Pour Déterminer de la qualité du rejet en vue de respecter le Bon État de la DCE - Méthode eaux 
usées on utilise deux approches  : le rejet ponctuel de la station de traitement et le principe de 
solidarité de bassin (temps sec et temps de pluie), pour l’approche rejet ponctuel on considère 
uniquement le rejet de la station et la qualité du milieu récepteur, le flux de pollution admissible 
pour le rejet se déduit par la différence entre le flux de pollution maximal compatible avec l’objectif 
du bon état du milieu et le flux de pollution du milieu à l’amont du rejet. Le principe de la 
conservation donne  : Crejet = (Caval * Qaval - Camont * Qamont) / Qrejet avec Crejet = concentration 
maximale du rejet déterminé pour le respect du Caval, Caval = concentrati on compatible avec le bon 
état à l'aval du rejet  : prendre le seuil bas de la classe de qualité, Camont = concentration à l'amont 
du rejet déterminée comme ci -dessus. Si la qualité amont du cours d’eau est très dégradée 
(concentration supérieure aux limite s de bon état), le calcul de dilution peut être effectuée en 
supposant la ½ classe du bon état DCE, validation Mise nécessaire au préalable), Qrejet = débit 
moyen de temps sec rejeté par la station et débit moyen de temps de pluie pour le temps de pluie, 
Qamont = QMNA5 pour le temps sec et QMNA2 pour le temps de pluie, Qaval = Qamont + Qrejet , 
note: dans le cas où le rejet déclasserait le milieu naturel en période d’étiage, le débit minimal du 
cours d’eau pour lequel l'objectif DCE est respecté sera calcul é pour tous les paramètres. La 
fréquence de ce débit devra être calculée (par exemple débit atteint 80% du temps) afin d'estimer le 
nombre de jours par an ou le cours d'eau récepteur sera déclassé par rapport à son objectif, et pour 
le principe de solidari té de bassin on considère l’ensemble des pressions exercées par ailleurs sur le 
milieu (autres rejets de STEP dans le même bassin versant), dans une logique de répartition de 
l’effort de dépollution entre les sources de rejet pour l’atteinte du bon état du  milieu, le flux de 
pollution admissible du rejet pourra en conséquence saturer au maximum X% de la classe du bon 
état du milieu si la charge nominale de la STEP représente X% de la charge nominale de l’ensemble 
des STEP du bassin versant.

Pour faire une analyse multicritère pour planification des inspections caméra - Méthode eaux usées 
:Pour établir le plan des canalisations à inspecter à la caméra, une hiérarchisation a été élaborée 
grâce à une note attribuée à chaque canalisation prenant e n compte le s critères suivants: 1 -
Matériau  : 1-1- L’amiante plus vétuste est plus cassante et peut présenter un vieillissement d’autant 
plus prématuré que les contraintes qui lui sont appliquées sont soutenues et importante (trafic, 
vitesse d’écoulement, H 2S, tassement différentiel de terrain…). 1 -2-Le PVC plus récent  est robuste 
lorsqu’il est bien, à compléter suivant les matériaux présents… 2 -Date de pose, déterminée grâce aux 
années de création des lotissem ents lorsque cela été possible, p lus la date de pose est ancienne, plus 
la dégradation des cana lisations risque d’être élevée. 3-Apport d’eaux claires parasites permanentes 
calculé en continu (CMNH) correspond au calcul de l’indice linéaire d’infiltration d’eaux claires 
parasites permanentes (exprimé en  m3/j/km) calculé lors de la campagne de nappe haute, campagne 
la plus soumise aux intrusions d’eaux de nappe . 4-Apport d’eaux claires parasites permanentes 
mesuré ponctuellement (nocturne) correspond aux mesures de débits d’infiltration d’eaux claires 
parasites permanentes réalisés en période nocturne et de nappe haute, extrapolé au mètre de 
linéaire de canalisation (exprimé en m3/j/km). Cet indice traduit plus précisément l’importance de la 
canalisation au niveau des entrées d’eaux de nappe, quand une mes ure ponctuelle a été réalisée sur 
un bassin versant plus petit à l’intérieur du bassin versant sectorisé par la campagne de mesures en 
continu. Cette méthode permet d’établir un plan des canalisations à inspecter à la caméra en faisant 
la somme des notes a ttribuées pour chaque critère pour chaque tronçon de canalisation. En utilisant 
les données disponibles (audit patrimonial, campagne de mesures et nocturnes), le calcul d’une note 
globale a été effectué pour toutes les canalisations et a permis d’attribuer  à chacune une  classe de 
priorité d’inspection .

Analyse campagne de mesures - Méthode eaux usées: Exploitation des mesures: Quelques règles 
générales: 1 -Faciliter la compréhension et l'analyse en fournissant les résultats par zone ou secteur  
et en illustrant le travail par la mise en œuvre de schémas/synoptique, 2 -Utiliser l'outil d’exploitation 
de G2C de référence :HEC DSS -Vue. 3 -Utiliser les modèles de rendu disponibles : Rapport et Fiches 
d’interprétation. 4 -Codifier chaque zone/secteur en  lui affectant un identifiant unique qui sera utilisé 
tout au long du rapport d’analyse de campagne. Cet identifiant servira à la localisation du secteur sur 
le plan général des réseaux et synoptiques ou schémas fonctionnels. 5 -Codifier chaque mesure par 
un numéro unique  : Ce code sera utilisé pour la fourniture du plan métrologique (post campagne), 
toute référence aux mesures : dans HEC DSS -Vue, dans les synoptiques… 6 -Élaborer le rapport de 
campagne de mesures en suivant le modèle proposé et pour l’ Explo itation de mesures 
Assainissement à l’aide de Hec -DSSVue: L’analyse est effectuée à l’aide du logiciel Hec -DSSVue. Le 
logiciel est accessible depuis la boite à outils G2C, rubrique Métrologie & Traitement de données. 
Une base de données (*.dss) s era crée p ar point de mesures, l es séries temporelles porteront les 
attributs respectant la normalisation suivante :A  : N°Affaire ,B  : Codification du point de mesure, C  : 
Descriptif sommaire : Pluvio / débit  ,D: Automatique – bornes de la série temporelle, E : Automatique 
– type de données (instantanée…), F : Commentaire .

Utilisation du logiciel AutoSTEP  : pour utiliser le logiciel AutoStep voici le mode d’emploi d’ AutoStep  : Le 
logiciel est accessible gratuitement depuis le site http://assainissement.developpement -
durable.gouv.fr/services.php   Un guide d'utilisation du logiciel est également disponible sur le site, Pour 
l'installation du logiciel, vous devez bénéfic ier des droits administrateurs sur le poste, Si ce n'est pas le cas, 
veuillez contacter le service informatique, Après installation du logiciel, au premier lancement, ce dernier 
affiche alors une fenêtre demandant de désigner la base de données ACCESS. Ell e se trouve dans le répertoire 
cible d'installation des données et se nomme as_data_v3.mdb'.  Importation de données SANDRE  :Au 
préalable, dans la phase de collecte de données en phase 1 de l'étude, il conviendra de récupérer auprès de la 
collectivité ou du  prestataire de service en charge de l'assainissement les données d'autosurveillance au format 
SANDRE (format xml). Pour importer un fichier dans la base  : Cliquer sur Importation Sandre puis Chercher le 
fichier dans l'arborescence du poste de travail en c liquant sur ' Commencer' ,Au fur et à   mesure que 
l'importation se déroule, le logiciel constitue un fichier journal qui contient les éventuelles erreurs rencontrées 
qui conduisent à   interrompre la pr océdure, les avertissements qui 
préviennent    l'utilisa teur   d'anomalies   contenues   dans   le  fichier sans bloquer pour autant l'importation et un 
résumé des données importées.  Traitement des données , Une fois les données importées (si plusieurs années, 
importer plusieurs fichiers en indiquant 'Compléter les données du site existant', en double cliquant la station 
qui désormais apparaît dans la fenêtre d'accueil, Sur cette vue, vous pouvez  : Choisir l'année sur laquelle vous 
souhaitez effectuer votre traitement, Choisir la règle de conformité du système de col lecte retenue par la 
collectivité (5% volume, 5% charge polluante, ou 20j de déversements par an) (pour les systèmes > 2000EH) , 
Renseigner les données de référence de la station . Les autres onglets disponibles sont les suivants  : Onglet 
Rejet (F2)  : Cet o nglet permet de préciser les informations sur le rejet principal de la station  : Type de milieu 
récepteur, nom du milieu, nom du bassin versant, les coordonnées du rejet et le nom de la zone sensible. 
Onglet Obligation Locales (F3)  : Cet onglet permet de r entrer les normes de rejets associés à   la /station. Si la 
station ne possède pas de normes de rejets plus restrictives que l'arrêté du 21/07/2015, un import des 
données de l'arrêté est possible. Si des normes spécifiques existent, il faut les saisir par p aramètres (données 
concentrations et rendements) et choisir la règle de conformité (rendement ou/et concentration). Onglet Point 
de mesure (F4)  : cet onglet résume les points d'autosurveillance présent sur l'ouvrage de traitement. Aucune 
intervention sur c et onglet n'est à   réaliser. Onglet Conformité (F5)  : Cet onglet contient dans sa partie haute, le 
résultat annuel de l'évaluation de la conformité locale et de la conformité européenne pour le système de 
traitement. Il contient également un tableau récapi tulatif, sur toutes les années contenues dans la base, des 
conformités globales locales et européennes de la station. Il contient également le résultat de conformité du 
système de collecte en fonction du critère retenue dans l'onglet F1. Onglet Indicateur annuel (F6)  : Cet onglet 
contient une synthèse annuelle des données sur les pollutions entrantes et sortantes de la station ainsi que sur 
les boues produites et évacuées. Soit l'analyse des données se termine à   cette étape, soit des extractions 
complément aires sont nécessaires. Il est donc possible d'accéder à   l'ensemble des mesures brutes en cliquant 
sur voir les détails sur les données .

