Les niveaux de maintenanceLes niveaux damnagement

Le niveau de service

Le service lusager

ModernisationCration ExploitationEntretien

De la mme manire, lvaluation et le diagnostic dun patrimoine ancien de voi-rie impliquent de se poser la double question du vieillissement et delobsolescence. Il ne suffit pas de refaire lidentique des aires dgrades par leseffets du temps, du trafic, des interventions sur la voirie, mais plutt de se poser laquestion de ladquation de la voirie avec les exigences nouvelles et futures. Au-del dun tat physique ou pathologique, lobsolescence traduit un dysfonction-nement par rapport aux nouvelles attentes daujourdhui pour la voirie (voir lafigure n 2).

Figure 2 : la voirie urbaine,ncessit dadapter lentretien aux nouvelles exigences.

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MAUVAIS BON

6 - Une palette de solutionstrs toffe

Les concepteurs et gestionnairescherchent concrtiser lidedune voirie qui voque claire-ment ce pour quoi et ceux qui elle est destine. Cette lisibilitet cette ambiance sont obtenues partir du revtement mme dela voirie, en jouant sur sa nature,sa couleur, sa structuration de sur-face, voire sa profondeur .

Cest la raison pour laquelle onencourage aujourdhui : le recours conjugu de plusieurs familles de matriaux : pierres naturelles, terres

cuites et grs crames, produits en bton modulaires ou couls, produits hydro-carbons, chacun offrant lui-mme un large choix de couleurs et de textures ;

les formes diversifies, des plus simples aux plus complexes, mieux traitestechniquement par les matriaux modulaires et les matriaux couls et pervi-brs, par opposition aux matriaux compacts ;

les calepinages, qui renforcent les contrastes et rompent la monotonie des sur-faces trop importantes. La plupart des projets damnagement font aujourdhuiappel cette mthode qui permet aussi de reprendre les lignes du bti ;

les matriaux au rendu homogne, peu bruyants, esthtiques, faciles nettoyer,sans flaques deau en surface ni claboussures ou salissures, etc.

Les revtements drainants et les structures rservoirs en matriaux poreux, dontla fonction technique premire est de grer le cycle de leau des prcipitations enmilieu urbain, concourent lamlioration de la scurit et du confort tout commeils profitent au bien-tre des usagers.

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La voirie urbaine : structurer lespace et amliorer sa lisibilit.

Chapitre2 Le cyclede leau dansles infrastructuresurbaines

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1 - Reprsentation schmatiquedu cycle de leau en milieu urbain

2 - Les effets de lurbanisationsur le cycle naturel de leau

3 - Les effets de la voirie urbaine

4 - Les actions correctives possibles

5 - Les chausses structures rservoirset le risque dinondation

6 - Les chausses structures rservoirsface la pollution

7 - Zones privilgies pour les chausses structures rservoirs

8 - Les infrastructures urbaines etla loi sur leau

1 - Reprsentationschmatique du cycle deleau en milieu urbain

Dans leur ouvrage Matrise de la pollution urbaine par temps de pluie (Tec et Doc,Lavoisier, 1992), F. Valiron et J.-P. Tabuchi proposent de reprsenter le cycle deleau en milieu urbain comme illustr la figure 3 :

Figure 3 : schma du cycle de leau en milieu urbain.

20

Chapitre Le cycle de leau dans les infrastructures urbaines2

Atmosphre

OcanSurfaces

permables etimpermables

coulementen rseau

Ruisseau,rivire, nappe

phratique

Consommationdeau

Stationdpuration

vaporation

prr cipitation

coulement

coulementet infiltration

rejet

rejetdirect

distribution deau

ruissellementde surface

2 - Les effets delurbanisation sur le cyclenaturel de leau

Lurbanisation impermabilise les sols naturels.

Consquences : augmentation du ruissellement ; rduction de linfiltration naturelle.

Effets nfastes par temps de pluie : inondations plus frquentes, surcharge pisodique des rseaux ; pollution des milieux rcepteurs par lessivage.

Lurbanisation rassemble lactivit humaine.

Consquences : augmentation de la consommation deau ; augmentation des rejets polluants.

Effets nfastes par temps sec : dficit en eau ; pollution des milieux rcepteurs par concentration.

3 - Les effetsde la voirie urbaine

La voirie urbaine est un des aspects de lurbanisation. Elle ajoute dautres effetsnfastes, et ce, dautant plus que : les techniques traditionnelles de chausses et trottoirs privilgientlimpermabilisation des sols par le recours des revtements de chaussetanches ; la morphologie classique des chausses avec les profils en toit, les bordures,les caniveaux, les avaloirs et leur raccordement direct des rseaux de canali-

21

sations favorisent le transfert instantan desdbits. La cration de nouvelles voiriesimpermables a pour effet hydraulique derduire le temps de concentration (ou tempsde rponse) des bassins versants, et dedsenclaver des zones qui ntaient pasactives antrieurement ; les divers usages de la voirie et delenvironnement urbain sont sources dedpts fortement pollus sur les revtementsde chausse (figure. 4).

Figure 4 : pollution chronique due au trafic automobile.

NotaEn milieu urbain, au moins 40 % de ces micropolluants sont vacus

vers le milieu naturel par le ruissellement plu-vial.22


Trafic automobile

Dpts surla chausse

Fe, Cu, Cr, Ni ...Pb,Hc particules ParticulesZn, Cd, particules

Corrosion et usuredes vhicules

Gazdchappement

Usuredes pneus

Glissire descurit

Usure de lachausse

La conception classique de la voirie favorisele ruissellement et le transfert instantan des dbits

deaux vers les rseaux.

4 - Les actionscorrectives possibles

La figure 5 visualise les effets ngatifs de lurbanisation sur le cycle de leau ; ellepermet galement de comprendre lintrt des chausses revtement poreuxet/ou structures rservoirs.

Par temps de pluie : en pigeant les polluants, les structures limitent leffet de lessivage des chaus-

ses, et par consquent la pollution des cours deau, en crant des stockages, les structures rgulent le dbit instantan des cours

deau et contribuent rduire la frquence des crues ;

Par temps sec : en laissant sinfiltrer les eaux de ruissellement stockes, cesstructures permettent de ralimenter les nappes et de pondrer les dbits dtiage.Le principe de ces corrections est de se rapprocher le plus possible du cycle natu-rel de leau en lui faisant emprunter des cheminements comparables ceux quelleempruntait avant lurbanisation.

Ce principe implique aussi le retour une conception ancienne de la voirie qui luifaisait assurer, en surface, une double fonction : la fonction route (circulation) ; la fonction assainissement cette fonction comprenait mme lvacuation deseaux uses, disposition lgitimement abandonne pour des raisons dhygine.

Lavnement de lassainissement via la canalisation, conjugu la distinction faiteentre les services responsables respectivement des chausses, de lassainissementet mme de lurbanisme, a contribu faire oublier des morphologies de voirie etdes dispositions qui permettaient lvacuation des EP (eaux pluviales) en toute scu-rit, telles que : labsence de rupture de pente ; des profils en travers adapts (V) ; la prsence de marches daccs aux immeubles.

23

Figure 5 : influence des voiries urbaines sur le cycle de leau.

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Perte depotentialit desusages de leau

Non respect desobjectifs de qualits

des cours deau

Usages desvoiries urbaines

Impermabilisationdes surfaces

Lessivage deschausses

Pollutiondes cours deau

Dbit dtiage Frquencedes crues

Rduction delinfiltration Dbit de pointe

des cours deau

Nappes nonalimentes

Temps sec Temps de pluie

5 - Les chausses structures rservoirs etle risque dinondation

Les dveloppements rcents delurbanisation ont montr quelextension urbaine a tendance se faire en amont des bassinsversants. Mais limpact partemps de pluie se produit, lui, enaval, sur des villes anciennes,dans les points bas, souventen bordure des rivires oudes fleuves, avec des rseauxdassainissement insuffisammentdimensionns. Linsuffisance deces rseaux anciens, qui sont encore plus sollicits par la cration de rseauxsecondaires pour lurbanisation de la priphrie des villes, conduit des inonda-tions de plus en plus frquentes, mme pour des vnements pluvieux relative-ment courants. Cette situation est dautant plus insupportable que les zonesinondes sont des zones dhabitat ou dactivit, donc trs sensibles.

