Etude hydraulique du réseau d'eaux pluviales du bassin versant du vieux Foix

Lors de précipitations importantes dans la région de FOIX, des dysfonctionnements du réseaux d'eaux pluviales ont été observés dans le centre ville et se sont traduites par des inondations (mises en charge de conduites et débordements). Le but de ce BEI est donc de réaliser une étude hydraulique du bassin versant du vieux Foix afin de comprendre les raisons de ces dysfonctionnements et de proposer un nouveau dimensionnement du réseau.


  Diagnostic du réseau

Présentation de l'aire d'étude

Le bassin versant du réseau d'eaux pluviales est essentiellement un bassin versant urbain, caractérisé dans son ensemble par une urbanisation dense. On supposera donc que l'occupation du sol est homogène et que le coefficient de ruissellement est presque constant sur l'ensemble du bassin versant. Conformément aux recommendations de l'Instruction technique "relative à l'assainissement des agglomérations du Ministère de la Reconstruction et de l'Urbanisme" pour des surfaces très imperméabilisées (toitures, chaussées goudronnées...), nous prendrons un coefficient égal à 0.8 ou 0.85 suivant le niveau d'urbanisation.

L'exutoire du bassin versant est l'Ariège qui longe la rue du Rival. Les dysfonctionnements du réseau ne peuvent être attribués à la capacité de l'exutoire qui est toujours capable d'absorber le débit rejeté par le réseau.

Le bassin versant est illustré sur la carte ci-dessous. Etant donné le peu d'informations topographiques disponibles, l'étude réalisée dans le cadre du BEI partira de l'hypothèse de délimitation du bassin versant total à savoir une hypothèse sur la ligne de séparation avec le bassin versant dont l'exutoire est L'Arget, une rivière se jetant dans l'Ariège et une hypothèse sur sa délimitation au sud.


Dans cette partie de la ville le réseau d'assainissement est séparatif. Le réseau d'eaux pluviales existant se trouve schématisé ci-desous. Le diamètre des collecteurs existants a été représenté avec un code couleur afin de permettre une comparaison avec le dimensionnement du réseau proposé par la suite par le logiciel ORAAGE.

On note que le réseau actuel possède essentiellement des collecteurs de diamètre 300 avec, à l'aval, de gros collecteurs de diamètre 600 ou 500.

Remarque : Les données relatives au réseau d'eaux pluviales (diamètres des collecteurs, pentes ...) ont été réunies grâce aux plans de recollement de la ville de Foix. Cependant, certaines parties du réseau n'étant pas renseignées sur les plans, il a donc parfois été nécessaire de créer quelques données fictives pour réaliser le dimensionnement à l'aide d'ORAAGE, une véritable campagne de relevés topographiques étant coûteuse. A chaque fois que cela a été nécessaire nous le signalerons dans ce compte-rendu par une *.

Les dysfonctionnements lors de fortes précipitations peuvent avoir deux origines : une capacité insuffisante du réseau, c'est à dire un sous-dimensionnement, ou des obstructions du réseau. L'accès difficile aux collecteurs nous impose dans le cadre de cette étude de nous limiter essentiellement à l'étude de sous-dimensionnements éventuels.


Evaluation des débits d'eaux pluviales

Le méthode d'évaluation des débits d'eaux pluviales en milieu urbain repose sur la méthode de Caquot telle que décrite dans la circulaire ministérielle du 22 juin 1977.

Le logiciel ORAAGE, développé par la société SCE pour le calcul des débits d'eaux pluviales selon la méthode de Caquot, a été utilisé pour les calculs.

Les débits indiqués correspondent aux débits à l'exutoire des sous-bassins versants dans les canalisations. La carte ci-dessous illustre le découpage des sous-bassins versants : ils suivent dans la plupart des cas les rues (caniveaux, écoulements en gouttières...) et les lignes de toits.

Le bassin versant urbain a été découpé en 12 sous-bassins versants dont les caractéristiques sont fournies dans le tableau suivant :

Nom du BV

Surface (m2)

Coefficient de ruissellement

A

12 602

0.8

B

12 566

0.8

C

4 794

0.85

D

2 651

0.8

E

799

0.8

F

6 234

0.85

G

5 375

0.8

H

11 113

0.8

I

7 191

0.85

J

2 687

0.85

K

2 687

0.85

En raison d'une urbanisation dense du bassin versant total les coefficients de ruissellement sont élevés (proche de 0.8) de plus les sous bassins aval sont affectés d'un coefficient légèrement plus fort (cf. Présentation de l'aire d'étude)

Les superficies des différents sous-bassins versants ont été déterminées au planimètre à partir de la carte des sous-bassins versants.


Evaluation des débits d'eaux pluviales en situation actuelle

Les calculs de dimensionnement sont effectués pour une période de retour de deux et cinq ans. En effet, le réseau actuel déborde régulièrement, il nous a donc paru intéressant de dimensionner le réseau pour des débits de pointe correspondant à des pluies de période de retour deux et cinq ans. La comparaison du coût des travaux à effectuer parallèlement à celle des débits transités permettra de trancher.

Pour la situation actuelle, le logiciel ORAAGE calcule les débits à l'exutoire des sous-bassins versants. Les débits indiqués sont des débits de pointe, ils ont été déterminés grâce aux caractéristiques pluviométriques de la région. Les coefficients de Montana de la ville de Foix n'étant pas accessibles gratuitement, les calculs seront effectués en entrant la région pluviométrique correspondant à Foix. D'après l'instruction technique relative aux réseaux d'assainissement des agglomérations (circulaire interministérielle), la ville de Foix appartient à la région pluviométrique (II).


Capacités du réseau actuel

En l'absence de données topographiques précises sur le réseau actuel, ses capacités réelles sont difficiles à juger. Cependant l'aval du réseau est constitué d'un collecteur de diamètre 500 sur une pente moyenne de 1.25 % ce qui correspond à un débit de 323 l/s et qui est à rapprocher du débit à transiter pour une pluie de retour 2ans qui est de 1077 l/s.






Conclusion

Les collecteurs apparaissent donc à première vue sous-dimensionnés, notamment à l'aval du réseau. Ce sous-dimensionnement pourrait être la cause des dysfonctionnements observés.

De plus, comme on l'observe sur la photo ci-dessous, le réseau d'eaux pluviales est souvent vétuste ce qui peut également concourrir à son mauvais fonctionnement.

Les propositions d'aménagements visent d'abord à résoudre les surcharges hydrauliques à l'aval du réseau.
Les collecteurs pourraient être remplacés par des collecteurs bien dimensionnés à l'occasion de travaux concernant la voirie ce qui permettrait notamment de réaliser des économies d'échelles.





 Proposition d 'aménagement