Projet Mystic : Interactions entre les aménagements urbains et l’hydrologie superficielle

Actualité de l'Equipe projet de recherche TEAM : Transferts et interactions liés à l'eau en milieu construit
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Vers une gestion à la source des eaux pluviales sur le plateau de Saclay

La gestion à la source des eaux pluviales en ville prend son essor depuis plusieurs années, dans un contexte de pressions accrues (changement climatique et croissance urbaine) et d’accompagnement de l’aspiration sociale à réintégrer l’eau dans l’espace urbain. La rétention, l’infiltration, et l’évapotranspiration des eaux pluviales sont prônées, mais l’impact de leur généralisation à l’échelle d’un projet d’aménagement reste encore peu étudié et connu. Un projet d’aménagement urbain modifie aussi fortement l’occupation de surface et du proche sous-sol via les revêtements, le remaniement des sols, et l’introduction de multiples réseaux. Evaluer les impacts et interactions entre tous ces éléments nécessite une approche intégrée consistant en des observations in-situ de différentes variables et en des modélisations représentant l’hétérogénéité et les différents aménagements du milieu urbain.

C’est l’objectif du partenariat de recherche et d’échange de données MYSTIC signé entre l’IFSTTAR, l’EPA Paris-Saclay et le Cerema. Le partenariat existe depuis 2011 et il connaît une nouvelle phase d’avril 2019 à 2023. L’EPA Paris-Saclay, établissement public à caractère industriel et commercial, a pour mission de développer le cluster scientifique et technologique de Paris-Saclay situé à 20 km au sud de Paris. Il doit aménager le territoire en privilégiant l’accessibilité, le confort et le fonctionnement urbain dans le respect de l’environnement naturel privilégié du plateau de Saclay. L’Ifsttar, établissement public à caractère scientifique et technique, consacre ses recherches au sein du laboratoire Eau et Environnement du département GERS, aux différentes thématiques liées à l’eau en ville : hydrologie quantitative, gestion et diagnostic des systèmes d’assainissement, gestion à la source des eaux pluviales, étude de la pollution des sols et des sédiments.

Pour l’EPA Paris-Saclay, l’enjeu de la gestion de l’eau est particulièrement prégnant autour du projet d’aménagement du quartier de Moulon : sur plus de 300ha, un campus urbain est en cours de construction avec une densité relativement importante et de nombreux aménagements dans le proche sous-sol (multiples réseaux, parkings, …). L’EPA Paris-Saclay met en œuvre une gestion moderne des eaux pluviales sur le quartier de Moulon, en privilégiant la gestion à la source via des techniques alternatives qui favorisent l’infiltration et/ou l’évapotranspiration. Les ouvrages souterrains, et en particulier les parkings, vont aussi modifier l’hydrogéologie de la nappe superficielle parfois présente sur le territoire du projet. Les interactions avec les futurs ouvrages d’infiltration sont aussi susceptibles d’impacter cette nappe superficielle, interactions encore méconnues et non prises en compte par les outils traditionnels d’ingénierie.

Le Cerema et l’Ifsttar mènent, depuis 2011 en partenariat avec l’EPA Paris-Saclay, le projet de recherches MYSTIC sur le quartier de Moulon visant à évaluer les interactions entre les futurs aménagements et le cycle de l’eau, et plus spécifiquement avec la nappe superficielle et les conditions de rejet aux réseaux superficiels. Un modèle géologique du territoire en 3 dimensions a été construit ; un suivi des niveaux de la nappe superficielle est mené en continu depuis l’été 2012 ; et un modèle hydrologique détaillé et intégré est mis en œuvre afin de simuler les interactions de divers scénarios d’aménagement.

Un programme de recherche basé sur la complémentarité entre observation et modélisation

La présente phase du projet vise à poursuivre le partenariat avec des prolongements scientifiques en termes d’observations et de développements d’outils. Elle doit aussi permettre à l’EPA Paris-Saclay d’améliorer ses connaissances sur l’hydrogéologie du plateau, en vue de confirmer ou d’orienter ses choix d’aménagement.

Le contenu du programme de recherche associé s’articule autour de 2 actions principales :

• L’observation de l’hydrologie superficielle, en période de réalisation dense de l’aménagement de la ZAC du Moulon. Les observations réalisées lors des phases précédentes ont porté sur les niveaux de la nappe superficielle et les débits d’eaux d’exhaures. Pour cette nouvelle phase, les observations sont poursuivies et développées, en mesurant en continu pendant 3ans le ruissellement produit à un des exutoires de la ZAC et en suivant le fonctionnement hydrologique de 2 ouvrages de gestion à la source des eaux pluviales (un jardin et une noue) ;
• La modélisation de l’impact de l’aménagement en situation future. Il s’agit de continuer à développer le modèle de recherche URBS avec comme cas d’étude et d’évaluation la ZAC du Moulon. Les modules représentant les techniques de gestion à la source et les écoulements en nappe seront particulièrement travaillés. Cette approche de modélisation sera aussi comparée à une approche avec un logiciel hydrogéologique utilisé dans les études opérationnelles.

En fin de projet, une synthèse sera réalisée sur les nouveaux enseignements acquis autour de l’impact de l’aménagement.

Contact : Emmanuel Berthier, Cerema Île-de-France, équipe de recherche Team, emmanuel.berthier@cerema.fr