Pour viter linstallation de collecteurs de dimensions incompatibles (technique-ment et conomiquement) avec les sites urbains, on a de plus en plus recours danciennes solutions comme les solutions compensatoires, dont le principe estde crer des stockages provisoires afin de retarder le transfert de leau vers lesexutoires et/ou de faciliter son infiltration (figure 6).

Figure 6 : effet du stockage temporaire sur les dbits.

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Dbit

Temps

dbit entrant

stockage

dbit sortant

Des inondations de plus en plus frquentes.

Un des premiers recours est la voirie, laquelle on va redonner son rlehydraulique vis--vis des inondations.

La route peut en effet : constituer une digue de protection ; vacuer les crues ; constituer des rservoirs de stockage crteurs de crues :

dans les zones amont des bassinsversants (simples bassins de rten-tion) ; dans toutes les zones, y comprisaval (chausses rservoirs au senslarge).

Les chausses structures rservoirs font partie de la panoplie des solutions com-pensatoires. Du fait de leur fonctionnement hydraulique, elles sont en mesure deprotger contre le risque dinondation en cas de pluie, grce trois fonctions : le recueil de leau de pluie : que le recueil soit rparti (au travers dun revte-ment drainant) ou quil soit localis (revtement impermable), la chausseabsorbe lintensit maximale de la pluie ou le dbit de pointe ; le stockage temporaire de leau dans la structure de chausse ; le volume stoc-ker dpend de la quantit deau tombe et du dbit de fuite que lon a ncessai-rement limit ; la rgulation des dbits, cest--dire la restitution lente et diffre selon un dbitde fuite maximal ; cette restitution se fait soit dans le systme dassainissementsuperficiel par lintermdiaire dun orifice calibr, soit par infiltration dans le solsupport.

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Ralisation dune structure rservoir en btons poreux.

6 - Les chausses structures rservoirsface la pollution

6.1 La pollution des eaux de ruissellementdes chausses urbaines

Le contexte urbain est propice la production de polluants dorigines diverses,dont une bonne part se dposent sur la voirie et se retrouvent entrans par le ruis-sellement des eaux de pluie. la source, on trouve la pollution atmosphriquelie aux activits humaines qui produisent des gaz et des poussires : industrie,chauffage, moteurs combustion... Mais on trouve galement les particules etsolides gnrs par la concentration humaine et par lusage mme de la voirieurbaine : circulation de vhicules et de pitons, dbris despaces verts, dtritus,djections animales...

Le niveau de pollution des eaux de ruissellement urbain contraint dsormais lesamnageurs ne pas envisager leur rejet sans prcaution ; la loi sur leau (voir lesous-chapitre 8, page 33) est, cet gard explicite.

Cette pollution est caractrise essentiellement par : la discontinuit de sa mobilisation : elle ne se produit que par temps de pluie,avec de possibles effets de choc lors des orages importants ; elle conduit des pollutions passagres, dues au lessivage des sdiments accumuls sur leschausses ; des concentrations leves en matires en suspension (MES) et en mtaux lourds ;la pollution des eaux pluviales urbaines est essentiellement le fait des particules.

Les principaux paramtres de la pollution des eaux de ruissellement de chaussessont :

pour la pollution mcanique : les MES (matires en suspension) ;

pour la pollution organique : la DCO : demande chimique en oxygne, la DBO5 : demande biochimique en oxygne en 5 jours ( un degr moindre), les MVS (matires volatiles en suspension) ;

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pour la pollution toxique(hirarchiss par rapport la ncessit dintervenir en cas de prsence) : le plomb (Pb) et les hydrocarbures totaux (HC), le mercure (Hg), le zinc (Zn), le cuivre (Cu) et le cadmium (Cd).

La pollution microbiologique est moins sensible dans le ruissellement pluvial.

Le tableau 1 illustre limportance des masses de polluants mises en jeu annuelle-ment. Le contexte dans lequel ces mesures ont t faites ncessite pour le rseauunitaire de majorer de 20 30 % les MES et la DCO, et de 50 % la DBO5. Malgrcela, la pollution dorigine strictement pluviale est trs significative.

Si la mobilisation des polluants est discontinue, leur production, quant elle, est la fois : chronique : il sagit des retombes atmosphriques sches, des apports desvhicules (carrosserie, gaz dchappement, hydrocarbures, usure des pneuma-tiques, etc.), de lusure des chausses ; saisonnire : il sagit essentiellement des sels de dverglaage en hiver ; accidentelle : dversement accidentel de chargements dangereux.

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Paramtres de pollution En collecteurs unitaires En collecteurs pluviaux

MES 744 - 1 650 503 - 2 278

DCO 442 - 1 235 235 - 1 076

DBO5 85 - 233 39 - 206

HC 3 - 47 4 - 35

Pb 0,6 - 2

Tableau 1 : masses transportes annuellement (en kg/ha impermabilis) laval de bassins versants unitaires et pluviaux

(daprs Philippe, Ranchet et Chebbo)

Les caractristiques physico-chimiques des eaux de ruissellement de chaussesont trs variables dun site un autre. Elles sont notamment fonction : de lintensit du trafic routier ; des caractristiques de la chausse, de son tat dusure et de son entretien ; du mode dutilisation de la chausse ; de lenvironnement ; des caractristiques de la pluie ; de la nature de lentretien des chausses.

6.2 - Impact du ruissellement sur les chausses urbaines

En milieu urbain, les eaux de ruissellement de chausses, trs charges en solideset en mtaux lourds, contribuent immdiatement ou de faon diffre : porter atteinte aux quilibres de lcosystme du milieu rcepteur : apport deausous-oxygne, de matires organiques et de mtaux lourds qui, la fois sousforme dissoute et sous forme de particules, se retrouvent ltat rmanent dansla chane alimentaire ; ce qui se traduit, par exemple, par des mortalits piscicoles ; menacer les usages de leau prlvements deau potable, conchyliculture, bai-gnade, etc. , entranant ainsi des consquences conomiques localement trsgraves.

6.3 - Fonction puratoire des chausses structures rservoirs

6.3.1 - Influence sur la qualit des eaux lexutoire dun bassin ver-sant routier

Plusieurs tudes dans le monde ont mis en vidence une influence favorable deschausses structures rservoirs sur la qualit des eaux de ruissellement qui ytransitent. Une diminution significative de la pollution a toujours t observe. Ellea pour origine : le rle de filtre jou par les diffrentes couches poreuses, notamment le revte-ment superficiel lorsque linfiltration rpartie le traverse ; les possibilits de dcantation dues la faible vitesse des coulements dans cesstructures ; linfiltration ventuelle dans le sol sous-jacent.

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Concernant les structures poreuses en bton, deux chantiers exprimentaux ontt suivis en France. Des chantillons ont t prlevs sur plus dun an dans leautransitant par ces chausses, qui ont ensuite t compars des prlvements deruissellement lexutoire de chausses tmoins tanches (mme situation etmme usage).

Le tableau 2 indique les abattements obtenus sur les concentrations dans les eauxpour ces deux structures rservoirs : parking commercial du Caillou Bordeaux, pour des vhicules lgers : 5 cm debton bitumineux drainant sur 17 cm (en moyenne) de bton poreux ; avenue de la Porte-de-Vitry Paris, trafic urbain lourd, trs dense :16 cm de bton drainant monocouche sur support en bton.

Ces abattements sont particulirement significatifs et efficaces en termes dedpollution, car il sagit ici de bassins versants urbains qui gnrent un ruisselle-ment avec de fortes concentrations en polluants et en toxiques. Les concentrationsobserves tant nettement plus faibles pour des bassins versants routiers et auto-routiers en rase campagne*, la destination privilgie des structures rservoirsserait donc la voirie urbaine et priurbaine.

* Rf. : Balades et al. (1994) ; Ranchet et al. (1993) ; LROP et Agence de leau Seine-Normandie (1994).

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Abattements sur les concentrations en :

DCO MES Pb

Parking commercial Bordeaux 89 % 50 % 93 %

Avenue de la Porte-de-Vitry Paris 54 % 70 % 78 %

Tableau 2 : abattements sur la pollution des eaux pluvialesapports par deux chausses structures rservoirs

(Balades et al [1992] , et Ranchet et al [1993] )

Revtement dune chausserservoir ralisavec des pavs en btonpermables leau.

6.3.2 - Localisation de la pollution retenue dans une structurerservoir

Le fait davoir rduit la pollution dans les eaux lexutoire (largement en dessousdes seuils gnralement acceptables par les milieux naturels) signifie que la struc-ture poreuse la retenue. Selon le mode dintroduction dans la structure,lexprience montre que le pigeage de la pollution se fait des niveaux diffrentsselon le type de structure.