L'analyse des risques de défaillance doit in fine contenir a minima :  • pour chaque fonction de la 
chaine de collecte et de traitement des effluents, un inventaire des défaillances possibles, matérielles 
ou humaines, de leurs effets et une identification de celles pouvant porter atteinte de façon notable 
à l'intégrité de la collecte ou du traitement et donc au mi lieu récepteur; •une identification des 
équipements et interventions sensibles susceptibles d'entrainer l'apparition de ces défaillances; • 
une analyse de l'incidence des périodes d'entretien et des grosses réparations;  •des propositions 
d'actions correcti ves, adaptées à chaque cas, en termes :› d'architecture fonctionnelle;› de 
spécifications particulières d'équipements;› de moyens de détection et d'alerte;›  de liste de pièces 
dont il faut disposer et dans le cas inverse de disponibilité des pièces de rec hange en dehors du site;  
;› d'organisation intégrant procédures d'intervention et délais ;›  d'orientation de la politique de 
maintenance...  À l'issue de cette étude, les préconisations d'amélioration doivent -être hiérarchisées, 
programmées, puis mises en ouvre par le maître d'ouvrage.Elles pourront le cas échéant faire l'objet 
de prescriptions par le préfet, via un arrêté préfectoral complémentaire.

Principe du diagnostic amont STEU  
Le diagnostic à l’amont de la STEU a vocation à  : 1-identifier les sources potentielles de 
micropolluants déversées dans le réseau de collecte (et donc entrants en station); 2 -proposer 
des actions de prévention ou de réduction à mettre en place pour réduir e les micropolluants 
arrivant à la STEU ou aux déversoirs d’orage (rejets directs). Ces propositions d’actions 
seront argumentées et certaines doivent pouvoir être mises en œuvre par le maître d’ouvrage 
l’année suivant la fin de la réalisation du diagnosti c amont.  
La conduite du diagnostic à l’amont de la STEU comportera les grandes étapes suivantes  :  
 réalisation d’une cartographie du réseau de la STEU avec notamment les différents 
types de réseau (unitaire/séparatif/mixte) puis identification et délimita tion 
géographique  :  
o Des bassins versants de collecte  ;  
o Des grandes zones d’occupation des sols (zones agricoles, zones d’activités 
industrielles, zones d’activités artisanales, zones d’habitations, zones 
d’habitations avec activités artisanales)  ;  
 ident ification sur la cartographie réalisée des contributeurs potentiels dans chaque 
zone (par exemple grâce au code NAF2)  ;  
 identification des émissions potentielles de micropolluants par type de contributeur et 
par bassin versant de collecte, compte tenu de la bibliographie/connaissance 
scientifique disponible  ;  
 réalisation éventuelle d’analyses complémentaires pour affiner l’analyse des 
contributions par micropolluant et par contributeur (attention obligation d’être 
COFRAC sur analyse, pas forcément sur pré lèvement)  ;  
 proposition d’actions visant la réduction des émissions de micropolluants, associées à 
un calendrier de mise en œuvre et à des indicateurs de réalisation  ;  
 identification des micropolluants pour lesquelles aucune action n’est réalisable compt e 
tenu soit de l’origine des émissions du micropolluant (ex.  : levier d’action existant 
mais uniquement à l’échelle nationale), soit du coût démesuré de la mesure à mettre en 
place.

Méthode de travail pour faire diagnostic amont STEU  :Éléments à collecter  
Auprès du maître d’ouvrage  : 1-Liste des micropolluants à rechercher issus des bilans 
STEU  ;2-Plans des réseaux d’assainissement (SIG)  ; 3-Bilans de fonctionnement sur la 
STEU et rapports annuells; 4 -Bilans de consommation d’eau, les rôles d’eau numérisés 
(format texte ou tableur); 5 -Règlement du service assainissement collectif; 6 -Bilans 
d’auto -surveillance;7 -Zonage assainissement collectif; 8 -Autorisations de rejets et 
conventions de déversement, Liste des raccordements non domestiques, autorisations et 
conventions de rejet 9 -Les résultats des diagnostics industriels réalisés sur le système 
(pratiques de l’entreprise, substances utilisées, gestion des déchets..)  ; 10-Les analyses 
d’auto -surveillance des émetteurs d’eaux usées non domestiques raccordés au r éseau 
d’assainissement; En opendata  : 1-Registre parcellaire géographique  pour la partie 
agricole (RPG);2 -Corine Land Cover; 3-Base de données ICPE (Ineris); 4-Base de 
données des activités (Sirene); 5-Base de données des Sites Industriel (BASIAS); Les 
étapes clés d’identification des émetteurs potentiels de substance  :Pour les substances d’origine 
agricole (si certaines ont été détectées)  – Récupérer  : le registre parcellaire (RPG), La base 
de données Corine Land Cover, La base d’achat des produits pestici des par code postal  : 
http://www.data.eaufrance.fr/jdd/a69c8e76 -13e1 -4f87-9f9d-1705468b7221   
 Exploiter à l’aide de QGIS  
o Le type d’occupation du sol, culture associée (céréalière, viticulture, arboriculture 
etc.) et micropolluants possibles de chaque grand type de culture  
o Identifier les zones de cultures potentiellement à l’origine de l’apport de 
micropolluant dans les rése aux (notamment par drainage) par croisement de l’emprise 
spatiale des réseaux avec les emprises de cultures.   
Cette recherche s’applique notamment pour les systèmes d’assainissement dont les collecteurs 
transitent par des zones agricoles ou ayant des zone s agricoles en tête de BV.   
en priorité.   
Pour les substances d’origines industrielles/d’activités  
Traiter le fichier sirene  
 Récupérer le fichier des activités de la base Sirène  (http://www.sirene.fr ) par sélection 
de la zone d’étude (création d‘une sélection de communes par exemple dans l’outil 
constituer une liste)  ; Ce fichier présente pour chaque établissement de la zone 
demandée le code NAF2 et le détail del'activité de l’établissement, adresse e tc..  
o Dans l'idéal  récupérer sur le site public.opendatasoft la base des activité 
du secteur d'étude.  Ce site présente l'avantage d'autoriser l'export en 
format géographique GEOJSON ou KML  permettant ainsi directement 
d'ouvrir le fichier dans QGIS pour exploitation.  
o A défaut, télécharger les données du site de sirene.fr  
 Retravailler le fichier Sirene téléchargé sous Excel de manière à 
supprimer les colonnes inutiles et formatter les colon nes utiles au 
géocodage dans QGIS puis l’enregistrer en CSV  ;  
Note  : pour le reste du processus vous consulter le document xxxxxxxxxx

