Estuarin de Old Woman Creek
Pavés perméables Belgard® et voûtes préfabriquées utilisés pour la collecte des eaux de pluie dans le cadre d’un projet de recherche.
Chaque projet commence avec un but
En 2014-2015, le produit Permeable Interlocking Concrete Pavements (PICP) de Belgard® a été choisi comme élément de l’un des nombreux sites d’étude du Département des ressources naturelles de l’Ohio. Grâce à divers sites de recherche, l’agence a cherché à combler les lacunes de connaissances et à améliorer la gestion des eaux pluviales. L’objectif était de trouver des systèmes qui gèrent mieux les eaux pluviales et, dans le cas du PICP, d’observer comment le matériau peut réduire le ruissellement, améliorer la qualité de l’eau et atténuer le débit maximal. En fin de compte, l’étude a été conçue comme une ressource technique et éducative pour les professionnels des eaux pluviales et tous ceux qui souhaitent en apprendre davantage sur la performance des technologies d’eaux pluviales LID en Ohio.
Située à Huron, en Ohio, sur la rive sud-centre du lac Érié, la Réserve nationale de recherche estuarienne Old Woman Creek (OWC NERR) fait partie d’un réseau de 28 réserves côtières reliées à l’échelle nationale par la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) afin de répondre aux besoins de gestion côtière des États et des régions par la recherche, l’éducation et la gestion responsable. Le National Estuarine Research Reserve System utilise son réseau de laboratoires vivants pour aider à comprendre et à trouver des solutions aux enjeux cruciaux auxquels font face les communautés côtières américaines.
Le ruissellement des eaux pluviales provenant des surfaces imperméables est un facteur majeur de l’altération des eaux de surface. De plus, une mauvaise gestion des eaux pluviales peut entraîner des impacts hydrologiques en aval, tels que l’érosion le long des cours de drainage existants, l’inondation des zones basses adjacentes, ainsi que la sédimentation/contamination des eaux réceptrices (y compris les zones humides et estuaires, les lacs et rivières, et/ou les approvisionnements en eau potable de surface). Les mesures de contrôle des eaux pluviales (SCM) sont de plus en plus utilisées dans le cadre d’une stratégie de développement à faible impact (LID). Le revêtement perméable est l’un des standards du LID, utilisé à la fois pour l’amélioration hydrologique et de la qualité de l’eau.
Les chaussées en béton perméable imbriqué (PICP) de Belgard sont fondamentalement des galeries d’infiltration à grande échelle avec un parcours de surface circulable au-dessus. Les agrégats de base et de sous-base à niveau ouvert ont respectivement environ 32% et 40% d’espaces ouverts, offrant un stockage temporaire d’eau. Étant les mêmes agrégats utilisés pour les voies ferrées, ils sont plus que capables de supporter des charges de véhicules. L’utilisation du PICP sur diverses applications sur des places et des boulevards peut ajouter à l’esthétique d’un projet, éliminer le besoin de travaux traditionnels de transport des eaux pluviales, améliorer la qualité des eaux souterraines et prévenir les impacts hydrologiques en aval
Le défi
En tant que centre de recherche, la Réserve a intégré de nombreux matériaux de construction écologiques et techniques de construction au cours de la dernière décennie. Jusqu’en juin 2014, la zone de stationnement de la réserve comprenait un peu plus de 16 000 pieds carrés d’asphalte imperméable et environ 2 900 pieds carrés de pavage herbeux précédent. Le système de pavage en gazon a cessé de fonctionner correctement en raison d’une mauvaise infiltration d’eau, probablement causée par la compactation du sol ou du gravier sous-jacent. Le ruissellement du stationnement a contribué à l’érosion des pentes près d’un des sentiers et à la charge excessive de sédiments dans l’estuaire.
La solution
Résoudre pour le style, la fonction et la durabilité
En tant que centre de recherche, la Réserve a intégré de nombreux matériaux de construction écologiques et techniques de construction au cours de la dernière décennie. Jusqu’en juin 2014, la zone de stationnement de la réserve comprenait un peu plus de 16 000 pieds carrés d’asphalte imperméable et environ 2 900 pieds carrés de pavage herbeux précédent. Le système de pavage en gazon a cessé de fonctionner correctement en raison d’une mauvaise infiltration d’eau, probablement causée par la compactation du sol ou du gravier sous-jacent. Le ruissellement du stationnement a contribué à l’érosion des pentes près d’un des sentiers et à la charge excessive de sédiments dans l’estuaire.
Ce projet a réaménagé un stationnement existant avec un système de pavage en béton perméable imbriqué (PICP) conçu pour gérer le ruissellement provenant des surfaces perméables et d’asphalte adjacentes.