Cas o le revtement superficiel est drainantDans ce cas, le revtement joue le rle dun filtre particules et retient donc ga-lement les toxiques qui y sont lis, plomb et cadmium notamment. Avec le temps,les deux premiers centimtres tendent se colmater, favorisant le pigeage de lapollution. Cette volution limite la fonction hydraulique et ncessite donc desinterventions dentretien. Si le revtement de la chausse comporte des pavsporeux ou des dalles poreuses, la couche de sable support constitue un filtre sup-plmentaire trs efficace pour stocker les polluants non pigs par le revtement.

Cas dun revtement tanche (entre deau ponctuelle ou linaire)Lenvironnement du drain de distribution et le fond de la structure concentrentdans ce cas lessentiel de la pollution pige.

6.3.3 - Risque de contamination des sols

Le risque de contamination des sols nexiste que lorsque lvacuation de leaustocke est prvue uniquement par infiltration, solution qui nest autorise quelorsque la nappe nest pas vulnrable. Lorsque le fond de la structure nest pastanche (infiltration deau possible), la prsence dun gotextile constitue gale-ment un pige polluants trs efficace, encore plus efficace avec le temps mesure que progresse son colmatage. Seule une pollution des sols situs proxi-mit immdiate a pu tre observe, dans les premiers temps de la vie desouvrages.

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Mise en uvredun revtement enbton drainant.

6.3.4 - Pollution saisonnire

Les sels de dverglaage, dissous dans leau, ne sont pas pigs efficacementcomme les autres polluants.

6.3.5 - Pollution accidentelle

Par rapport aux chausses classiques, les structures rservoirs prsententlavantage de localiser et de confiner la pollution, de ralentir sa propagation etdoffrir des possibilits daction, par rinage et aspiration notamment. Le principeest moins vident dans le cas o linfiltration est prconise (ce qui nest pas le casdans les zones risques), mais le ralentissement de la progression de la pollutionest tel que les interventions restent possibles. La pollution accidentelle ne peutdonc constituer un frein lutilisation des structures rservoirs.

6.4 - Lentretien des chausses structures rservoirs

Un entretien est ncessaire pour que ces structures puissent continuer dassureravec le meilleur rendement la fonction hydraulique pour laquelle elles on tconues. En ce sens, lentretien prventif et curatif prvu au chapitre VII est effi-cace. Il lest galement vis--vis de la pollution accumule, sous forme de parti-cules fines agglomres, sachant toutefois que les quantits de solides pigs surles revtements drainants ou lintrieur des structures poreuses sont suffisam-ment faibles pour ne pas ncessiter un entretien complmentaire. Du fait desfaibles quantits gnres, ce ne sont donc pas les critres de pollution qui sontdterminants pour les dures de service et de vie des chausses structures rser-voirs. Les chausses structures rservoirs correspondent donc un concept de chausses cologiques . Contrairement aux chausses classiques qui dplacentou dispersent aveuglment la pollution, les structures rservoirs localisent etconcentrent la pollution sur des sites identifis. Sur ces sites, on sait que la migra-tion des toxiques est minime elle na encore jamais t observe et quil ny apas de risques pour les nappes aquifres et autres milieux rcepteurs sensibles,prservant ainsi les divers usages de leau.

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7 - Zones privilgiespour les chausses structures rservoirs

La localisation privilgie pour les structures rservoirs correspond videmmentaux rgions forte pluviomtrie (Ouest) ou orages violents et localiss (Sud-Est),mais a priori, il nexiste pas, en France, de relle contre-indication climatique leurimplantation. Pour les villes situes au point bas des bassins versants et/ou sou-mises une contrainte aval (cote des plus hautes eaux, marnage), les villes ola densit de lurbanisation empche conomiquement lamnagement de nou-veaux collecteurs pour les bassins de stockage-dcantation des stationsdpuration, les structures rservoirs simposent par leur double fonction hydrau-lique et puratoire. Elles peuvent tre affectes aux places, aux rues pitonnes,aux parkings, aux voies de lotissement, aux zones dactivits commerciales etindustrielles. Les voies priurbaines fort trafic pourraient alors tre constitues dechausses revtement drainant dont la capacit de stockage serait plus limite.

8 - Les infrastructuresurbaines et la loi sur leau

8.1 - La procdure dautorisation ou de dclaration

Les infrastructures urbaines sont directement concernes par les dispositions delarticle 10 de la loi sur leau du 3 janvier 1992. Comme le souligne le diagrammeillustrant leur influence sur le cycle de leau, ces infrastructures sont, aux termesde la loi, susceptibles de prsenter des dangers pour la sant et la scuritpublique, de nuire au libre coulement des eaux, de rduire la ressource en eau,daccrotre notablement le risque dinondation, de porter atteinte gravement laqualit ou la diversit du milieu aquatique .

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Larticle 10 instaure les rgimes dautorisation ou de dclaration dont lapplicationest rglemente par le dcret n 93-742 du 29 mars 1993. Un second dcretn 93-743 du 29 mars 1993 tablit la nomenclature des oprations soumises autorisation ou dclaration, et fixe les seuils qualitatifs et quantitatifs qui dclen-chent les procdures. Il a t modifi, la date du 17 juillet 2006, pour y intgrerles rejets deau pluviale dans les eaux superficielles sur le sol ou dans le sous-sol.Pour des infrastructures en site urbain, les seuils fixs sont levs ; ils sont notam-ment de : 20 hectares pour un bassin versant contribuant un rejet deaux pluviales sou-mis autorisation (1 ha pour dclaration) ; 120 kg de DBO 5 (demande biochimique en oxygne 5 jours) pour le flux jour-nalier dun dversoir dorage soumis autorisation (12 kg pour dclaration),sachant quune forte pluie pollue en site urbain peut gnrer de 5 10 kg parjour et par hectare impermabilis.La nomenclature reste toutefois trs contraignante pour les travaux et ouvrages enrivires ou leur voisinage : tous les ouvrages, remblais et pis, dans le lit mineurdun cours deau, qui constituent un obstacle lcoulement des crues, sont sou-mis autorisation.

Une demande dautorisation comprend notamment un document dincidence delopration sur le milieu aquatique (et sa prservation), la ressource en eau, lescoulements, le niveau et la qualit des eaux, le ruissellement... Ce document doitdfinir : lorigine des incidences chroniques, pisodiques ou accidentelles ; limpact sur leau et les activits humaines ; linfluence des variations ; les mesures pour limiter les incidences, et notamment les mesures compensa-toires et correctrices ; la prise en compte des objectifs de qualit et des documents de planification.

Pour une opration concernant, en plus des travaux de voirie, dautres types detravaux (cas des oprations damnagement, des lotissements...), la demandedautorisation est prsenter par le matre douvrage pour lensemble des travauxde lopration, lorsque cette opration se situe au-del du seuil fix par la nomen-clature, mme si lun des types de travaux (par exemple la voirie) se situe en de.

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8.2 - Le zonage eaux pluviales

Les communes (ou groupements) ont obligation article 35-3 de la loi sur leaudu 3 janvier 1992 , si le risque est avr, aprs enqute publique, de dlimiterles zones o : des mesures sont prendre pour limiter limpermabilisation des sols et matri-ser les dbits et les coulements ; des dispositions sont ncessaires pour rduire limpact des eaux pluviales.

Pour cela, en fonction des insuffisances qualitatives (pollution du milieu naturel)et/ou quantitatives (inondations) mises en vidence, et en tenant compte de lavulnrabilit de secteurs identifis, le territoire concern est dcoup en zonessur lesquelles sont fixs des seuils de limitation des dbits et o sont positionnsdventuels dispositifs de rtention, de stockage et de traitement des eaux pluviales.

En annexant ce zonage aux plans doccupation des sols, les communes aident lesamnageurs respecter ces dispositions dans leurs projets.

Les chausses poreuses, et plus particulirement les chausses structures rser-voirs, procurent des rponses simples et pratiques aux contraintes imposes parla loi sur leau aux infrastructures urbaines. ce titre, elles permettent dapporter : des mesures compensatoires et correctrices sur les incidences des projets(art. 10) ; des moyens pour matriser les dbits lors des fortes pluies et rduire limpact desrejets urbains par temps de pluie (art. 35.3).