Modélisation assainissement - diagnostic réglementaire à l'aide d'une chronique annuelle de 
pluie  :Cette méthode permet d ’établir le diagnost ic d’un réseau d’assainissement  
Rappel Réglementaire  : 1-L’entité «Réseau», comprenant tout le réseau de collecte depuis 
ses têtes jusqu’aux entrées STEUs  , 2-L’entité «STEU», correspondant aux éléments 
constitutifs de la station d’épuration, entrée STEU et by -pass. Pour rappel, les critères de 
conformité du système  :  
 Conformité de l’entité «Réseau»  : l’un des trois principes suivants doit être choisi et 
respecté , avec accord de la Police de l’eau  : 
1. Chaque DO ne doit pas être solli cité plus de 20 jours par an,  
2. La somme des volumes déversés sur les DO ne doit pas représenter plus de 5% des volumes 
totaux collectés,  
3. La somme des flux déversés sur les DO ne doit pas représenter plus de 5% des flux totaux 
collectés.  
 Conformité de l’entité «STEU»  : la station d’épuration doit traiter le débit de référence, 
soit le percentile 95 des débits arrivant à la station, tous temps confondus  ; cette 
disposition peut par conséquent ne pas être respectée 5% du temps, ce qui revien t à exclure 18 
jours par an.  
Données et logiciels nécessaires  : 1-Un modèle EPA -SWMM (ou équivalent) calé en 
temps sec et en temps de pluies.  2-Une année chronique de pluies.  
A noter que l’année chronique de temps de pluies peut être acquise auprès de Météo France 
(ne faire l’achat que des données pluviométrique où les précipitations sont non nulles , ceci 
réduisant énormément les couts d’acquisition).  
Préparati on et lancement de la simulation  : 
1- préparer les données pluviométriques convenablement . Conversion de l’année 
chronique de pluies événementielle en série temporelle à pas de temps fixe . 2-réaliser la 
modélisation hydrologique suivant la méthode française et générer le fichier interface 
compatible EPA -SWMM ou XPSWMM.  Création du fichier interface compatible EPA -
SWMM ou XPSWMM  .3-configurer convenablement le logiciel EPA -SWMM ou XP -
SWMM et lancer la simulation.   
 Paramétrage des dates de simulations ainsi que du pas de temps à choisir.  
Afin que la simulation se déroule correctement il convient de choisir les dates de début et fin 
de sim ulation en concordance avec les dates de début et fin de l’année chronique de pluies.  
De plus, il faudra impérativement que le pas de temps de résolution du modèle soit plus 
petit ou égal  au pas de temps de votre chronique de temps de pluies.

Pour Exploitation des résultats et diagnostic du réseau  
d’assainissement  : 
Après un temps de calcul plus ou moins long selon les capacités de calcul de votre machine et 
de la taille/complexité du réseau modélisé, les résultats sont disponibles.  
Le but ici est d’exporter les débits observés tout au long de l’année modélisé en des 
points précis afin d’établir le taux de collecte de la station de traitement du système et 
quel est la proportion d’effluents rejeté au milieu naturel.   
Les points d’export sont les sui vants  :  
 Débit conservé en aval du déversoir de tête de la STEU  
 Débit déversé au déversoir de tête de la STEU  
 Débit déversé à chaque déversoir d’orage du système  
 Débit débordé sur voirie en chaque nœud du réseau  
 
Un fichier Excel automatisant grandement  le traitement des données est disponible ci -dessous. 
Celui -ci est composé  
 D’un onglet explication  
 D’un onglet «Etape 1» où l’on va coller les données de débits exportés  
 D’un onglet «Etape 2» où les volumes journaliers vont être calculés  
 D’un onglet «Etape 3 -1» et d’un onglet «  Etape 3 -2 » où le percentile 95 va être 
calculé et le taux de collecte de la station évalué  
 D’un onglet «;Etape 4» où le nombre de jour et le taux de déversement par déversoir 
est calculé.  
 D’un onglet «Etape 5» où  les volumes totaux débordés sur voirie est calculé.  
 
Une fois l’ensemble des résultats obtenus, il restera à vérifier les conditions rappelées ci -
dessus.

Inventaire des ouvrages  
La partie consacrée à la description des ouvrages d'un réseau d'assainissement  
 le réseau,  
 les ouvrages de stockage - restitution (bassins d'orages)  
 Les ouvrages de déversement  
 Les ouvrages de refoulement  
 Les STEU  
 Les points de rejets (et leur conformité en matière de déclaration/autorisation)  
Les visites de terrain  sont extrêmement importantes puisqu'elles permettront ultérieurement de 
faciliter les opérations  
 de déploiement d'une éventuelle campagne de mesires (quel est l'équipement actuel du 
réseau, les données disponibles en télégestion, le type de matériel à prévoir pour 
équiper les ouvrages...)  
 de modélisation  : connaissances des consignes de régulation, v olume des ouvrages, 
caractéristiques des pompes, consignes ...  
 d'inspections complémentaires  : investigations nocturnes etc.

Détermination du risque  de formation H2S: Méthode par 
analyse multicritère  
Méthodologie de Fayoux  :Afin d'estimer  un risque de présence de H 2S dans les réseaux EU, 
nous proposons dans un premier temps de calculer un temps de séjour théorique des effluents en phase 
anaérobie. Notre analyse consistera donc à analyser les données au niveau des différents postes de 
refou lement, car les conduites de refoulement sont les lieux où les effluents restent obligatoirement en 
phase anaérobie durant un certain temps. Ce temps peut être estimé de façon théorique en fonction des 
apports en amont du poste et du volume de la conduite de refoulement. En l'absence de données 
supplémentaires, nous ferons l'hypothèse selon laquelle les apports au niveau du poste de refoulement 
sont uniformes dans le temps. Ainsi, le temps de séjour des effluents dans la canalisation de 
refoulement peut êtr e estimé par la formule suivante  : Ts= V réfoul/ Q apport. (La note attribuée à 
chaque poste de refoulement est basée sur la méthodologie de Fayoux, détaillée sur le tableau suivant  : 
Evaluation du risque de formation des sulfures – Méthode de Fayoux (source  : Suez) ) 
Note de matériau  :Cette note permet de mettre en avant le risque H 2S si les eaux usées 
sont rejetées dans des matériaux susceptibles de se dégrader au contact de ce gaz pendant de 
longues durées. L’échelle utilisée est la suivante  :  
 Canali sation en amiante -ciment  : 20 ;  
 Canalisations en fonte  : 15 ;  
 Canalisation en PVC  : 5 ;  
 Rejet direct sur des équipements du système d’assainissement (postes de refoulement, 
STEP, …)  : 15.  
Les risques de dégradations sur le patrimoine sont plus importan ts en aval de gros postes de 
refoulement avec de forts débits, c’est pourquoi la note précédente est multipliée par un 
coefficient qui dépend du débit transité dans le poste de refoulement pour être plus proche 
de la réalité. L’échelle utilisée est la suivante  :  
 0 % < Volume pompé par le PR < 1  % : 1 ;  
 1 % < Volume pompé par le PR < 5  % : 1.5 ;  
 5 % < Volume pompé par le PR < 10  % : 2 ;  
 10 % < Volume pompé par le PR < 20  % : 2.5 ;  
 20 % < Volume pompé par le PR  : 3.  
Note de volume  :Une dernière note est attribuée en fonction du volume pompé par 
chaque poste de refoulement . Cette note permet de valoriser les postes qui pompent un 
volume important d’eaux usées et qui présentent un ris que de formation de sulfures non -
négligeable, malgré un temps de séjour plus faible que sur certains petits postes de 
refoulement. Pour attribuer cette note, nous avons pris en compte le pourcentage de débit 
pompé par chaque poste de refoulement par rappor t au débit total transitant dans les 
réseaux d’eaux usées. La note de volume est égale au pourcentage obtenu  
 Note globale  :A l’issue de l’analyse multicritère du risque de formation de H 2S, une 
note finale correspondant à la somme des trois autres notes e st calculée.  
 <50 : risque faible  ; <70  : risque moyen  ; <90 risque fort  ; >90 risque très elevé

