Les revêtements drainants en béton

1-INTRODUCTION

Le besoin sociétal de développer la ville, la façon d’urbaniser, les techniques de construction et la nature des matériaux majoritairement utilisés conduisent à une imperméabilisation des sols naturels de plus en plus marquée.

L’imperméabilisation des surfaces urbaines, en particulier, va de pair avec le phénomène de ruissellement des eaux pluviales dont les conséquences dommageables sont connues du grand public comme des experts : inondations, concentration de pollution, altération de la nature, impact sur le cadre de vie et jusqu’à la sécurité des biens et des personnes.

D’autre part, pour faire face à la croissance démographique, l’étalement urbain a été la réponse privilégiée pendant plusieurs décennies. Ce schéma ne correspond plus, aujourd’hui, à la logique de la ville durable. Les politiques publiques préconisent explicitement la densification des villes existantes dont la maîtrise appelle à concentrer l’effort, notamment vers les pôles majeurs de mobilité et vers les hauts lieux de la ville.

Le peu d’espace naturel disponible aura vocation pour tout ou partie à permettre de construire encore davantage. Or, plus on densifie, plus on imperméabilise les surfaces urbaines et plus les risques d’inondation des centres urbains s’amplifient si l’on continue à faire appel aux mêmes solutions qu’aujourd’hui.

Pour sortir de ce cercle non vertueux, il faut changer la manière d’urbaniser, changer la manière de concevoir les voiries et autres aires de mobilité et aussi adapter les techniques de construction du bâti.

2-LES CONSÉQUENCES DOMMAGEABLES DE L’IMPERMÉABILISATION

L’imperméabilisation des sols a des conséquences multiples sur le cycle naturel de l’eau, sur la modification des fonctions du sol, en lien notamment avec la conservation de la nature ainsi que sur le cadre de vie des citadins.

2.1. MODIFICATION DU CYCLE NATUREL DE L’EAU

Le cycle naturel de l’eau est basé sur un équilibre dans lequel l’eau de pluie se répartit entre le ruissellement jusqu’aux cours d’eau, l’infiltration dans le sol pour aller lentement alimenter les nappes phréatiques, l’évaporation dans l’atmosphère et l’absorption par les végétaux.

De plus, le sol naturel filtre l’eau et régule le débit des eaux qui alimentent les nappes phréatiques et les cours d’eau.

Il élimine les contaminants et réduit la fréquence et le risque d’inondation et de sécheresse. Associé à la végétation, il permet de réguler le microclimat dans les environnements urbains denses. L’urbanisation de plus en plus importante des territoires, l’augmentation des surfaces imperméables et la diminution du nombre d’espaces verts perturbent ce cycle par une :

• Réduction de l’infiltration naturelle voire empêchement de l’absorption, donc une sous-alimentation des nappes phréatiques,
• Réduction de l’absorption par l’absence de végétaux,
• Augmentation du ruissellement et notamment des débits de pointe,
• Réduction des temps que mettent les eaux pluviales pour rejoindre les rivières.

Ces phénomènes se concrétisent par des inondations plus fréquentes (photos 1 et 2) en raison des surcharges des
réseaux et des vitesses de montée en charge des cours d’eau ainsi que par une pollution des milieux récepteurs par
lessivage. Les polluants viennent en effet se déposer sur la voirie puis sont entraînés par les eaux de ruissellement qui
présentent une concentration de polluants pouvant porter atteinte au milieu récepteur et limiter les usages de l’eau
(figures 1, 2 et 3).

2.2. MODIFICATION DES FONCTIONS DU SOL ET CONSERVATION DE LA NATURE

Toute construction déployée sur un site, en extension d’urbanisme, agit sur la conservation de la nature à commencer par le sol. Pour un bâtiment comme pour une voirie ou aire d’activité, les travaux commencent par déplacer la couche végétale du sol. Les structures protégées ou revêtues imperméabilisent le substratum et l’isolent de l’atmosphère.