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Chapitre3 Les conceptset atoutsdes revtementset structuresrservoirs

1 - Les concepts

2 - Les atouts des chausses structures rservoirs en bton

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Une chausse structure rservoir est une chausse dont au moins unecouche du corps de chausse est constitue dun matriau poreux oudrainant dont le taux de vides communicants (porosit utile) est sup-rieur 15 %, lpaisseur de cette couche tant suprieure 10 cm.

1 - Les conceptsIl est possible de classer les diffrentes familles de chausses structures rser-voirs en fonction : des conditions de lentre des eaux dans la structure, celle-ci pouvant tre soitrpartie travers un revtement drainant, soit ponctuelle et/ou linaire partir decaniveaux ou de puits dinfiltration ; des conditions de lvacuation hors de la structure, celle-ci pouvant seffectuersoit par infiltration lente et directe dans le sol de la plate-forme, par renvoi dansle rseau collecteur via un systme rgulateur.

La figure 7 illustre les diffrents concepts de chausses structures rservoirs.

Linfiltration est la solution privilgier pour son efficacit hydraulique et pura-toire. Il est pour cela ncessaire que la permabilit du sol support soit sup-rieure 10 -5 m/s. Si elle est infrieure 10-5 m/s et suprieure 10 -7 m/s, il fautenvisager un complment linfiltration comme un raccordement au rseau parun orifice calibr ou une vacuation par un systme de drains diffuseurs.

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Chapitre Les concepts et atouts des revtements et structures rservoirs3

Figure 7 : diffrents concepts de chausses structures rservoirs.

La figure 8 donne des exemples en matire de choix et de combinaison de mat-riaux pour les chausses structures rservoirs.

Il est videmment possible de combiner ces concepts en fonction des caractris-tiques du projet. Par exemple, une structure rservoir sous le parking VL dunegrande surface commerciale sera alimente : directement par le revtement dranant du parking VL ; par les caniveaux et avaloirs pour les eaux de la voirie PL revtement tanche ; par les chneaux et tuyaux pour les eaux des toitures des btiments.

Notapour des ouvrages trs peu ou non soumis la circulation, les dalles en btonposs sur plots, qui sont largement rpandues dans les zones durbanisationrcente (cas des toitures-terrasses), entrent galement dans le concept dechausse rservoir; lavantage de ces structures rside dans leur forte capa-cit de stockage, ds lors que la conception la prvu.

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structure rservoir(stockage temporaire de leau)

regard

"tanchit"


Infiltration directe dans le sol


bouche dgoutou

caniveau hydraulique

Infiltration directe dans le sol

"tanchit"

structure rservoir(stockage temporaire de l'eau)

regard

versexutoire

versexutoire

bouche dgoutou

caniveau hydraulique

Entre deau rpartie Entre deau ponctuelle ou linaire

Exemples de concepts de chaues structures rrr servoirs

vacuationlocalise

vacuationrpartie

revtement permable revtement impermable

Figure 8 : exemples dutilisation de matriauxpour les chausses structures rservoirs.

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Entre deau rpartie Entre deau ponctuelle ou linaire

Exemple dutilisationde matriaux pour les chausses structures rr servoirs

vacuationlocalise

vacuationrpartie

Bton drainantPavs bton permables

Grave non trait poreuseBton poreux

Lit de pose gotextile

Pavs bton

Bton dense

"tanchit"

"tanchit"

"tanchit"

"tanchit"

2 - Les atouts des chausses structures rservoirsen bton

Un projet de chausse structure rservoir permet de rpondre aux diffrentsbesoins en milieu urbain ou priurbain. Au mme titre quune chausse classique,les chausses structures rservoirs doivent assurer une fonction mcanique. Enmilieu urbain, en effet, et bien que lagressivit des vhicules lourds soit plusfaible, les sollicitations peuvent cependant tre svres sur certaines zones : car-refours, voies rserves aux transports en commun, canalisation du trafic... Il fautremarquer que les btons drainants, qui peuvent tre mis en uvre en coucheunitaire base/roulement jusqu 17 cm pour de faibles trafics, offrent en plus de lafonction mcanique une capacit de stockage intressante des eaux pluviales( 35 l/m 2). Mais les revtements et chausses structures rservoirs assurentgalement dautres fonctions.

2.1 - La fonction hydraulique

Il sagit en fait dune fonction de rgulation qui consiste : absorber rapidement le flux des eaux atmosphriques lors dun vnement pluvial ; stocker temporairement le volume des eaux correspondant ce flux ; restituer ce volume un dbit suffisamment faible pour tre absorb soit :

directement par le sol en place lorsque ses caractristiques de permabilit etde stabilit le permettent,

par un collecteur existant, par le sol et par un collecteur, par un dispositif de traitement (par exemple : sparateur hydrocarbures).

2.2 - La fonction cologique

Lintgration des critres lis lenvironnement peut aussi orienter les choix duconcepteur, et ce, plusieurs niveaux : ralimentation des nappes phratiques dans le cas dune vacuation par infiltra-tion dans le sol (pour viter que la nappe ne soit contamine au contact dun

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quelconque polluant susceptible de migrer dans lenvironnement, en particulierau-dessous de la structure, il est ncessaire de disposer dune paisseur de sol nonsatur de lordre de 1 m) ; pigeage dune partie de la pollution dans des endroits prdtermins, rendantainsi possible un traitement ultrieur (par exemple : dcolmatage) ; vacuation faible dbit vers le milieu rcepteur aprs une sdimentationpralable.

2.3 - La fonction esthtique

En milieu urbain, il convient daccorder une attention particulire au facteur esth-tique des revtements de chausse et aux conditions dintgration de louvragedans son environnement. Il existe une grande varit de solutions : pour les revtements couls en place, le concepteur peut jouer sur la teinte, surle traitement de surface (dsactivation, balayage, bouchardage, grenaillage, etc.)et ventuellement sur les motifs en surface (bton imprim) ;

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Revtement fonction esthtique : le bton dsactiv. Revtement fonctiondintgration lenvironnement :le bton imprim.

pour les revtements modulaires, cette varit porte sur les dimensions (pavs,dalles), sur les formes, sur la texture (lavage, bouchardage, grenaillage, sablage,etc.), sur lappareillage, la teinte, la largeur des joints...

Notons que lassociation entre les deux techniques (coul en place, modulaire) esttrs satisfaisante.

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Revtement modulaire pavs en bton :richesse des formes, des couleurs et des textures.

Revtement urbain :exemple dassociation entre bton coulen place et lments modulaires.

Amnagement urbain : utilisation judicieuse et complmentairedu bton coul en place et des pavs bton.

Revtement modulaire en dalles bton :varit des formes, des couleurs

et des textures.

2.4 - Fonctions confort et scurit

Les revtements en bton drainant ou en pavs btons classiques ou poreux ra-liss sur zones pitonnes et chausses : assurent aux pitons labsence de flaques et de projections deau ; limitent le ruissellement ; liminent les risques daquaplanage ; rduisent les bruits de roulement des vhicules et amortissent les bruits mca-niques.

Par ailleurs, une chausse rservoir avec revtement drainant en btonsaccommode des autres principes damnagement qui favorisent la scuritcomme : un choix vari de couleurs et daspects permettant de rompre la monotonie ; la possibilit dintgrer la ralisation dune signalisation horizontale (passagesprotgs, parkings...) ; une adhrence leve qui limine pratiquement tout problme de glissance ; une visibilit nocturne amliore grce au choix dune teinte dominante claire,et une rduction de la rverbration.

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Chapitre4 Les constituants

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1 - Le bton de ciment dense

2 - Le bton de ciment drainantet le bton de ciment poreux

3 - Grave non traite poreuse

4 - Les produits de voirie en bton

5 - Les composants en bton pourrseaux dassainissement

6 - Autres matriaux pour structuresporeuses

7 - Matriaux pour construction

8 - Procdure pour les commandesde BPE

1 - Bton de ciment denseLes btons de ciment destins la ralisation de voiries et damnagementsurbains entrent dans le champ dapplication de la norme NF P 98-170 : Chaus-ses en bton de ciment excution et contrle . Cette norme classe ces btonssuivant leur rsistance mcanique. Cette rsistance mcanique est mesure soitpar lessai de fendage, soit par lessai de compression. Pour les btons destinsaux revtements et structures rservoirs, les classes de rsistances peuvent trechoisies parmi celles figurant dans le tableau 3.