Calcul du débit déversé au niveau du trop plein d'un poste de refoulement  : 
De manière générale, un trop plein de poste de relèvement est constitué d’un orifice souvent 
circulaire dans la paroi du poste et d’une conduite de surverse pour rejet direct dans le milieu 
récepteur via ou non, selon le contexte, le réseau séparatif pluvial. Cet ouvrage de sécurité 
peut également être situé au niveau de la conduit e d’entrée dans un regard de visite à l’amont 
immédiat de la station de pompage.  
L’utilisation et la valorisation des dispositifs de mesure et de télégestion existants sur certains 
postes de relèvement permet d’effectuer, tant par temps sec que par temps d e pluie, un bilan 
volumétrique des effluents transités et déversés. Ainsi, il est possible d’utiliser la mesure de 
niveau dans le poste effectuée par la sonde ultrasons ou la sonde piézométrique. Dans le cas 
où le trop plein est situé en amont du poste, et  que ce dernier est équipé d’un dégrilleur 
pouvant provoquer des mises en charge, il est recommandé d’équiper le trop plein d’une 
mesure de hauteur dédiée qui sera plus rep résentative de la ligne d’eau au droit de l’ouvrage 
de déversement.  
L’objectif est de simplifier les équipements au niveau des postes en exploitant 
uniquement les mesures de hauteur d’eau dans le poste de relèvement .  
Dans ce contexte, un guide a été produit  par l’ENGEES, IFSTTAR, le GEMCEA et l’INSA 
de Lyon dans le cadre du projet national COACHS (méthodes innovantes de mesure de débit 
en réseau d’assainissement). Deux cas y sont traités  : la modélisation générique et la 
modélisation spécifique. Pour tous les cas génériques décrits dans le guide, des relations 
mathématiques ont été établies en tenant compte de l’influence aval (influence de 
l’écoulement dans la conduite de déversement ou d u milieu naturel sur la mesure de la hauteur 
d’eau dans le poste).  
Tous les autres cas sont considérés comme étant spécifiques et une modélisation particulière est 
donc nécessaire (présence d’un clapet, forme particulière de l’engouffrement dans la canali sation de 
décharge, etc.). Un exemple de mise en œuvre d’un modèle spécifique est également présenté dans 
le guide.  
La relation générique suivante est applicable au niveau d’un poste de relèvement équipé d’une 
canalisation de trop plein circulaire, en l’a bsence d’influence aval.

une étude des solutions  : 
 Pourquoi  ? 
 Pour définir, sur la base d'une analyse multicritères (environnementale, 
économique, technique, sociologique, etc.) la solution d'assainissement 
optimale.  
 Comment  ? 
 En utilisant les différentes données issues des études d’investigation et en 
évaluant les incidences de chaque solution (sur la qualité du milieu récepteur et 
sur le prix de l'eau notamment).  
 Qui ?  
 G2C  : proposition des différents scénarios d’assainissement  
 MO : choix de  son scénario d’assainissement  
Pour une étude des solutions ( scénarios) il y a des point à aborder  : 1- Elaboration de 
différents scénarios (niveaux intra et intercommunal). 2 -Choix du scénario  
L'élaboration de différents scénarios implique la réalisation  d'études approfondies pour chaque cas. Cela 
comprend l'analyse des conditions de réutilisation des réseaux et ouvrages existants, la spécification des 
dispositifs épuratoires en termes de lieu, de performance, de rejets et de sous -produits, ainsi que l'év aluation de 
l'impact sur le milieu. De plus, il est nécessaire de définir le tracé des collecteurs, d'établir une enveloppe 
financière et d'évaluer son incidence sur le prix de l'eau. Il est également crucial d'estimer les taux de collecte et 
de dilution p révisibles, de comparer les avantages et inconvénients des scénarios, et d'identifier les scénarios non 
réalisables. Il est recommandé d'associer le comité de suivi aux réflexions pour garantir une prise de décision 
éclairée.  
Le choix du scénario final doit prendre en considération plusieurs critères, notamment l'impact sur le milieu 
naturel et la conformité aux objectifs épuratoires, les coûts d'investissement et d'exploitation, ainsi que les 
contraintes locales et administratives, y compris les délais de mise en œuvre. Le scénario retenu doit être en 
adéquation avec les objectifs de réduction des pollutions et de préservation du milieu récepteur. Enfin, la 
responsabilité de prendre la décision finale revient au comité de suivi ou de pilotage, qui doit a gir en toute 
transparence et en concertation avec les parties prenantes impliquées.

Etude  de zonage  : L'étude  de zonage  est obligatoire  selon  la loi sur l'eau  du 3 janvier  1992.  Son 
objectif  est de délimiter  sur l'ensemble  du périmètre  d'étude  les zones  d'assainissement  non 
collectif,  d'assainissement  collectif  et celles  où des mesures  doivent  être prises  pour  la gestion  des 
eaux  pluviales.[1]   
Éléments  à étudier  
Pour  réaliser  le zonage,  plusieurs  éléments  doivent  être analysés  : 
 -Contraintes  générales  : voir les Périmètres  de protection,  ZNIEFF, Plan de prévention des risques  
-Configurat ion générale  de l’habitat   se fait par les Documents  d’urbanisme  ,Plans  parcellaires   
et Plans  existants  et il faut Étudier  le type  d’habitat,  sa répartition  et sa densité,  Repérer  la 
situation  des canalisations  d’eaux  usées  et des collecteurs  existants  Décrire  la topographie  des 
parcelles,  leur disposition,  leur superficie,  la surface  disponible  en aval du rejet  d’eaux  usées  , Étudier  
l’accessibilité  du terrain  pour  les travaux - Topographie,  superficie  des parcelles  
-Nature  des sols se fait par des Études  pédologiques  si de l'ANC  est envisagé  donc  il faut Réaliser  la 
carte  des sols,  Étudier  les possibilités  d’assainissement  autonome  (perméabilité  des terrains)  , 
Décrire  la filière  de traitement  la plus approprié  
-Contraintes spécifiques par des Cartes / Cro quis et il faut Représenter les particularités du 
terrain (puit s, sources, cours d’eau, etc.) et Répertorier les nuisances (odeurs, présence de 
rats, stagnation d’eau, etc.) . 
-Milieu Naturel   par des Documents d’urbanisme il faut un Plan de prévention des 
risques et Inventorier les captages d’eau potable, les périmètres de protection et les zones 
inondables . 
-Eau Pluviales  se fait par Étude diagnostic de l’existant  il faut donc Enquête auprès  des 
collectivités et des riverains, Identifier les zones affectées par les problèmes liés aux eaux 
pluviales et à  une insuffisance d’évacuation et Évaluer les contraintes d’écoulement et 
d’évacuation, leurs impacts . 
-Critère Financier par Étude technico -économique  il faut Étudier pour les différentes 
solutions les coûts d’investissement et de fonctionnement  
Proposition de zonage  :A présenter sous forme de plan décrivant les différentes zones 
d'assainissement collectif et types de filières envisageables (A C / ANC)

Correction d'une dérive linéaire dans une série temporelle  Méthodologie - Correction d'une dérive 
linéaire dans une série temporelle  : 1-Utilisation de Winfluid Dans Winfluid, il est possible de réaliser 
des corrections basiques sur des point s de mesures ayant eu au cours de la campagne de mesures une dérive. 
La correction appliquée sera possible sur des dérives simples, linéaires (exemple encrassage progressif d’une 
sonde pression).Prenons l’exemple de cette série chronologique présentant une  dérive linéaire d'une mesure de 
hauteur d'eau (piézométrie ), Pour appliquer une correction de dérive, se rendre dans Outils, sélectionner Dérive,  
Une fenêtre s’ouvre permettant de retoucher la valeur de début et de fin de la série, Il est possible de rajouter plusieurs 
corrections sur la courbe par les boutons ajouter et insérer en indiquant la date, l’heure et la valeur de correction.  
Il est possible d’intervenir sur la courbe en rentrant de nouvelle valeur permettant de corriger la dérive. Pour 
l’exe mple, on passe de 87 mm à 28 mm sur la dernière valeur puis OK . Attention de ne pas faire de trop nombreuses 
corrections et dénaturer une courbe à l’excès.  Ces fonctions ne permettent pas de "récupérer" un point qui n’aurait pas 
fonctionné mais d'appliquer  une/des correction(s) mineure(s) sur la série chronologique brute. 2-Utilisation de l’outil 
Excel  
Nous allons voir dans cette partie comment corriger n’importe quel type de données soumises à une dérive linéaire.  
Un outil Excel est disponible en PJ de ce document. Ce fichier Excel contient des Macros, pensez donc à les activer au 
lancement.  
Le fichier contient deux feuilles  
1-DATA  C’est ici que les données brutes (non corrigées) devront être collées  ,La colonne A est réservée aux dates (pas de 
cellules v ide + les dates doivent être des dates au sens d’Excel) , La colonne B est réservée aux valeurs (pas de cellules vide + 
les valeurs doivent être des nombres) . 2-Outil  C’est ici que les données vont être corrigées à l’aide d’une macro VBA, Un 
tableau est p résent (Tarage du capteur), complétez ce tableau à l’aide des mesures réalisées sur le terrain (vous 
pouvez ajouter des lignes, pensez à tirer la formule de la colonne «  delta  »), Il faut à minima deux mesures pour 
que la macro fonctionne (interpolation li néaire par morceau).  Pour lancer la macro, appuyez simplement 
sur le bouton «  Lancer la macro  », Les données corrigées sont inscrites Colonne H de la feuille 
« Outil  ».

