Le projet Mystic touche à sa fin: initié en 2011 puis renforcé à partir de 2019, son contexte et ses objectifs sont présentés dans un article précédent. Il se terminera en septembre 2026, avec des perspectives de poursuite des observations sur le campus urbain du Moulon dans le cadre du Service National d'Observation OBSERVIL.
Les résultats obtenus au cours du projet portent principalement sur les intérêts et limites de la gestion à la source des eaux pluviales dans un contexte hydrogéologique contraint (sol peu perméable et présence d’une nappe phréatique superficielle) et via des ouvrages végétalisés multifonctionnels. Ils s’appuient sur des observations en continu et à pas de temps fins de variables hydrologiques, et sur des simulations numériques à l’aide d’un modèle spatialisé.
Un séminaire de restitution du projet, incluant une visite du quartier et de ses ouvrages, est prévu le 24 septembre 2026, vous trouverez toutes les informations et le formulaire d’inscription à l'agenda du Cerema.
Une hydrogéologie superficielle très hétérogène et complexe à renseigner
Le projet a été l’occasion de renseigner le mieux possible la géologie et l’hydrogéologie dans les 10 premiers mètres du sol sur le quartier.
Concernant la géologie, les profils classiquement à disposition (banque du Cerema, BRGM) ont été complétés par les nombreux sondages effectués lors des études géotechniques de l’aménagement du quartier. La géologie superficielle s’est avérée assez complexe à interpréter, avec des formations appelées Limon des plateaux et Argile à meulière. Ces formations comprennent des mélanges, parfois sous forme de poche, d’argile, de limon, et de meulière (roches et rochers provenant d’accidents siliceux). Il a finalement été choisi de distinguer 2 couches avec en surface les limons des plateaux, puis l’argile à Meulière, sachant qu’en dessous repose la couche des sables de Fontainebleau qui elle est plutôt homogène. Le toit des sables aussi que le mur des limons ont alors été cartographiés par interpolation sur toute la zone d’étude.
Un réseau de piézomètres a été développé et maintenu par le Cerema depuis 2011, permettant de renseigner les niveaux de saturation superficiels. Il n’a pas été aisé de pérenniser ce réseau car, malgré nos anticipations, des piézomètres ont été régulièrement recouverts, voire détruits, par les aménagements du quartier. En moyenne, un réseau d’une dizaine de piézomètres a ainsi été maintenu permettant d’observer des niveaux de saturation sur plus d’une décennie (à noter que pendant cette période, le quartier s’est densifié, avec entre autre de nombreux aménagements affectant le sous-sol).
Les niveaux de saturation mesurés ont tous une composante saisonnière marquée, avec des niveaux bas en automne oscillant entre 1m et 5m de profondeur selon l’emplacement et l’année, et des niveaux hauts printaniers qui sont entre la surface et quelques mètres (les champs agricoles adjacents sont donc drainés). Des cartographies encore plus précises ont été réalisées lors de quelques journées en effectuant manuellement des relevés dans des piézomètres posés pour l’aménagement : des écoulements de la "nappe" sont bien présents sur le quartier et orientés vers la rigole de Corbeville au nord et le talweg du même nom à l’est. Cette "nappe" reste très affectée par les multiples aménagements qui affectent le proche sous-sol (y compris le drainage des sous-sols des bâtiments), avec parfois des comportements singuliers et des "poches" de saturation qui s’activent ou se désactivent selon les niveaux environnants.
Un jardin paysager pour réguler les eaux pluviales
Le jardin argenté est un jardin paysager d’un quart d’hectare situé au centre du quartier, qui sert aussi de bassin de rétention et régulation des eaux pluviales lors des pluies. Il est instrumenté depuis 2021 afin de pouvoir établir son bilan hydrologique (pluie, débits entrant et sortant) et connaître son état hydrique (hauteur d’eau stockée, teneur en eau dans le sol, niveau piézométrique).
Bien que le sol soit peu perméable et souvent saturé, l’infiltration qui a été négligée lors du dimensionnement hydraulique de l’ouvrage s’est avérée non négligeable à l’échelle de l’année : sur un bilan effectué entre juillet 2021 et décembre 2022, elle représente environ 50 % des apports en ruissellement. Ces infiltrations sont en moyenne dominantes en période estivale, et réduites en hiver où il semble parfois que la nappe affleurante alimente le fond du bassin ! Les flux journaliers infiltrés estimés par bilan restent toutefois inférieurs à la moyenne de mesures de perméabilité effectuées in-situ.