Les classes 1, 2 correspondent des btons de faible rsistance et donc destinsaux couches dassise de chausses. (Les dosages en ciment de ces btons sont engnral plus faibles ; ils seront dnomms btons maigres dans la suite dudocument). La classe 3 correspond aux couches dassise et aux couches de rou-lement pour des trafics infrieurs ou gaux 150 PL/jour. Les classes 4 et 5 sontdestines aux couches de roulement. Lorsquils sont fabriqus par les centralesBPE, ces btons de classes 4 et 5 sont conformes la norme NF EN 206-1. cetitre, ils rpondent aux conditions de dosage en liant ou en liant quivalent, auxrsistances minimales et au rapport eau/liant maximal de la classe dexposition XF2ou XF4 (environnement humide avec gel modr ou svre et produits dgi-vrants). Ils sont de type non arm (NA).

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Chapitre Les constituants4

Classe de rsistanceRsistance caractristique 28 jours en MPa

Compression NF EN 12390-3 Fendage NF EN 12390-6

5 2,7

4 2,4

3 25 2

2 20 1,7

1 15 1,3

Tableau 3 : classes de rsistance des btons de cimentpour chausses selon norme NF P 98-170

La formulation des btons devra obligatoirement comprendre un adjuvant entra-neur dair pour obtenir un pourcentage minimal dair occlus de 4 % afin dassurerleur rsistance au gel. La consistance des btons sera adapte aux moyens demise en uvre du chantier.

2 - Le bton de cimentdrainant et le btonde ciment poreux

La norme NF P 98 -170 dfinit les btons drainants et poreux comme des btonsprsentant en place une porosit ouverte (utile) ou pourcentage de vides com-municant entre eux et avec lextrieur suprieure 10 %. Par convention, nousdistinguerons dans ce document :

les btons drainants destins la ralisation des couches deroulement qui prsentent : une granulomtrie discontinue0/8 ou 0/10 ou 0/14,

une porosit ouverte 15 < P < 20 %, des rsistances de classe 3 et 4 ;

les btons poreux utiliss encouche dassise qui prsentent : une granulomtrie discontinue 0/20ou 0/25,

une porosit ouverte > 20 %, des rsistances de classe 1 et 2.

Les vides sont obtenus grce une formulation spcifique utilisant des granulo-mtries discontinues, et non par un compactage insuffisant. Ils sont dune taillesuffisante pour permettre de stocker temporairement leau et de lvacuer ensuitevers un exutoire. Ces btons, comme tous les btons de ciment routiers, doiventobligatoirement contenir un adjuvant entraneur dair. Leur formulation peut aussicomprendre des additions, des adjuvants et des fibres.

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Aspect dun revtement en bton drainant.

2.1 - Ciments

Les ciments doivent tre conformes la norme NF EN 197-1. Les ciments CEM I,CEM II/A ou B et les CEM III/A ou B sont les plus utiliss pour la formulation desbtons routiers. Il est aussi possible dutiliser des CEM III/C ou des CEM V/A, enparticulier si lon souhaite obtenir des btons respectivement clairs ou foncs.

Les ciments de classe 32,5 N conviennent en gnral pour obtenir les rsistancesmcaniques demandes. Cependant, pour un retour la circulation rapide, desciments de classe 42,5 N peuvent tre ncessaires, ainsi que des ciments de classeR ayant des vitesses de durcissement leves. Dans certains cas, afin dassurer laprennit de la structure face des agressions chimiques suite lpandage acci-dentel de produits ou de liquides agressifs, des ciments de type PM (prise mer)ou ES (eaux sulfates) pourront tre prfrs.

2.2 - Granulats

Les granulats doivent rpondre aux spcifications de la norme NF EN 12620 et la norme XP P 18-545. Ces spcifications concernent notamment la granularit, laforme et la propret des granulats. De nombreux types de granulats peuventconvenir sous rserve dtre non glifs (matriaux ruptifs, sdimentaires, cal-caires ou siliceux, rouls ou concasss). Les granulomtries discontinues du type0/4 + 10/14 ; 0/2 + 6/10 ; 0/4 + 10/20 sont couramment utilises.

Caractristiques intrinsques des gravillons : catgorie B, C ou D selon le typedapplication et de trafic. Caractristiques de fabrication des gravillons : catgorie III. Caractristiques de fabrication des sablons et des sables : catgorie A.

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Les caractristiques des granulats destins la confection de btons drainants etde btons poreux sont prcises respectivement dans le tableau 4.

NotaIl est possible dutiliser des granulats ayant des caractristiques infrieuresaux spcifications minimales requises pour couche de roulement, sousrserve que lune des fractions des gravillons prsente dans la compositiondu bton, respecte ces exigences et que cette fraction granulaire soit daumoins 450 kg de matriaux par mtre cube de bton.

2.3 - Additions, adjuvants, fibres, colorants

Les additions, qui doivent tre conformes aux normes en vigueur, permettentdamliorer les proprits du bton ltat frais (consistance, rtention deau,cohsion, moulabilit ) ou ses rsistances mcaniques.

Les adjuvants (plastifiants, rducteurs deau plastifiants, entraneur dair, retarda-teurs et acclrateurs de prise, etc.) permettent damliorer les caractristiques dubton et de faciliter sa mise en uvre. Ils doivent tre conformes aux normes envigueur.

Laddition de fibres polyester ou polypropylne dans le bton peut amliorer lacohsion du bton frais, notamment, et la rsistance la fissuration de retrait.

Les colorants peuvent tre incorpors lors de la fabrication du bton sous formede liquides ou de poudres.

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Usages CaractristiquesClasses de trafic (1)

T3 ou aronautique > T3

Bton de fondation intrinsques des gravillons Code D

ou de fabrication des gravillons Code III bisbton drainant de fabrication des sables Code a bis

intrinsques des gravillons Code C Code B

Bton de roulement de fabrication des gravillons Code III bis

de fabrication des sables Code a bis

Tableau 4 : caractristiques des granulats pour chausses en bton

1. Classe T3 : moins de 150 poids lourds par jour et par sens.

2.4 - Caractristiques physiques et mcaniques des btons

Les caractristiques des btons poreux et drainants dpendent des fonctions remplir dans la structure rservoir et des conditions et moyens de mise en uvre.

2.4.1 - Porosit ouverte ou utile

Elle reprsente, une fois le bton mis en place, le pourcentage de vides commu-nicant entre eux et avec lextrieur. La porosit ouverte sexprime en pourcen-tage.

Elle peut tre mesure soit sur des prouvettes fabriques en laboratoire, soit surdes carottes prleves in situ.

2.4.2 - Consistance

La consistance des btons drainants ou poreux sera en gnral ferme (affaisse-ment au cne dAbrams infrieur 1 cm). Elle doit tre compatible avec les condi-tions atmosphriques prvisibles sur le chantier jusqu la fin de sa mise en uvresans addition deau.

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Vides non communicants Vides communicants Vides totaux

DFINITION DES POROSITS

2.4.3 - Air occlus

Comme tout bton routier, les btons drainant ou poreux doivent prsenter unersistance suffisante vis--vis du gel et des sels de deverglaage. Leur formulationdevra donc obligatoirement contenir un adjuvant entraneur dair dans le butdamliorer la rsistance du mortier ces agressions. La teneur en air occlus estmesure sur le mortier. Elle devra tre au minimum de 7 %.

2.4.4 - Permabilit

Lessai consiste mesurer le temps dcoulement dune quantit deau faiblecharge travers une surface dlimite dun revtement. La permabilit est mesu-re par la vitesse de percolation en centimtre par seconde. Il est gnralementdemand une permabilit suprieure 1 cm/s pour les btons drainants.

2.4.5 - Rsistance mcanique

Les btons routiers sont classs dans la norme NF P 98 -170 suivant leurs rsis-tances mcaniques. Pour les revtements et structures rservoirs, les valeurs declasse suivantes pourront tre retenues en fonction des types de trafic (tableau 5).

chaque classe de rsistance du bton, il peut tre associ, compte tenu desconnaissances actuelles la porosit utile maximale quil est possible dobtenir.(tableau 6). Une porosit minimale de 15 % tant dans tous les cas souhaitablesafin de limiter les phnomnes de colmatage.

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Trafic < 5 PL/J 5 50 PL/J > 50 PL/J

Couche de roulement CLASSE 3 CLASSE 3 CLASSE 4

Couche dassise CLASSE 1 et 2 CLASSE 2 ou 3 CLASSE 2 ou 3

Tableau 5 : choix de la classe du bton en fonction du trafic

On remarque que les rsistances mcaniques des btons sont inversement pro-portionnelles leur porosit.