En l’absence de précaution, toute construction limite l’infiltration des eaux pluviales et les échanges gazeux entre le sol et l’air, agissant sur la capacité du sol à absorber l’eau, à la filtrer et à la mettre en réserve, ou encore perturbe les fonctionnements de la biodiversité et de l’évapotranspiration.

Les couches superficielles de sol constituent la peau vivante de la terre et rendent d’innombrables services à la vie. Des micro-organismes y vivent et assurent des fonctions écosystémiques essentielles : décomposition de la matière organique du sol, production de nutriments pour les plantes, fixation d’azote, dégradation des polluants, captage et stockage du carbone notamment.

Les photos 3 et 4 (© Atelier Corajoud) illustrent le cas emblématique d’un axe structurant majeur qui, il y a fort longtemps a « privé » la ville de son sol, privation aux conséquences dommageables considérables pour les citadins, et dont la prise de conscience a permis la restitution au quartier d’un nouveau sol à forte composante naturelle et la renaissance d’une urbanité retrouvée quelques décennies plus tard.

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Au sommaire

CHAPITRE 1 : LUTTER CONTRE L’IMPERMÉABILISATION DES SOLS – LA PROBLÉMATIQUE

1. INTRODUCTION
2. LES CONSÉQUENCES DOMMAGEABLES DE L’IMPERMÉABILISATION

2.1. MODIFICATION DU CYCLE NATUREL DE L’EAU
2.2. MODIFICATION DES FONCTIONS DU SOL ET CONSERVATION DE LA NATURE
2.3. IMPACT SUR LE CADRE DE VIE

3. UN CADRE RÈGLEMENTAIRE ET LÉGISLATIF ROBUSTE ET EN ÉVOLUTION 11

3.1. LES RÉFÉRENTIELS
3.2. VERS UNE NOUVELLE APPROCHE DE LA GESTION DES EAUX PLUVIALES 12
3.3. VERS DE NOUVELLES RÈGLES D’URBANISME ET D’INCITATION FINANCIÈRE 13
3.4. RÉPONDRE AUX BESOINS D’AUJOURD’HUI ET ANTICIPER LES ATTENTES DE DEMAIN 13

4. CONCLUSION

CHAPITRE 2 : LUTTER CONTRE L’IMPERMÉABILISATION DES SOLS – LES SOLUTIONS

1. INTRODUCTION

1.1. AMÉLIORER, VOIRE REPENSER L’AMÉNAGEMENT DU TERRITOIRE
1.2. FAIRE APPEL À DES TECHNIQUES DE COMPENSATION 16
1.3. METTRE EN PLACE DES SOLUTIONS D’ATTÉNUATION POUR RÉDUIRE LES CONSÉQUENCES DE L’IMPERMÉABILISATION 16

2. LES SOLUTIONS DE REVÊTEMENTS DRAINANTS ET/OU DE STRUCTURES POREUSES

2.1. LES SOLUTIONS 18
2.1.1. Chaussées à structure réservoir à revêtement classique ou drainant 18
2.1.2. Revêtements perméables dans l’aménagement des espaces publics 20
2.2. LA CULTURE DE LA GESTION INTÉGRÉE TOUT AU LONG DE LA VIE EN ŒUVRE, DÈS LE PROGRAMME DU MAÎTRE D’OUVRAGE 21
2.3. IDENTIFIER ET METTRE EN PERSPECTIVE LES BESOINS D’AUJOURD’HUI 21
2.4. PRENDRE EN COMPTE LES NOUVEAUX BESOINS 22