dossier L 214 station épuration  : Rappel de la réglementation  
Les rubriques de l’article R214 -1 du code de l’environnement qui concernent la station d'épuration sont  :  
 Rubrique 2.1.1.0  : Stations d’épuration des agglomérations d’assainissement ou dispositifs 
d’assainissement non collectif devant traiter une charge b rute de pollution organique  : 
 Supérieur ou égal à 600 kg de demande biochimique en oxygène en cinq jours (DBO5)  : AUTORISATION   
 Supérieur à 12 kg de DBO5, mais inférieur à 600 kg de DBO5  : DECLARATION   
 Rubrique 2.1.2.0  : Déversoirs d'orage situés sur un système de collecte des eaux usées destiné à 
collecter un flux polluant journalier  : 
 Supérieur ou égal à 600 kg de DBO5  : AUTORISATION   
 Supérieur à 12 kg de DBO5, mais inférieur à 600 kg de DBO5  : DECLARATION  
Attention  : les trop pleins de postes de refoulement sont visés par cette rubrique.   
 Rubrique 2.1.3.0  :Épandage de boues issues du traitement des eaux usées: la quantité de boues 
épandues dans l’année, produites dans l’unité de traitement considérée, étant  :  
 Quantité de matière sèche supérieure à 800 t/an ou azote total supérieur à 40 t/an  : AUTORISATION   
 Quantité de matière sèche comprise entre 3 et 800 t/an ou azote total compris entre 0,15 t/an et 40 
t/an  : DECLARATION  
Pour l’application de ces seuils, sont à prendre en compte les volumes et quantités maximales de boues destinées à 
l’épandage dans les unités de traitement concernées.  
Revue de dossier L 214 station épuration

Construction de pluies de projet  : Un fichier Excel permettant de construire les pluies de projet est disponible en PJ. « 
outil_Pluies_de_Projet.xlsm»  
La feuille Excel utilise des macros, pensez donc à les activer à l’ouverture du fichier  
2.1. Onglet « PARAMETRE »  
Lorsque vous ouvrez le fich ier Excel, vous arrivez normalement sur l’onglet « PARAMETRE » :  Si vous souhaitez construire 
des pluies de projet se basant sur des coefficients de Montana (pour une période de retour choisie et une validité 
temporelle choisie) vous pouvez renseigner ces derniers dans les cases prévues à cet effet.  
Un bouton est disponible si vous souhaitez tracer rapidement la courbe IDF.  
Si vous ne souhaitez pas construire vos pluies à partir de coefficient de Montana, vous pouvez sauter cette feuille.  
2.2. Onglet « PLUIE_BLOC  » Cet onglet vous permet de construire une pluie de projet de type «  BLOC  ». Les 
informations à renseigner pour que la pluie de projet puisse être créée sont les suivantes  : 
Obligatoires  : Date de début de la pluie (entrez une date au sens d'E xcel), Date de début de la pluie (entrez une date au 
sens d'Excel),  Durée de précipitation nulle avant la pluie (minute), Durée de précipitation nulle après la pluie 
(minute), Pas de temps de la série temporelle (minute) < -- prendre un multiple de la durée  totale  , Pas de temps 
de la série temporelle (minute) < -- prendre un multiple de la durée totale  
Facultatif ( à ne remplir que si vous avez pris l’option HT, dans ce cas -là mettre une valeur > 0)  : hauteur totale de la pluie en 
mm (pour le mode de générat ion "hauteur totale")  
Ne pas toucher
  :calcul automatique  Durée totale de la série temporelle (minute), Lorsque vous a ,vez terminé de 
renseigner les paramètres de construction, vous pouvez appuyer sur le bouton «  Générer une pluie de projet de type « 
Bloc  » , La série temporelle de la pluie de projet est alors renseignée dans les colonnes D et E  
2.3. Onglet «  PLUIE_TRIANGLE », Cet onglet vous permet de construire une pluie de projet de type « TRIANGLE ». Les 
informations à renseigner pour que la pluie de projet puisse être créée sont les suivantes :  Obligatoire  : Date de début de la 
pluie (entrez une date au sens d'Excel), Durée de la pluie "TRIANGLE" (minute), Coefficient alpha de décentrage de la pluie 
]0;1[(0.5 = pluie centrée), Durée de précipitation n ulle avant la pluie (minute), Durée de précipitation nulle après la pluie 
(minute), Pas de temps de la série temporelle (minute) < -- prendre un multiple de la durée totale, Mode de génération de la 
pluie (IDF ou hauteur totale = HT).  Facultatif  :à ne remp lir que si vous avez pris l’option HT, dans ce cas -là mettre une valeur > 0  
hauteur totale de la pluie en mm (pour le mode de génération "hauteur totale")  Ne pas toucher  : 
calcul automatique  Durée totale de la série temporelle (minute)  
Lorsque vous avez te rminé de renseigner les paramètres de construction, vous pouvez appuyer sur le bouton « Générer une 
pluie de projet de type « Triangle »  
La série temporelle de la pluie de projet est alors renseignée dans les colonnes D et E  
2.4. Onglet « PLUIE_DOUBLE_TRIA NGLE »  ou pluie double triangle  
Cet onglet vous permet de construire une pluie de pro jet de type « DOUBLE TRIANGLE » ou pluie triangle.  
Les informations à renseigner pour que la pluie de projet puisse être créée sont les suivantes :  Obligatoire  : Date de début de 
la pluie (entrez une date au sens d'Excel),  Durée de la pluie DOUBLE TRIANGLE (minute),  Durée de la période intense de la 
pluie (minute), Coefficient alpha de décentrage de la pluie ]0;1[(0.5 = pluie centrée), coefficient beta de répartition de la  
hauteur de pluie totale entre la période intense et résiduelle ]0;1[( 0.55 = 55% de la hauteur de pluie totale est attribuée à la 
période intense; 45% à la période résiduelle), Durée de précipitation nulle avant la pluie (minute) Durée de précipitation 
nulle après la pluie (minute), Pas de temps de la série temporelle (minute) < -- prendre un multiple de la durée totale, Mode 
de génération de la pluie (IDF ou hauteur totale = HT) . 
Ne pas toucher  : calcul automatique  Durée "résiduelle" de la pluie (minute) , Durée totale de la série temporelle (minute)  
Facultatif  :à ne remplir que si vous avez pris l’option HT, dans ce cas -là mettre une valeur > 0  hauteur totale de la pluie 
en mm (pour le mode de génération "hauteur totale")

Objet : Calculs des coefficients de Montana à partir des données OPEN DATA de Météo France 2. Comment télécharger les 
chroniques de pluies Météo France ?  
Les données Météo France sont disponibles sur le site : https://meteo.data.gouv.fr/  
Dans la thématique « Données climatologique de base » 
  Données climatologiques de base - 6 minutes ,  Vous allez devoir 
télécharger tous les fichiers relatifs au département dans lequel se trouve votre station Météo France. Vous pouvez 
maintenant décompres ser ces fichiers (avec le logiciel 7zip)  Si vous ouvrez un fichier avec un éditeur de texte, vous 
remarquerez que chaque fichier contient les chroniques de pluies au pas de temps 6 minutes de l’ensemble des stations du 
département pour une période donnée.  
Nous allons devoir fusionner ces fichiers csv ensemble et extraire la chronique pour une station en particulier.  
Problème, les fichiers ont plus de 2 000 000 de lignes et donc sont inexploitables sur Excel.  
Nous allons donc utiliser un outil permettant de  réaliser cette tâche.

