Concevoir des chaussées pour protéger l’environnement

Lundi, 27 Octobre, 2014

Les terrains de stationnement, les rues et les routes créent de grandes surfaces imperméables qui contribuent aux inondations urbaines et à la pollution de l’eau. 

Dans cette contribution aux Nouvelles de l’ATC, Jennifer Drake, professeure adjointe, Ingénierie civile, Université de Toronto, explique comment l’infiltration des eaux de ruissellement dans une chaussée perméable réduit la pression exercée sur les infrastructures existantes pour protéger l’environnement. Proposé par le Groupe de travail sur les changements climatiques de l’ATC, cette chronique s’inscrit dans une série d’articles décrivant les initiatives des organisations membres liées aux changements climatiques.

L’intégration des chaussées perméables dans les villes canadiennes peut protéger contre les conditions météorologiques extrêmes en atténuant la pression exercée sur les infrastructures existantes et âgées, et en restaurant les procédés naturels tels que la recharge vers les systèmes souterrains. L’utilisation de ces types de matériau peut aider à protéger l’environnement et les collectivités à s’adapter aux effets des changements climatiques dans les années à venir. 

Pour gérer et traiter les flux d’eaux de ruissellement près de leur source, on peut utiliser des systèmes de chaussées perméables. Au cours des cinq dernières années, les chercheurs de l’organisme de conservation de Toronto et sa région (Toronto and Region Conservation Authority) et de l’Université de Toronto ont étudié un projet pilote de terrain de stationnement dont la chaussée est perméable et qui est situé au centre de conservation Kortright à Vaughan, en Ontario.

Ce terrain de stationnement (figure 1) comprend quatre cellules de chaussées différentes, une en asphalte imperméable traditionnel et trois en produits de chaussée perméable qui filtrent les eaux de ruissellement, ce qui leur permet de s’infiltrer dans le sol pendant que les drains souterrains recueillent et drainent l’excès d’eau. Les eaux de ruissellement infiltrées qui sont recueillies par les drains souterrains sont échantillonnées et mesurées par l’unité de surveillance au-dessous du niveau du sol. 

Figure 1: Conception du terrain de stationnement Kortright

Ces types de chaussée sont installés sur une couche granulaire composée de 60 mm de pierre de décantation, qui sert de réservoir de rétention et de filtration des eaux de ruissellement.

Les chercheurs ont démontré que les chaussées perméables sont efficaces dans le climat canadien et qu’elles fournissent plusieurs avantages sur le plan hydrologique, dont une réduction de 50 % des courants de débordement de pointe et une réduction de 40 % du volume des courants de débordement. Les eaux de ruissellement provenant directement des chaussées perméables sont éliminées et les eaux de pluie lors de faibles précipitations de moins de 7 mm s’infiltrent complètement dans le sol sous-jacent.

Comme dans d’autres études effectuées en climat froid, les chaussées perméables construites pour ce projet n’ont subi aucun dommage associé au gel-dégel. La grande porosité de la chaussée fournit un espace suffisant pour que la glace prenne de l’expansion, ce qui empêche le gonflement en hiver.

On a également observé une grande amélioration de la qualité de l’eau durant la saison hivernale et d’autres saisons, notamment les améliorations suivantes :

  • une réduction de 80 % des concentrations totales de solides en suspension;
  • l’élimination de toute concentration détectable d’hydrocarbures;
  • une réduction de 65 à 93 % de la charge de métaux lourds (cuivre, fer, manganèse et zinc) dans les courants de débordement;
  • l’élimination des courants de débordement d’eaux de ruissellement dont la température est supérieure à 30 °C.

L’infiltration des eaux de ruissellement dans une chaussée perméable modifie la quantité et le taux des flux de ruissellement, ce qui réduit la pression exercée sur les infrastructures existantes tout en améliorant la qualité globale de l’eau qui se dirige vers les systèmes de captation.

L’utilisation des techniques de la gestion des eaux de ruissellement peut également améliorer la sécurité des terrains de stationnement en hiver en réduisant la glace cristallique qui se forme sur les revêtements de chaussée.

 

 


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