3 - Grave non traite poreuseLa grave non traite poreuse (GNTP) est constitue de granulats concasssconformes la norme NF EN 12620 et la norme XP P 18-545 et de granulom-trie d/D. Elle est obtenue partir dune grave concasse 0/D en liminant la frac-tion sableuse 0/d.

d et D doivent respecter les conditions suivantes : d > 8 mm 25 < D < 100 mm > 3 afin dassurer une bonne stabilit.

La duret des granulats, pour rsister lattrition et la fragmentation, prsenterales caractristiques suivantes : LA < 30 MDE < 25De plus, le passant 2 mm sera infrieur 3 %.

Dd

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Classe de rsistance Porosit maximale

4 (2,4 MPa) 20 %

3 (2 MPa) 22,5 %

2 (1,7 MPa) 25 %

1 (1,3 MPa) 30 %

Tableau 6 : relation classe de rsistance/porosit du bton

(x MPa) rsistance caractristique 28 jours par fendage.

Les graves non traites poreuses prsentent des porosits utiles de lordre de 40 %.Elles pourront tre utilises pour constituer les couches dassise des structuresrservoirs. Les granulomtries les plus couramment utiliss sont : 10/80 ; 20/70 ;10/100.

4 - Les produits de voirieen bton

4.1 - Pavs en bton

Ce sont des lments modulaires en bton tels que le rapport de la surface de laface vue (en cm2) leur paisseur (en cm) est < 100*.

4.1.1 - Les pavs traditionnels

Ils sont constitus dun bton de masse avec ou sans bton de parement. Ils sontdestins raliser des revtements de sol traditionnels (le plus souvent extrieurs)et les revtements de chausses rservoirs impermables au sens des schmasconceptuels du chapitre III. Les pavs traditionnels sont des produits normaliss(norme NF EN 1338).

Les spcifications donnes dans les normes portent sur : laspect ; les tolrances dimensionnelles ; la rsistance mcanique (traction par fendage) ; la rsistance lusure ; la durabilit (rsistance au gel et sels de dverglaage, absorption deau).

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* Dans la norme NF EN 1338, un produit est un pav si le rapport de sa longueur son paisseur est au plusgal 4 et si la dimension horizontale de toute section transversale distante de plus de 50 mm dun bordquelconque est (50 mm).

Les pavs en bton font lobjet dunemarque NF de conformit la norme. Lesformes proposes sont multiples etvaries. On distingue : les pavs classiques non autobloquants(carrs, rectangulaires) ;

les pavs autobloquants embote-ments unidirectionnels et multidirec-tionnels (forme en I, en Z) ;

les pavs autobloquants embotementet paulement : il y a dans ce cas doubleliaison (verticale et horizontale) entreles lments du revtement.

Les paisseurs varient de 6 13 cm.

Les pavs reoivent en gnral un traitement de surface (lavage, bouchardage,piquetage, martelage, grenaillage, sablage) et/ou ils peuvent prsenter une sur-face avec relief.

4.1.2 - Les pavs permables

Comme leur nom lindique, les pavs permables sont des pavs aptes laisserpasser un certain dbit deau par unit de surface et peuvent donc entrer dans laconstitution dun revtement permable dune chausse rservoir. Il nexiste cejour ni recommandation franaise, ni norme relative aux pavs permables. Onpeut toutefois retenir les pratiques actuelles : les formes et dimensions des pavs permables sont les mmes que celles despavs traditionnels ;

la permabilit est ajuster en fonction de la pluviomtrie locale, du degr deprotection souhait vis--vis des inondations et du risque de colmatage ;

une valeur de 0,1 cm/s constitue un bon compromis compte tenu des risquesde colmatage.

54


Revtement en pavs bton : des possibilits illimites de crativit.

Rsistance mcanique Lessai de fendage utilis pour les pavs en bton traditionnel reste applicable. Une valeur caractristique de 3 MPa peut tre retenue, avec aucune valeur indi-viduelle infrieure 2,4 MPa. Lessai dusure par abrasion reste galement applicable pour les pavs per-mables. La spcification correspondante (largeur dempreinte infrieure 25 mmou 22 mm selon labrasif) peut aussi tre applique pour ce type de produit. Unchoix de granulats appropris, en effet, doit permettre de rpondre de maniresatisfaisante une telle spcification.

Mise en uvreLe remplissage des joints se fait avec un sabledpourvu dlments fins pour limiter les risques decolmatage.

4.1.3 - Les pavs joints larges

Afin de constituer un revtement permable, despavs traditionnels ou permables peuvent tre possavec des joints larges. Cela permet linfiltration deleau non seulement travers le matriau mais aussidans les joints. Les pavs peuvent alors comporter desergots dcartement ou carteurs qui assurent ainsides largeurs de joints constantes. Une autre solutionconsiste utiliser des carteurs indpendants des pavs(figure 9).

Les carteurs ou le choix de formats particuliers per-mettent une reprise des efforts horizontaux lisnotamment au trafic.

Figure 9 : appareillage de pavs avec carteurs.

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Revtement en pavs bton joints larges.

4.1.4 - Les pavs perfors ou corns

Linfiltration de leau peut se faire au travers de perforations mnages au curou en bordure de produits constitus dun bton dense classique. Par exemple,certains pavs ont un de leurs coins supprim, et ces triangles dinfiltration peu-vent tre remplis de matriaux compacts ou en vrac.

Notale choix de telle ou telle solution doit sappuyer sur des considrations liesau trafic et au risque de colmatage mais aussi sur lesthtique. Ainsi, lespavs voirie traditionnels peuvent tre utiliss sur des chausses supportantun trafic 150 PL/jour.En revanche, les autres solutions (pavs permables, pavs joints larges etpavs perfors) sont rserver en gnral des chausses moins sollicitescorrespondant des trafics 15 PL/jour.

4.2 - Dalles en bton

Ce sont des lments plans, tels que le rapport de la surface de la face vue(en cm2) leur paisseur (en cm) est 100. Les dalles* entrent le plus souventdans la constitution dun revtement impermable au sens des schmasconceptuels du chapitre III. Les dalles en bton sont des produits normaliss(norme NF EN 1339). Les spcifications portent sur : laspect ; les tolrances dimensionnelles ; la rsistance mcanique (rsistance laflexion) ;

la durabilit (rsistance au gel et aux selsde dverglaage, absorption deau).

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* Dans la norme NF EN 1339, un produit est une dallesi le rapport de sa longueur son paisseur est > 4et si sa plus grande dimension est limite 1 m. Revtement en dalles grenailles.

Les dalles en bton font lobjet dune marque NF de conformit la norme. Elles sontde forme carre ou rectangulaire et prsentent des aspects de surface varis : btongris, bton blanc, gravillons lavs, bton poli, grs, grenaill, bouchard, flamm

NotaPour les voies supportant un trafic automobile, des dalles de classe minimaleS4, au sens de la marque NF relative la norme NF EN 1339, sont nces-saires.

4.3 - Les revtements modulaires pas ou peu permables

Ils sont raliss avec des pavs traditionnels ou des dalles, la pntration possiblede leau ayant lieu par les joints, qui seront les plus minces possible.

4.4 - Les revtements modulaires permables

Ils sont raliss soit avec des pavs traditionnels perfors ou corns poss ven-tuellement avec des joints larges, soit avec des pavs permables (qui peuventgalement tre poss avec des joints larges).

4.5 - Bordures et caniveaux

Ce sont des lments en bton manufactur servant dlimiter les trottoirs, lesaccotements, les lots ou les terre-pleins et, pour certains dentre eux, lacheminement des eaux de ruissellement. Les bordures et caniveaux en btonsont des produits normaliss: norme NF EN 1340 et NF P 98-340/CN. Cette normedistingue les profils (figure 10) et les catgories de produits suivantes :A : bordures franchissables pour accotement de routes ou dautoroutes ;P : bordures pour parcs de stationnement, alles, terrains de sport ;T : bordures de trottoir pour voiries urbaines ;CS : caniveaux simple pente associer avec A ou T ;CC : caniveaux double pente ;I : bordures pour lots directionnels.

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Figure 10 : Profils de bordures et caniveaux selon NF EN 1340 et NF P 98-340/CN.