Méthodologie - Calcul de débit sur seuil  : Seuil rectangulaire  Un fichier Excel permettant d’estimer des débits à partir de mesures de hauteur d’eau sur 
seuil est disponible en PJ.  
 « Calcul_de_debit_sur_seuil.xlsm  » 
La feuille Ex cel utilise des macros, pensez donc à les activer à l’ouverture du fichier  
Seuil rectangulaire – Formule de Kindsvater -Carter  
Considérons un déversoir frontal avec un seuil rectangulaire.  
Les caractéristiques géométriques d’un tel ouvrage sont les suivante s : 
 B : Largeur du canal d’approche [m]  
 b : Largeur de l’échancrure [m]  
 p : hauteur de pelle [m]  
 h :  hauteur de déversement [m]  
La formule de Kindsvater -Carter est la suivante  : 
𝑄=𝐶𝑒∗2
3∗ √2∗𝑔∗𝑏𝑒∗ℎ𝑒3/2 
Où : 
 𝑄 [𝑚3/𝑠] est le débit déversant  
 𝐶𝑒 [−] est le coefficient de débit  
o Il a été prouvé que Ce évolue comme une fonction linéaire de h/p  
o 𝐶𝑒=𝑎+(ℎ
𝑝)∗𝑎′ 
 𝑔=9.81 [𝑚/𝑠2] est l’accélération de la pesanteur  
 𝑏𝑒=𝑏+𝑘𝑏 [𝑚] est la largeur «  corrigée  » du déversoir  
 ℎ𝑒=ℎ+ 𝑘ℎ [m] est la hauteur déversante «  corrigée  » du déversoir  
Il faut maintenant trouver les valeurs a, a’, kb et kh 
 
Les expériences ont montré que l´on peut considérer kh comme ayant une valeur constante de 0,001 m pour les déversoirs qui so nt construits en s tricte 
conformité avec les spécifications de la norme NF X 10 -3111 . 
 𝑘ℎ=0.001 [m] 
 
Les valeurs d e a, a’ et kb ont été déterminées de façon empirique pour des valeurs de b/B spécifiques. Il est possible d’en tirer des régr essions polynomiales  : 
Nota les formules suivantes sont valables pour 𝑏
𝐵∈[0 ;1]  pour les déversoir avec ou sans contraction mais jamais avec expansion  
 𝑎=0.587 +0.0072 ∗(𝑏
𝐵)+0.0218 ∗(𝑏
𝐵)2
−0.0507 ∗(𝑏
𝐵)3
+0.0367 ∗(𝑏
𝐵)4
 
 𝑎′= −0.026 +0.032 ∗(𝑏
𝐵)−0.1889 ∗(𝑏
𝐵)2
+0.4608 ∗(𝑏
𝐵)3
−0.2252 ∗(𝑏
𝐵)4 
 𝑘𝑏[𝑚𝑚 ]=2.3869 +5.6151 ∗(𝑏
𝐵)−45.2604 ∗(𝑏
𝐵)2
+110 .5903 ∗(𝑏
𝐵)3
−74.2187 ∗(𝑏
𝐵)4
 
Les limites d’application de la formule de Kindsvater -Carter sont les suivantes  : 
ℎ
𝑝<2.5  La hauteur déversante ne doit pas être 2.5 fois plus grande que la hauteur de pelle  
On a donc 𝐻𝑚𝑎𝑥 =2.5∗𝑝 [𝑚] 
 
ℎ>0.03 [𝑚]  La hauteur déversante minimale doit être supérieur à 3cm  
On a donc  𝐻𝑚𝑖𝑛 =0.03 [𝑚] 
 
𝑏>0.15 [𝑚]  La largeur de l’échancrure doit donc être de 15cm au minimum  
On a donc 𝑏𝑚𝑖𝑛 =0.15 [𝑚]  
 
𝑝>0.1 [𝑚]  La hauteur de pelle doit donc être de 10cm au minimum  
On a donc 𝑝𝑚𝑖𝑛 =0.1 [𝑚] 
 
𝐵−𝑏
2=0 [𝑚] Dans le cadre d’un déversoir sans contraction latérale, la largeur du canal d’approche est égal à la largeur de l’échancrure.  
ou 
𝐵−𝑏
2>0.1 [𝑚]  Dans le cadre d’un déversoir avec contraction latérale, le canal d’approche doit être à minima 20cm plus lar ge que l’échancrure.  
Dans ce cas -là : 𝐵𝑚𝑖𝑛 =0.35 [𝑚]

Méthodologie - Calcul de débit sur seuil  : Seuil triangulaire   Un fichier Excel permettant d’estimer des débits à partir de mesures de hauteur d’eau sur 
Seuil triangulaire – Formule de Kindsvater -Shen  
Considérons un déversoir frontal avec un seuil triangulaire.  
Les caractéristiques géo métriques d’un tel ouvrage sont les suivantes  : 
 𝛼 : angle de l’échancrure [ -] 
 
La formule de Kindsvater -Shen est la suivante  : 
𝑄=𝐶𝑒∗8
15∗ √2∗𝑔∗tan (𝛼
2)∗ℎ𝑒5/2 
Où : 
o kh est une grandeur expérimentale  
Les valeurs de Ce, et kh ont été déterminées de façon empirique pour des val eurs de α spécifiques. Il est 
possible d’en tirer des régressions polynomiales  : 
Nota les formules suivantes sont valables pour α ∈[20° ;100° ] 
 𝐶𝑒=0.60826666 − 0.0009122271 ∗α+ 0.0000063889 ∗ 𝛼2 
 𝑘ℎ[𝑚𝑚 ]= 4.1567486 − 0.0758736614 ∗ α+ 0.0004272789 ∗𝛼2 
Les limites d’application de la formule de Kindsvater -Shen sont les suivantes  : 
 α ∈[20° ;100° ][°]  L’angle de l’échancrure doit être compris entre 20° et 100°  
ℎ∈[0.05 ;0.6] [𝑚]  La hauteur déversante doit être comprise entre 5cm et 60cm  
ℎ
𝑝≤1.2  La hauteu r déversante ne doit pas être 1.2 fois plus grande que la hauteur de pelle  
On a donc 𝐻𝑚𝑎𝑥 =min  (0.6 ; 1.2∗𝑝) [𝑚] 
                                             𝐻𝑚𝑖𝑛 =0.05 [𝑚] 
 
𝐵>0.6 [𝑚]  La largeur du canal d’approche doit être d’au moins 60cm  
ℎ
𝐵≤0.4  La largeur du canal d’approche doit être au moins 2.5 fois plus grande que la hauteur d’eau 
déversante (et ce pour n’importe quelle valeur de h)  
On a donc 𝐵𝑚𝑖𝑛 =max  (0.6 ;3∗𝑝) [m]

Méthodologie - Calcul de débit sur seuil  : Choix du type de 
déversoir à mince paroi  
Les déversoirs triangulaires sont utilisés de préférence aux déversoirs rectangulaires pour la 
mesure des faibles débits, car il es t déconseillé d’utiliser des déversoirs rectangulaires de 
moins de 30 cm de largeur.  
Pour les déversoirs rectangulaires, le choix de la largeur et de la pelle est fonction de la 
gamme des débits à mesurer, de la hauteur disponible et de la précision souhai tée. Il ne faut 
pas oublier que la lame d’eau mesurée doit être au plus égale à la hauteur de la pelle. Le 
tableau ci -dessous donne quelques limites raisonnables d’utilisation des divers déversoirs.  
 
En pratique l’emploi des déversoirs en mince paroi pour le contrôle permanent des débits 
est délicat  : la courbe de tarage Q(h) est en effet influencée de façon appréciable par les 
variations de la pelle, et il est difficile, en raison de 
l’ensablement/envasement/sédimentation, de maintenir constante la hauteur  de pelle.

Méthodologie - Série évenementielles en série régulière  : A l’aide du 
logiciel Winfluid  
Cette deuxième méthode est applicable sur des données brutes en provenance du 
logiciel«  Winfluid  » 
 Si vous avez programmé votre  « logger  » à l’aide du logiciel «  Winfluid  » 
 
1. Afficher le rapport après avoir relevé les données (dans l’exemple : capteur de 
surverse)  
Sélectionn er « Modifier la voie d’entrée  
2. Validez dans l’onglet capteur que le paramétrage est celui souhaité  
 
3. Dans l’onglet stratégi e, remplacez  événement par l’intervalle souhaitée.  
 
4. Validez  le type de mesure : instantanée / moyennée / cumulée  
Enregistrez les modifications  
 
5. Exporter les données via Fichier \exporter  
 
Vous pouvez exporter les données au format Excel puis les importer dans HecDSSVue à 
l’aide de la macro Excel ou vous pouvez simplement exporter les données au format 
« SPV » et les importer directement dans le logiciel à l’aide de l’outil « import de valeu rs 
temporelles hh :mm :ss ».