3. CONCLUSION

PAROLES DE MAÎTRES D’OUVRAGE ET D’EXPERTS

CHAPITRE 3 : LES REVÊTEMENTS DRAINANTS EN BÉTON – L’OFFRE BÉTON

1. INTRODUCTION
2. LES BÉTONS COULÉS EN PLACE

2.1. LES BÉTONS DRAINANTS
2.1.1. Introduction 34
2.1.2. Principales caractéristiques 34
2.2. LES SYSTÈMES CONSTRUCTIFS EN BÉTON COULÉ EN PLACE À OUVERTURES DE DRAINAGE 37
2.2.1. Principe 37
2.2.2. Caractéristiques et Performances 37
2.2.3. Esthétique 39

3. LES PRODUITS PRÉFABRIQUÉS

3.1. LES PRODUITS PRÉFABRIQUÉS EN BÉTON POREUX 39
3.1.1. Introduction 39
3.1.2. Principales caractéristiques 40
3.2. LES SYSTÈMES CONSTRUCTIFS À BASE DE PRODUITS PRÉFABRIQUÉS 41
3.2.1. Les produits 41
3.2.2. Les systèmes constructifs : les principales caractéristiques 42

4. CONCLUSION

CHAPITRE 4 : LES REVÊTEMENTS DRAINANTS EN BÉTON – CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT

1. INTRODUCTION
2. LA DÉMARCHE DU MAÎTRE D’ŒUVRE

2.1. PROGRAMME ET OBJECTIFS DU MAÎTRE D’OUVRAGE 48
2.2. ETUDES PRÉALABLES DES DONNÉES ET CARACTÉRISTIQUES DU SITE DU PROJET 48
2.2.1. Le contexte urbain, l’usage et la topographie du site 49
2.2.2. Le contexte géologique et hydrologique 49
2.2.3. Les exigences requises et la caractérisation des évènements pluvieux 50
2.3. CHOIX DES PRINCIPES DE CONCEPTION ET DES SOLUTIONS DISPONIBLES 50
2.3.1. Solution autonome 51
2.3.2. Solution couplée avec d’autres concepts 51
2.3.3. Aménagement en déclivité, projets avec des pentes et des dévers importants 53
2.4. LES PRINCIPES DE DIMENSIONNEMENT 53
2.4.1. Dimensionnement géométrique 53
2.4.2. Dimensionnement mécanique 54
2.4.3. Dimensionnement hydraulique 55
2.5. MISE EN PERSPECTIVE DU DIMENSIONNEMENT MÉCANIQUE ET DU DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE 58
2.5.1. Exemple de calcul de dimensionnement et d’optimisation d’un revêtement en béton drainant coulé en place 59
2.5.2. Exemple de calcul d’un revêtement alvéolaire en béton (végétalisé ou gravillonné) 60
2.5.3. Exemple de calcul de dimensionnement d’un revêtement drainant en éléments modulaires 61

3. CONCLUSION

CHAPITRE 5 : LES REVÊTEMENTS DRAINANTS EN BÉTON – MISE EN ŒUVRE ET CONTRÔLES

1. INTRODUCTION
2. RÈGLES GÉNÉRALES
   2.1. TRAVAUX PRÉPARATOIRES 64
   2.2. PRÉPARATION DE LA PLATE-FORME SUPPORT 64
   2.3. RÉCEPTION DE LA PLATE-FORME SUPPORT 64
   2.4. MISE EN ŒUVRE DES ÉQUIPEMENTS PRÉVUS DANS LA CONCEPTION 65
   2.4.1. Imperméabilisation du support et des bords 65
   2.4.2. Exutoires 65
   2.4.3. Assise 65
   2.4.4. Ouvrages divers 65
3. RÈGLES SPÉCIFIQUES 65

3.1. EXÉCUTION D’UN REVÊTEMENT DRAINANT EN BÉTON COULÉ EN PLACE 65
3.1.1. Exécution et contrôle d’un revêtement en béton drainant 65
3.1.2. Exécution et contrôle d’un système constructif en béton coulé en place 71
3.2. EXÉCUTION DES REVÊTEMENTS DRAINANTS EN PRODUITS PRÉFABRIQUÉS 74
3.2.1. Exécution et contrôle d’un revêtement en pavés poreux ou dalles poreuses 74
3.2.2. Exécution et contrôle d’un revêtement en pavés à joints larges et perforés 76
3.2.3. Exécution et contrôle d’un revêtement en dalles drainantes engazonnées ou gravillonnées 78