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A1

20

2525

A2

15

2020

T1

12

2020 T2

15

2525

T3

17

2828

T4

20

3030

25

141416,5

CS3

30

161619

CS4

25

111113,5

CS2

20

101012 CS1

50

1212CC2

40

1212CC1

25

66

13 I1

25

1111

18

I2

30

66

13 I3

30

1111

18

I4

Borduresd'accotement

Type A

BorduretrottoirType T

Caniveauxsimple

Type CS

Caniveauxdouble pente

Type CC

Bordures d'ilotsdirectionnels

Type I

BordurettesType P

P1

8

2020 P2

6

2828

P4

6

2020

R3

R3

R3

Notaces lments jouent un rle principal dans lacheminement des eaux de ruis-sellement vers les entres dans la structure rservoir.

Les bordures et caniveaux prfabriqus en bton font lobjet dune marque NF deconformit la norme. Le contrle qui y est attach porte sur les matires pre-mires, le bton frais, les caractristiques gomtriques des produits, leur aspectet leur rsistance en flexion-poinonnement et ventuellement la caractristique + R (rsistance renforce au gel et aux sels de dverglaage).

5 - Les composantsen bton pour rseauxdassainissement

Ne seront dtaills dans ce document que les lments susceptibles dentrer fr-quemment dans la constitution dune structure rservoir.

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5.1 - Schma global(figures 11, 12 et 13)

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structures desurfaces poreuses

gotextile

ajustage + clapet

gulation

parking espaces verts

Figure 11 :vue densemble

Figure 12 : zoom sur le parking

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draind'alimentationde la structure

b

vacuationrgule du dbit

de fuiteE.P.

bouche avaloir

ton drainant

Structure reservoir

tanchit

pavs poreuxpavs

Structure reservoir

Figure 13 : zoom sur la rue

5.2 - Bouches avaloirs

Ces lments sont destins collecter les eaux pluviales et peuvent tre munis ounon de systmes de dcantation.

5.3 - Tuyaux

Les tuyaux en bton sont destins au transport des eaux pluviales. Ils sont conuspour rsister laction des charges extrieures quils subissent (la plupart sont eneffet enterrs et supportent le poids des terres ainsi que leffet des charges de sur-face) et prsenter une bonne tanchit. Ils sont classs en sries daprs leurnature et leur rsistance lcrasement. Pour les chausses rservoirs, le diamtrecouramment utilis est 300 mm.

Les tuyaux prsentent des caractristiques conformes la norme NF P 16-341.Cette norme dfinit notamment : les tolrances dimensionnelles ; la disposition des armatures (dans les tuyaux arms) ; lpaisseur denrobage des armatures, le pourcentage et la nature des arma-tures.

Les tuyaux doivent demeurer tanches sous une pression de 0,1 MPa maintenuependant 30 min. Conformment la norme NF P 16-341, ils sont classs en fonc-tion de leur rsistance mcanique un essai dcrasement. Il est galement prvu,pour les tuyaux en bton arm, un critre de rsistance la fissuration souscharge. Il existe une marque nationale de conformit la norme NF P 16-341(marque NF).

En matire de conception hydraulique des canalisations, il convient de se rfrer la norme NF EN 752-4. En matire de conception mcanique, de ralisation etde rception, le texte de rfrence est le chapitre 3 du fascicule 70 du CCTG

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Ouvrages dassainissement . Des logiciels disponibles au CERIB facilitentlapplication de ce chapitre 3. La mise en uvre se fait conformment au fascicule70 du CCTG.

5.4 - Regards et botes de branchement

Ces ouvrages verticaux, gnralement en bton non arm, disposs sur les cana-lisations dassainissement enterres, sont destins permettre leur entretien. Lesregards sont qualifis de visitables lorsque leur diamtre intrieur est au moinsgal 1 m. Les botes de branchement de dimensions plus faibles sont circulairesou carres.

Les regards et botes de branchement sont conformes aux normes NF P 16 -342et NF P 16-343.

Ces normes dfinissent notamment : les tolrances dimensionnelles ; une spcification relative leur tanchit dans le cadre dun essai en pression ; une spcification relative leur rsistance mcanique dans le cadre dun essai derupture.

Comme pour les tuyaux, ces produits sont couverts par une marque NF quisappuie directement sur les normes franaises prcites. La mise en uvre doittre conforme au fascicule 70 du CCTG Ouvrages dassainissement .

5.5 - Sparateurs de boues et liquides lgers

Ces quipements sont destins au traitement de certaines eaux pluviales et deruissellement (exemple : parcs de stationnement, chausses, aires aroportuaires,etc.). Il existe pour les sparateurs de liquides lgers deux classes de performance.Ils sont classs en fonction du dbit trait (taille nominale). Par convention, la taillenominale (TN) est un nombre arrondi, gal la valeur numrique du dbitmaximal admissible de leffluent, exprime en litres par seconde. Les normesNF EN 858-1 et NF EN 858-2, concernant ces quipements, fixent notamment lesconditions de dimensionnement et de maintenance de ces dispositifs.

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En matire de conception hydraulique et de mise en uvre, des outils existent : dtermination de la taille nominale, installation, exploitation (guide dit par laFIB [Fdration de lindustrie du bton]) ;

logiciel de dimensionnement hydraulique dvelopp par le CERIB.

Ces outils permettent notamment de dterminer la taille nominale des sparateursen fonction de la nature et de la quantit des effluents traiter, en fonction du site(parking, chausse, aire aroportuaire) et en fonction de la qualit exige deleffluent aprs traitement.

6 - Autres matriauxpour structuresporeuses

6.1 - Les structures alvolaires ultra lgres : SAUL

Nous citons deux matriaux qui ont dj t utiliss dans la ralisation de struc-tures rservoirs :

Le Nidaplast, matriau en polypropylne extrud dont les alvoles ont une struc-ture en nid dabeilles. Le Nidaplast H20PP possde des alvoles de 20 mm,et il existe un autre produit avec des alvoles de 8 mm. Son module initial estde 30 35 MPa. Sa rsistance en compression simple (norme NF T 56-101) estde 0,4 MPa et de 0,02 MPa en compression latrale. La porosit utile est de 95 %environ.

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Le Geolight, matriau fabriqu par thermoformage partir de films de polypro-pylne de PVC ou dABS. Sa structure est en nid dabeilles, lpaisseur des filmsutiliss pour sa fabrication peut tre adapte la demande, ce qui permet denmodifier les caractristiques mcaniques. Celles-ci sont voisines de celles du Nida-plast, exception faite de la compression latrale qui atteint 0,03 MPa. La porositutile est de 90 % environ.

Les structures des chausses souples ou bitumineuses ne peuvent pas treconstruites directement sur les SAUL; il est ncessaire de mettre en uvre descouches de forme en GNT ou GNTP de 25 cm, pour obtenir un module la plaquede 20 MPa (PF1), ou de 55 cm pour un module de 50 MPa (PF2). Les chaussesen bton ne ncessitant pas de compactage pour leur mise en uvre, et ce typede structure ayant la proprit de rpartir les charges, lpaisseur de ces couchesde forme peut tre ramene 8 ou 10 cm. Leur rle, dans ce cas, est dviter latransmission des efforts horizontaux la surface des SAUL.

6.2 - Les chambres haute capacit (CHC)

Elles se prsentent le plus souvent sous la forme de coques demi-cylindriques enmatire plastique, perfores latralement et munies dorifices daccs pour ins-pection du systme et nettoyage des sdiments dcants. Elles sont poses soitdirectement sur la plate-forme si la permabilit des sols permet une infiltration,soit sur une membrane tanche pour une vacuation rgule dans les rseauxdassainissement. Elles sont recouvertes dune couche de GNT poreuse d/D dontlpaisseur est fonction de la nature de la couche de base et du trafic. Leur capa-cit de stockage peut atteindre 400 l/m2. Les chambres haute capacit et leursapplications font lobjet dun avis technique du CSTB.

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7 - Matriauxpour construction

7.1 - Gotextiles

Les gotextiles sont des produits textiles adapts au gnie civil qui se prsententgnralement sous forme de nappes de fibres synthtiques, permables, soupleset rsistantes. On distingue plusieurs familles de gotextiles en fonction de leurmode de fabrication : Les non-tisss : ils sont constitus de fibres ou de filaments rpartis de manirealatoire et dont la cohsion est assure par un traitement de liaison chimique,thermique ou mcanique ; Les tisss : ils sont constitus dun entrecroisement de nappes de fils, de fila-ments ou de bandelettes. En rgle gnrale, les tisss sont des produits obtenuspar lentrecroisement angle droit de deux ou plusieurs systmes de fils, fibres,filaments, bandelettes, ou dautres lments ; Les tricots sont composs de fibres darmature longitudinales dposes demanire perpendiculaire sur des fibres darmature transversales. Celles-ci sont liai-sonnes par un fil de couture aux points dintersection.