Le système combine un stockage en pierres stratifiées, un drain sous-élevé pour le stockage interne de l’eau, et des citernes intégrées pour la collecte des eaux de pluie afin de capturer, traiter et réutiliser les eaux pluviales. La surveillance continue évalue à la fois la performance hydraulique et la qualité de l’eau à plusieurs endroits du système. Le système avait un rapport de charge de 1,7:1, avec 5 000 pieds carrés d’asphalte imperméable drainant les 2 900 pieds carrés des PIPP. Du bas au haut de la section transversale, les couches d’agrégats perméables comprennent 18 à 22 pouces de pierre #2, quatre pouces de pierre #57 et deux pouces de pierre #89. Le drain inférieur de six pouces a été surélevé de trois pouces par rapport au sous-sol afin de créer une zone de stockage interne de l’eau et de favoriser l’exfiltration. Le design final incorporait également un système de collecte d’eau de pluie composé de deux citernes en béton StormCapture, chacune de 3' x 8' x 16' (avec une capacité de 210 pieds cubes) et reliées hydrauliquement à trois tuyaux en PVC de quatre pouces à bottes. Ces citernes ont été placées à l’intérieur de l’empreinte du système PIPP, réduisant la surface effective de sol sous le PICP pouvant exfiltrer les eaux pluviales à 2 646 pieds carrés. Les citernes ont été recouvertes de 1,5 pied de sol argileux lourd et compactées à 95% de densité de Proctor. Les couches d’agrégats pour le PICP s’étendent sur le dessus de l’argile compactée. Le système a été conçu de façon à ce que le débit du sous-drain du PICP soit acheminé vers un bassin de récupération voisin, puis vers les citernes StormCapture. Lorsque les citernes étaient pleines, on s’attendait à ce que le débordement soit canalisé par un tuyau vers une sortie tapissée de roche située dans la forêt voisine.
La surveillance a commencé en juillet 2014. La Réserve de recherche comprenait un laboratoire de chimie de l’eau, ce qui permettait au personnel de réaliser rapidement la majeure partie de l’analyse de la qualité de l’eau après un épisode de pluie. L’échantillonnage de la qualité de l’eau a été effectué à trois endroits sur le site : une auge d’échantillonnage à l’extrémité du stationnement en asphalte, le sous-drain du PICP et le robinet de la citerne (c’est-à-dire le point d’utilisation). Les échantillons témoins provenant de l’asphalte étaient des composites à rythme de pluie, les échantillons de drainage étaient des composites à rythme de flux et les échantillons de robinet étaient des échantillons de saisie.
Le résultat
Une impression durable :
La transformation finale
Au cours de la période de surveillance de quatre mois en 2014, un total de 22 épisodes de pluie ont eu lieu. L’eau était transmise depuis l’agrégat sous les pavés, à travers le sol remblai au-dessus des citernes, puis dans les citernes sans d’abord s’écouler par le sous-drain.
« Dans l’ensemble, nous sommes très heureux d’avoir découvert que le système PICP fonctionne bien dans un sol argileux compact, comme nous l’avons fait partout dans la région nord de l’Ohio, et nous avons pu créer un stationnement pour répondre à nos besoins d’infiltration », a déclaré Frank Lopez, gestionnaire du NERR Old Woman Creek. « C’est gagnant-gagnant. »
Le taux médian de prélèvement de la citerne (0,068 po/h) était supérieur aux taux de prélèvement des deux puits dans l’agrégat de pavement perméable (0,0002 po/h), ce qui suggère qu’une lentille plus perméable dans le sol existe à des profondeurs plus profondes sur le site Old Woman Creek. Sept événements de pluie ont été échantillonnés pour la qualité de l’eau. Les concentrations d’effluents pour TKN, TN, TP et TSS étaient respectivement de 0,55, 1,28, 0,06 et 5 mg/L. Cela a donné des ratios d’efficacité entre 0,38 et 0,99 pour les nutriments, les sédiments et la turbidité. Le taux d’élimination du TSS et les niveaux de réduction de la turbidité ont dépassé 95%. Les concentrations de métaux lourds, d’azote, de phosphore total et de sédiments étaient plus faibles au robinet que dans le stationnement, ce qui reflète un bon taux de capture conservé dans le système PIPP. Comme le montre le remplissage des citernes, l’eau a été drainée de l’asphalte et transférée vers la zone PICP pour filtration. En ce qui concerne le traitement de l’eau de pluie, l’étude indique : Les résultats suggèrent que le revêtement perméable pourrait être un prétraitement approprié pour la collecte de l’eau de pluie grâce à la réduction des solides bruts, des sédiments, des nutriments et des métaux. Cela fournira une eau plus propre à l’utilisateur final et réduira la fréquence de l’entretien des dispositifs de filtration d’eau comme les filtres à grains.
PLAN + DESIGN
Planification plus intelligente. Un meilleur design.
Belgard n’est pas là seulement pour fournir le produit — nous sommes votre partenaire en planification et design. Des premières idées à la mise en page finale, nous facilitons la réalisation de votre vision extérieure.
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