Méthodologie - Série évènementielles en série régulière  : A l’aide d’un 
script Python  
Cette dernière méthode est à privilégier si vos données brutes ne sont originaires ni de 
« Primeworks  » ni de  « Winfluid  ». 
Cette méthode se repose sur l’utilisation de Script «  Python  ». Deux scripts sont mis à 
disposition  :  
 pluviometre_serie_evenementielle_vers_serie_reguliere   à utiliser pour les 
données pluviométrique  
 tps_fct_serie_evenementielle_vers_serie_reguliere   à utilis er pour les données 
« pompes  » ou «  déverse  » 
Afin d’utiliser ces scripts, il vous faudra une installation Python fonctionnelle sur votre PC.  
Vous pouvez suivre le guide dans la méthode «  Eau potable - Utilisation de l'outil SISE EAUX 
ALTEREO  » pour avoir  une installation de Python se reposant sur le logiciel «  Anaconda  ». 
Exemple d’utilisation  
Je vais vous montrer comment transformer des données pluviométrique «  brutes  » en une 
série temporelle avec un pas de temps régulier.  
1. Commencez par ouvrir le fichier Excel «  exemple_pluvio.xlsx  » 
 
2. On remarque que le fichier Excel a  : 
Deux colonnes où se situe des données  Important, il faut respecter cette 
organisation des données  
La colonne A contient les dates  
La Colonne B contient des valeurs  
 
3. On va «  trans former  » cette série temporelle irrégulière en une série régulière au pas 
de temps 6 minutes. Pour cela il faut modifier une valeur dans le script python.  
a. Ouvrez le script 
« pluviometre_serie_evenementielle_vers_serie_reguliere.py  » 
b. Repérez le Bloc «  Input  utilisateur  »  Changer la valeur de la variable 
« pas_de_temps_souhaite  » à 6min  
 
4. Exécuter le script (à l’aide de Spyder ou tout autre IDE)  
a. Une fenêtre s’ouvre, allez chercher le fichier excel «  exemple_pluvio.xlsx  ». 
b. Un fichier Excel avec le suffixe «  _processed  » est généré au même 
emplacement que le fichier d’entrée  
c. Ce fichier Excel contient une série temporelle au pas de temps régulier, comme 
souhaité.

Méthodologie  : Méthodologie - Reconstitution de chroniques de pluies  
Les fichiers de chroniques de  pluies annuelles fournis par Météo France sont souvent de types évènementiels, ceci signifie 
que chaque ligne du document correspond à un instant t où des précipitations non nulles ont été enregistrées.  
Une nouvelle méthode sera alors proposée quand ces d onnées seront disponibles  
Prenons comme exemple la série pluviométrique disponible dans le fichier «  data.xslx  », Ces données ne sont pas 
exploitables en l’état pour des besoins de simulation ou de statistiques.  
Une astuce étant de les convertir en données à pas de temps fixe.  
Pour ce faire, importer la série temporelle dans le logiciel HecDSSVue à l’aide du fichier Excel «  export_to_dss.xlsm  » 
Plus d’info relative à l’utilisation de cet outil dans la méthode «  Import en lot de séries temporelles dan s HECDSS 
avec EXCEL  » 
Une fois importer dans HecDSSVue la série ressemble à cela  :   
A ce niveau -là, la série temporelle est encore à un pas de temps irrégulier (il suffit d’ouvrir le tableau de la série temporelle 
pour s’en apercevoir).  
Nous allons corrig er cela et passer la série à un pas de temps 6min.  
1. La première étape consiste à réaliser une somme cumulée sur la série temporelle.  
a. Pour cela, sélectionnez la série, cliquez sur le bouton «  Math Functions  » :  
b. Dans l’onglet «  Arithmetic  » choisir l’opérateur «  Accumulation  » 
c. Compute  
 
2. A ce niveau, la série temporelle ressemble à cela  (la série a toujours un pas de temps irrégulier) : Maintenant nous 
allons rendre le pas de temps régulier  
a. Allez dans l’onglet «  Math Functions  » 
b. Choisir l’opérateur «  Irregular to Regular  » 
c. Cocher le bouton radio «  Interpolate  » 
d. Choisir le pas de temps (dans notre cas  : 6MIN)  
e. Compute  
 
A ce niveau la série temporelle a enfin un pas de temps régulier, mais notre série est maintenant une série représentant un 
cumul de pluie  en fonction du temps.  
3. Retourner dans l’onglet «  Arithmetic  » 
a. Choisir l’opérateur «  Successive differences  » 
b. Compute  
 
A ce niveau notre série représente un «  cumul de pluie  » par «  pas de temps  », l’unité est donc le mm/6min.  
Nous pourrons transformer cette série en «  intensité pluviométrique  » d’unité mm/h un peu 
plus tard. En attendant vous remarquerez que la série temporelle contient des «  artéfacts  »  
Ces artéfacts correspondent à des erreurs d’arrondis lors de la conversio n, il faut s’en débarrasser.  
1. Pour cela, allez dans l’onglet «  Général  » 
a. Choisir l’opérateur «  Screen using Minimum and Maximum  » 
b. Minimum Value Limit  : 0.19  mettre une valeur légèrement inférieur au calibre de l’auget  
c. Maximum Value Limit  : Laissez vide   
d. Change Value Limit  : Laissez vide  
e. Cochez la case «  Set invalid values to  : » et renseignez la valeur  : 0 
f. Compute  
 
2. Enregistrez la série temporelle sous un nouveau nom, vous avez terminé la reconstitution d’une chronique de pluie

Normalisation des contrôles  
- La Norme NF S 31213  précise les modalités de mesure normalisée d'un Poteau d'Incendie.  
- La mesure doit être réalisée au moyen d’un appareil de mesure étalonné au moins une fois par an par 
un organisme agréé . 
- Les rapports de contrôle doivent d'ailleurs être  accompagnés du certificat d'étalonnage de l'appareil 
datant de moins d'un an  
Consignes générales de sécurité  
Afin de réaliser le contrôle en toute sécurité, vous devez  : 
- Porter systématiquement un gilet haute visibilité  
- Baliser la zone  à l’aide de cônes et triangle «  chantier  » 
- Positionner le véhicule en amont en faisant fonctionner les gyrophares et les feux de détresse  (warning) 
si la configuration du terrain présente un danger particulier.  
- Ne JAMAIS MANIPULER LE PI EN SE POSITIONNANT  DEVANT CE DERNIER  
 
Protocole de contrôle A RESPECTER SCRUPULEUSEMENT  
Avant le contrôle, vous devez demander au fontainier / l’exploitant  :  
- Si le risque de pression importante sur le réseau existe ;  
- Si la mesure de pression peut être réalisée  
En cas de do ute, ou dans l’affirmative, NE PAS réaliser  la mesure de pression statique.  
Matériel nécessaire  
Pour réaliser cette mesure, vous aurez besoin de 3 éléments  : 
- Une vanne de fermeture  
- Un appareil de mesure (compteur / débitmètre)  
- Un tuyau de diamètre 110 mm  
Le dispositif tel qu'il est représenté ci -dessus, présente schéma de montage à respecter :  
                  -L'extrémité du tuyau de diamètre110 mm est raccordée au poteau ou la bouche d'incendie  
        -L'autre extrémité est raccordée à l'appareil de mesure capable de fournir et/ou d'enregistrer les valeurs de pression 
et de débit de manière simultanée.  
-L'appareil de mesure est raccordé à la vanne de fermeture. Dès lors la manœuvre peut commencer.  
Mode opératoire  
Début du contrôle  
1. Ouvrir légèrement la  vanne d’arrêt (suffisamment pour l’évacuation de l’air) et ouvrir légèrement la vanne du 
poteau incendie  
a. Le poteau incendie va se mettre en charge  
b. Lorsque l’eau commence à sortir de la buse, fermer complètement la vanne d’arrêt  
c.  A ce moment -là, vous pouve z réaliser la mesure de la pression statique  
2. La vanne d’arrêt fermée, ouvrez lentement et par palier la vanne du poteau incendie (13 tours) puis refermer d’ ¼ 
de tour  
3. Réglez ensuite la pression à 1 bar en manœuvrant la vanne lentement  
 
4. Lire le débit en m3/h  sous 1 bar de pression  
5. Ouvrir lentement la vanne d’arrêt à fond , lire le débit maxi  (prenez des précautions particulières au -delà de 
120m3/h et ne jamais allez au -dessus de 150 m3/h) et relever la pression dynamique  
6. Fermer le poteau incendie lentement  (en utilisant la vanne du poteau et non la vanne d’arrêt qui reste en position 
ouverte le temps de la fermeture) pour éviter tout coup de bélier  
7. Assurez -vous que la vidange fonctionne, repositionnez le bouchon et fermez le coffre.