4. CONCLUSION

CHAPITRE 6 : LES REVÊTEMENTS DRAINANTS EN BÉTON – PRÉCONISATIONS POUR L’ENTRETIEN ET L’EXPLOITATION

1. INTRODUCTION
2. COLMATAGE ET DÉCOLMATAGE 82
   2.1. INTRODUCTION 82
   2.2. LES MESURES POUR LIMITER LE COLMATAGE 82
   2.3. LES TECHNIQUES POUR LIMITER LE COLMATAGE 83
   2.3.1. Pour les revêtements drainants en béton coulé en place 83
   2.3.2. Pour les revêtements drainants en produits préfabriqués en béton 83
   2.4. LES TECHNIQUES DE DÉCOLMATAGE 84
   2.4.1. Techniques de décolmatage pour le béton drainant coulé en place 84
   2.4.2. Techniques de décolmatage pour les revêtements en produits préfabriqués en béton 84
3. LA GESTION DES POLLUANTS 85

3.1. INTRODUCTION 85
3.2. POLLUTION CHRONIQUE 85
3.3. POLLUTION ACCIDENTELLE 85

4. GESTION HIVERNALE 85

4.1. RÉSISTANCE AU GEL/DÉGEL 86
4.2. AGENTS DE DÉVERGLAÇAGE OU FONDANTS 86
4.3. DÉNEIGEMENT 86

5. RÉPARATIONS

5.1. INTRODUCTION 86
5.2. BÉTON DRAINANT COULÉ EN PLACE 87
5.2.1. Arrachement/Déchaussement 87
5.2.2. Fissures 87
5.3. PRODUITS PRÉFABRIQUÉS EN BÉTON 87
5.3.1. Regarnissage des joints 87
5.3.2. Endommagement des produits 87
5.3.3. Orniérage/enfoncement 87
5.3.4. Démontage et remplacement des produits 88
5.4. CAS PARTICULIER DE L’ENTRETIEN DES REVÊTEMENTS VÉGÉTALISÉS 89
5.5. TRAVAUX SOUS VOIRIE (ENTRETIEN D’ANCIENS RÉSEAUX OU POSE DE NOUVEAUX RÉSEAUX) 89

6. CONCLUSION

BIBLIOGRAPHIE 91

ANNEXES 95
ANNEXE A1 : ESSAI DE PERMÉABILITÉ POUR PRODUITS PRÉFABRIQUÉS 96
ANNEXE A2 : ESSAI D’ABRASION AU DISQUE LARGE POUR PRODUITS PRÉFABRIQUÉS 97
ANNEXE A3 : TABLEAU RÉCAPITULATIF DES SPÉCIFICATIONS DES PAVÉS POREUX 98
ANNEXE A4 : CARACTÉRISTIQUES FONCTIONNELLES DES PAVÉS À JOINTS LARGES
ET PAVÉS À OUVERTURES DE DRAINAGE 99
ANNEXE A5 : CARACTÉRISTIQUES FONCTIONNELLES DES DALLES GAZON 100
ANNEXE A6 : DÉFINITIONS RELATIVES AU DIMENSIONNEMENT HYDRAULIQUE 101
ANNEXE A7 : RÉALISATION D’UNE COUCHE D’ASSISES EN GRAVE NON TRAITÉE POREUSE GNTP 103
ANNEXE A8 : RÉALISATION D’UNE COUCHE D’ASSISES EN BÉTON POREUX 105
ANNEXE A9 : RÉALISATION D’UNE COUCHE D’ASSISES EN HYDROCYL 107