Fondation Ferec - PRototype d’Evaluation sur Voirie de l’Infiltration et Ruissellement de l’Eau

5 Rapport FEREC- Projet PREVOIRE- 2024 Résumé (français) : La connaissance des caractéristiques hydrauliques des matériaux de chaussées devient essentielle pour optimiser un aménagement urbain en prenant en compte la gestion des eaux pluviales et les fonctionnalités de l’infrastructure. Ce projet propose un dispositif expérimental innovant pour quantifier en laboratoire le ruissellement et l’infiltration de l’eau sur des structures multicouches constituées de matériaux de porosité ouverte variable. Doté d’un simulateur de pluie, il permet d’étudier différents scénarios pluviométriques réalistes. Une pente variable peut être appliquée à la structure. Après la réalisation du 1 er prototype, une phase de calibration et validation du dispositif a été menée conduisant à des recommandations et des précautions d’usage. L’étude définit une méthode de caractérisation de coefficient de ruissellement et d’infiltration et fournit des premières valeurs mesurées sur des matériaux classiques. Quatre types de matériaux sont testés, dont 2 matériaux bitumineux de surface (1 poreux et 1 non poreux) et 2 matériaux d’assise (1 poreux et 1 GNT classique). Pour le matériau bitumineux non poreux, un ruissellement est systématiquement observé quelles que soient les intensités de pluies et quelles que soient les pentes. Par contre, pour les trois autres matériaux, des phénomènes exclusivement d’infiltration sont obtenus. La cinétique d’infiltration d’eau dans la GNT est étudiée d’un point de vue expérimental par des capteurs TDR, montrant que l’intensité de pluie est un paramètre influent contrairement à la pente, sur le dispositif testé. Un modèle est proposé pour simuler cette cinétique d’infiltration d’eau et confirme, sur un premier jeu de données, les résultats expérimentaux. Des axes d’amélioration et de modification du dispositif expérimental sont donnés pour de futures études. Abstract (anglais): Knowledge of the hydraulic characteristics of pavement materials is becoming essential for optimizing urban development, taking into account stormwater management and infrastructure functionality. This project proposes an innovative experimental device for quantifying water runoff and infiltration in the laboratory on multilayer structures made of materials with variable open porosity. Equipped with a rainfall simulator, it can be used to study various realistic rainfall scenarios. A variable slope can be applied to the structure. Once the 1st prototype had been produced, the device was calibrated and validated, leading to recommendations and precautions for use. The study defines a method for characterizing runoff and infiltration coefficients and provides initial values measured on conventional materials. Four types of material were tested, including two surface bituminous materials (1 porous and 1 non-porous) and two base materials (1 porous and 1 conventional untreated gravel). In the case of the non-porous bituminous material, run-off was systematically observed regardless of rainfall intensity and slope. On the other hand, for the three other materials, only infiltration is observed. The kinetics of water infiltration into the GNT is studied experimentally using TDR sensors, showing that rain intensity is an influential parameter, unlike slope, on the system tested. A model is proposed to simulate the water infiltration kinetics and confirms the experimental results on an initial set of data. Suggestions for improving and modifying the experimental set-up are given for future studies.