Les polymres les plus couramment utiliss pour la confection des gotextilessont le polyester, le polypropylne, le polythylne, le polyamide et laramide. Lescaractristiques des gotextiles dpendront de la nature des fibres, fils, filaments,ou bandelettes, du type de polymre, de la forme des constituants et de leurmode dassemblage.

Les caractristiques principales sont : rsistance la traction ; allongement la rupture ; rsistance au poinonnement ; perforation dynamique ;

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permabilit ; ouverture de filtration.

Les gotextiles assurent les principales fonctions suivantes.

Fonctions mcaniques : sparation : rle dcran empchant linterpntration de deux types de mat-riaux de nature diffrente tout en autorisant la libre circulation des fluides ;

renforcement : rle damlioration des caractristiques gotechniques des solsen augmentant leur rsistance sous faible dformation ;

protection : rle antipoinonnement. Plac entre une gomembrane et le solsupport ou la couche de protection, le gotextile absorbe les contraintes locali-ses et protge la gomembrane contre les perforations, lors de la ralisation duchantier et en cours dexploitation de louvrage ;

conteneur : certains gotextiles favorisent la tenue des terres sur pente et lavgtalisation des talus en servant de support et de confinement la couchevgtale de protection.

Fonctions hydrauliques : filtration : les gotextiles filtrants empchent le passage des particules fines touten laissant passer leau. Ils permettent dviter lobstruction du systme de drai-nage en sinterposant entre celui-ci et les matriaux voisins ;

drainage : ces produits se prsentent sous forme de nappes ayant la particularitde vhiculer un dbit dans leur plan. Leur paisseur varie de quelques milli-mtres quelques centimtres. Leur capacit drainante est caractrise par la transmissivit (produit de la permabilit hydraulique dans le plan du produitpar son paisseur), qui peut varier sous charge de 1 x 10 -5 1 x 10 -2 m2/s.

Certains gotextiles assurent simultanment le rle de filtre et de drain. Les fonc-tions devant tre assures par le gotextile dpendent de sa position dans lastructure rservoir.

Ces fonctions sont rcapitules dans le tableau 7.

titre dexemple, il est recommand de respecter au moins les caractristiquessuivantes pour les trois types de gotextiles utiliss pour la confection des struc-tures rservoirs.

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FonctionSparation Protection Filtration

Position

Entre sol et couches dassise X X

Entre couches dassise et lit de posedes pavs et des dalles

X X

Au niveau de la gomembrane X

Tableau 7 : fonction du gotextile selon sa position dans la structure

7.1.1 - Gotextile filtrant

Il sera constitu dune grille de filtration en monofilament de polythylne pr-sentant une ouverture de maille de 450 500 microns. Rsistance la traction 30 KN/m (selon norme NF EN ISO 10319) ; Allongement la rupture 25 % (selon norme NF EN ISO 10319).

7.1.2 - Gotextile de sparation

Il sera constitu dun tiss de polypropylne. Rsistance la traction 25 kN/m, selon norme NF EN ISO 10319. Allongement la rupture 20 %, selon norme NF EN ISO 10319. Perforation dynamique 16 mm, selon norme NF EN ISO 13433. Permittivit : 0,1 s-1, selon norme NF G 38016.

7.1.3 - Gotextile de protection

Il sera constitu dun non-tiss de polypropylne. Rsistance au poinonnement 3 kN, selon norme NF EN ISO 12236. Rsistance la traction 12 kN/m, selon norme NF EN ISO 10319 Allongement la rupture 80 %, selon norme NF EN ISO 10319. Masse surfacique 700 g/m 2.

7.2 - Gomembranes

Les gomembranes sont utilises pour impermabiliser le sol support dans le caso les eaux stockes dans la structure rservoir sont renvoyes dans le rseaudassainissement. Une gomembrane est un produit adapt au gnie civil : mince(gnralement 1 5 mm), souple, continu, tanche aux liquides mme sous lessollicitations en service. La gomembrane est la structure assurant ltanchit

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dun ouvrage hydraulique au sein du dispositif dtanchit par gomembrane(DEG). Le DEG est constitu de trois structures, conformment au schma pr-sent dans la figure 14 : structure support ; structure dtanchit ; structure de protection.

Figure 14 : schma donnant la constitutiondun dispositif dtanchit par gomembrane.

Les matriaux de base constituant les gomembranes sont soit des matriaux bitu-mineux (bitumes souffls ou bitumes modifis par ajout de polymres), soit desmatriaux de synthse (PVC, PEHD, EPDM). En gnral, les gomembranes sontmanufactures en rouleaux de grandes dimensions (largeur 2 10 m, longueur20 200 m selon la nature de la gomembrane). Leur paisseur varie de 1 5 mm.La continuit de ltanchit est assure par lassemblage de chaque ls de go-membrane par soudure au chalumeau, ou encore par soudure thermique ou chi-mique selon le type de gomembrane.

titre dexemple, une gomembrane prsentant les caractristiques suivantespourra tre utilise pour la confection des structures rservoirs.

Gomembrane base de bitume lastomre SBS arme dun gotextile polyesternon tiss : paisseur 3 ou 4 mm rsistance la rupture > 10 daN/cm.

Notalimpermabilisation du sol support peut galement tre assure par la miseen uvre dun enduit bitumineux superficiel bicouche.

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un ou plusieurs lmentsde protection

Structure de protection(ventuelle)

Dispositif dtanchitpar gomembrane

(DEG)

CONSTITUE PAR :

Une ou deuxgomembranes avec

couche drainanteintermdiaire

Structure dchantit

CONSTITUE PAR :

Couche support dispositifsde drainage ventuels

couche de forme

Structure support

CONSTITUE PAR :

7.3 - Drains

Les tuyaux de drainage peuvent tre en bton, en PEHD ou en PVC. Ils se pr-sentent sous forme de tubes munis de trous ou de fentes transversales ou longi-tudinales. Ils se caractrisent par la rpartition de leur fente, par leur diamtre etpar leur longueur. Les tuyaux en bton prsentent lavantage doffrir des rsis-tances mcaniques importantes, et en particulier lcrasement, ce qui les rendtout fait adapts aux techniques routires. Leur utilisation est soumise aux pres-criptions du fascicule 70 du CCTG.

On distingue deux grands types de drains : drains avec cunette en partie infrieure ; drains sans cunette.

Le choix du type de drains sera fonction de son utilisation dans louvrage. Le dia-mtre des drains sera au minimum de 150 mm.

Les drains permettent :

soit la collecte et la diffusion des eaux de ruissellement dans la structure rser-voir ; dans ce cas, ils sont positionns en partie suprieure de la chausse et ils ali-mentent un regard lamont de la structure rservoir. On choisira de prfrencedes drains sans cunette, qui permettront une diffusion efficace de leau en vitanttoute stagnation ; soit lvacuation des eaux de ruissellement stockes dans la structure vers lerseau public ou le milieu naturel ; dans ce cas, ils sont positionns en partie inf-rieure de la structure rservoir et ils alimentent un regard laval de la structurerservoir. On utilisera de prfrence des drains avec cunette, qui permettront unemeilleure restitution de leau vers lexutoire.

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8 - Procdure pourles commandes de BPE

Les btons routiers entrent dans le champ dapplication de la norme NF EN 206-1car leur densit est suprieure 2 t/m3. Ils devront tre prescrits en classedexposition XF2 ou XF4, ce qui implique : un dosage en liant minimal et/ou une rsistance caractristique minimale 28 jours ;

un rapport eau efficace/liant limit ; une teneur en air occlus du bton frais comprise entre 4 et 6 % avec obligationdutiliser un agent entraneur dair.

Trois cas peuvent se prsenter.

8.1- Les BPS (btons proprits spcifies)

Il sagit de btons pour lequel les proprits requises et les caractristiques sup-plmentaires sont spcifies au producteur qui est responsable de fournir unbton satisfaisant ces exigences. Les spcifications de base sont les suivantes : la conformit la norme NF EN 206-1 ; la classe de rsistance la compression ; la classe dexposition ; la classe de consistance ; la dimension nominale maximale des granulats ; la classe de teneur en chlorures.

Des caractristiques complmentaires (type de ciment) peuvent, le cas chant,tre demandes en plus des spcifications de base, avec des niveaux de perfor-mances contrles suivant des mthodes dessa

Voiries et aménagements urbains en béton

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