Le comportement du jardin lors de la succession de 2 orages les 9 et 17 octobre 2024 a aussi été analysé. Bien que l’enchaînement de ces 2 événements ait été exceptionnel (période de retour quasi centennale), le jardin a très correctement régulé les ruissellements entre des débits entrants qui ont dépassé les 100 l/s, et des débits rejetés inférieurs à 4 l/s. Cette régulation a juste été non-effective pendant quelques heures à la fin du premier orage lorsque le jardin était plein et la surverse alors activée.
Un système d’eaux pluviales influencé par le sol
Depuis 2021, les débits évacués par le réseau d’eaux pluviales de la rue Joliot Curie sont mesurés. Le bassin versant ainsi drainés couvre 22ha, et il est majoritairement imperméabilisé (57 % de sa superficie). Le système de gestion des eaux pluviales du bassin versant est structuré autour de collecteurs historiques enterrés avec des ouvrages en amont plus récents et superficiels favorisant la gestion à la source (toitures végétalisées, noues et tranchées).
L’originalité du suivi a été de mesurer les débits lors des événements pluvieux mais aussi les faibles débits de temps sec. Ces derniers constituent une sorte de débit de base, qui est alimenté par les infiltrations d’eaux de la nappe dans les réseaux, par les eaux d’exhaures des sous-sols des bâtiments, et par l’eau du sol qui peut-être drainée par les différents ouvrages superficiels connectés.
Le coefficient d’écoulement à l’échelle annuelle varie entre 23 % et 30 % selon les conditions climatiques de l’année, valeurs bien inférieures à l’imperméabilisation du bassin versant. Les ouvrages de gestion à la source des eaux pluviales disposés sur le bassin versant jouent donc bien leur rôle, favorisant la rétention, l’infiltration et l’évapotranspiration. Les débits de base représentent 15 à 20 % de ces volumes annuels : tout en restant non-négligeables, ils sont donc minoritaires dans les écoulements à l’exutoire. Leurs contributions varient beaucoup en fonction de la saison : en période estivale et des niveaux de nappes bas, ces contributions sont quasi négligeables ; elles deviennent maximales lors des périodes hivernales avec nappes hautes, en particulier si ces périodes sont très humides.
Lors du premier événement exceptionnel d’octobre 2024, le réseau s’est assez rapidement mis en charge à l’exutoire (collecteur de 1,2m de diamètre). Cette mise en charge semble surtout due à une influence aval car le bassin de rétention situé juste en aval de l’exutoire était saturé. Lors du 2nd événement, le collecteur ne s’est pas saturé, bien qu’une influence aval ait aussi été présente.
Développement et application du modèle hydrologique spatialisé URBS
Un modèle numérique a été utilisé sur le campus urbain du Moulon, permettant de simuler les aménagements prévus sur le site, et ainsi leur impact.
Un premier travail a consisté à mettre en œuvre le modèle URBS, modèle de recherche et qui nécessite de cartographier sous SIG les différentes parcelles et réseaux du quartier. Le pré-traitement géographique nécessaire a donc été important, en distinguant la situation d’origine (autour de 2010) et la situation de l’aménagement finalisé (autour de 2025). Par exemple, 1080 éléments de réseau ont été saisis pour la situation initiale, contre 1950 en situation future. URBS représente aussi de façon détaillée le sol et ses rôles dans les transferts hydrologiques.
Il a d’abord été vérifié que le modèle reproduisait correctement les niveaux de nappe à l’état initial ; il a ensuite été possible d’étudier les différences entre les deux situations d’aménagement. Les résultats indiquent par exemple que l’imperméabilisation du quartier due à l’aménagement réduit l’infiltration depuis la surface, réduction partiellement compensée par l’introduction d’ouvrages où l’infiltration est concentrée (comme par exemple le jardin argenté).
L’évapotranspiration est quand à elle encore plus réduite du fait de cette impermabilisation. En bilan, le modèle indique que les recharges de la nappe phréatique sont légèrement renforcées, indiquant en moyenne une légère augmentation des niveaux de nappe. Il est à noter que ces résultats du modèle restent affectés par des incertitudes et qu’ils sont fortement variables spatialement.