3. Méthode de jaugeage  
3.1. Implantation d’une station de jaugeage  
Pour qu’un site permette d’établir une chronique de débits le plus fiable possible, il faut que la relation hauteur -débit 
(courbe de tarage) soit stable pendant des périodes d’une durée suffisante (plusieurs anné es, plusieurs mois dans certains 
cas).  
Le site doit remplir des conditions particulières permettant la réalisation de mesures fiables et reproductibles.  
La station de jaugeage doit se trouver dans des conditions hydrauliques propices aux mesures. L’écoulem ent doit être le 
plus laminaire possible avec des conditions amont et aval stables. On évitera de sélectionner des proportions sinueuses, 
présentant un écoulement turbulent, ou la présence de bras multiples).  
La section de rivière à mesurer doit être exsan gue de blocs, de fosse et présenter une profondeur suffisante (>15 cm) et 
une vitesse suffisante (on évitera les zones stagnantes et de remous).  
Un point important sur le choix de la station de jaugeage est que ce site doit être accessible par tous les tem ps (étiage 
jusqu’au crue les plus importantes). Le site de jaugeages doit pouvoir rester au besoin plusieurs années pour obtenir des 
données statistiques fiables.  
3.2. Jaugeage  
3.2.1. Les méthodes de mesures  
Un jaugeage consiste à mesurer le débit instanta né d’un cours d’eau en un point donné. Pour ce faire il existe plusieurs 
méthodes, dont :  
• La dilution (méthode chimique par injection d’un traceur puis brassage et prélèvement aval),  
• Le flotteur (exploration des vitesses de surfaces),  
• Le moulinet à h élice ou le courantomètre (exploration complète du champ des vitesses dans la section 
considérée),  
3.2.2. La mesure par courantomètre  
Altereo est équipé d’un courantomètre disponible auprès de la cellule métrologie.  
A l’agence de Brive, des prestations sur  ce type de mesures sont réalisées régulièrement. Dans cette agence, ils réalisent la 
mise en place de station de mesures en continu (mesures de hauteur) et le suivi par jaugeage sur plusieurs missions.  
Les mesures utilisent la méthode « d'exploration du c hamp de vitesses » qui consistent à mesurer la géométrie de la 
section, à déterminer la vitesse de l'écoulement en différents points et à en déduire le débit par intégration surfacique.  
Le principe de cette méthode est de déterminer le champ de vitesses da ns une section transversale du cours d’eau dont on 
mesure aussi la géométrie. Le débit est ensuite calculé par intégration surfacique des vitesses dans la section.  
L’exploration du champ de vitesses est faite en profondeur de façon ponctuelle à l’aide d’un  appareil submersible appelé 
courantomètre.

Objet : Générer une série temporelle multipompe dans Winfluid ,  
 Dans Winfluid, onglet rapport, ouvrir le fichier de la pompe 1  
 
 Aller dans outil, sélectionner multi -pompes  
 
 Sélectionner la deuxième pompe correspondant à la même période, puis ouvrir.  
 
 Une fenêtre s’ouvre permettant de renseigner le débit des pompes (pompe 1, 
pompe 2, et pompe 1+2)  
 
Cette opération permet d’obtenir une fusion du fonctionnement des deux pompes 
sélectionnées l’une après l’autr e et du fonctionnement des pompes en simultané.  
 
Il suffit ensuite de changer le type de données temps en débit (bouton équerre) et 
d’enregistrer le fichier pour un export direct dans HecDSSVue ou export d’un fichier spv.

Méthodologie - Fusionner des fichiers de relève dans Winfluid  
 Dans Winfluid, onglet rapport, ouvrir le premier fichier du point concerné,  
 
 Aller dans outil, sélectionner fusion  
 
 Sélectionner les autres fichiers de relèves intermédiaires correspondants au point 
de mesures  concerné.  
 
 Une fenêtre s’ouvre indiquant les fichiers fusionnés (nota : le fichier de base 
présente le message « mesures ignorées »)  
 
 Cliquer sur continuer  
 Cette opération permet d’obtenir une fusion de l’ensemble des fichiers sélectionnés.  
 
 Il suffit ensuite d’enregistrer le fichier pour un export direct dans HecDSSVue ou 
export d’un fichier spv.

Export en masse vers HECDSS  
Cette méthodologie a pour but de vous introduire à notre nouvelle solution conçu pour transférer des séries 
tempor elles vers le logiciel HECDSS -Vue.  
Nous avions déjà un outil permettant ceci, un plugin LibreOffice Calc, nommé « Export DSS Vue ».  
Toutefois, ce plugin est limité à l'exportation d'une seule série temporelle à la fois et prend beaucoup de temps 
pour créer les fichiers «. g2cHE » nécessaires à HECDSS.  
Pour remédier à ces contraintes, nous avons repensé cet outil sous forme d'une macro Excel, qui permet 
d'exporter plusieurs séries temporelles simultanément.  
Le nouvel outil génère toujours des fichiers i nterfaces «  .g2cHE  » mais ces derniers peuvent être générés en lot 
et l’export est beaucoup plus rapide.  
Méthodologie  
L'outil est un fichier Excel, ce dernier vient en deux déclinaisons.  
Un fichier permettant d’exporter en masse des séries temporelles avec  le même pas de temps.  
Un fichier permettant d’exporter en masse des séries temporelles avec des pas de temps différents.  
Ces fichiers intègrent des macros, nécessitant de configurer Excel pour activer le contenu au moment de 
l'ouverture du fichier. Si cet te étape n'est pas réalisée, les macros resteront désactivées.  
Lorsque vous ouvrez le fichier Excel vous tombez sur la feuille «  data  » 
Dans le cadre du fichier «  macro_export_to_dss_pas_de_temps_unique  » : 
La colonne A est réservée aux dates, les colonnes  à partir de B sont réservées pour les données.  
Dans cet exemple les colonnes B, C, et D contiennent des séries temporelles et seront exportées au format 
«. g2cHE  » lorsque vous appuyez sur le bouton «  lancer la macro  ». 
Cependant, il faut prendre un certain nombre de précautions pour que le script fonctionne correctement  
1. Les chemins d’export doivent être systématiquement renseignés avec un chemin existant sur votre PC 
(si vous lancer la macro telle quelle vous aurez certainement une erreur car le chem in 
« C:\Users \paq\Downloads \test » n’existe que sur mon PC  
Nota  : mettre un chemin de fichier avec des ‘ \’ et non des ‘/’  
 
2. Les noms des fichiers d’export doivent également être renseignés (ne pas mettre plusieurs fois les 
mêmes noms, sinon les fichiers ser ont écrasés)  
 
3. La colonne «  date heure  » ne doit contenir AUCUNE cellules vides et la date doit être une date Excel 
(donc un nombre) de plus les séries temporelles doivent TOUTES être au même pas de temps  
 
4. Les lignes 3, 4, 5 et 6 peuvent ne pas être remplis , mais je vous le conseille fortement  
 
5. Les cellules des colonnes «  valeurs  » peuvent être nulles mais doivent obligatoirement être des valeurs 
numériques (pas de texte, donc attention aux ‘.’ et ‘,’)  
 
6. Laissez le reste du fichier Excel vide (ne pas renseign er des valeurs autre que les colon nes que vous 
souhaitez exporter

La ville et son assainisse ment 
Contributions à l’ouvrag e 
 
Cet ouvrage a été rédigé essentiell ement par Philippe Battaglia,  CETE de l’ Est 
(chapitres 3, 5 et 9), le Pr. Bernard Chocat , INSA de Lyon, (chapit res 6 et 8) ; nous 
devons le chapitre 7 à Michèle Blanchard, Mé téo- France; les chapitres 1, 2 et 4 ont 
été rédigés au CERTU p ar Henri Bo uillon, Bernard Guézo, Olivier Norotte et 
Robert Thomazeau, qui ont égale ment as suré la coordination de l’ ensemble. 
Des contributions im portantes ont été apportées par Nadine Aires et Jean-Pierre 
Tabuchi (Agence de l’eau Seine-Norma ndie), Dom inique Grange (LROP), Caude 
Joannis (LCPC). 
 
Le travail a été supervisé par un grou pe piloté par la Direction de l’eau (Ministère 
de l’écologie et du dévelop pement durable) auquel ont  participé, outre les auteurs : 
Christine Arnaud (Direction Générale de la Santé),  Didier Belle fleur (ENGE ES), 
Michel Desb ordes (Université de Montpellie r), Alain Faure-Soulet (Direction de la 
Prévention des Pollutions et de s Risques), Je an G aber (DPP R), Chantal Gamon 
(Direction G énérale des Collectivités  locales), Ni colas Gendr eau (Ce magref), 
Georges Guillou (Com munauté urbaine de B ordeaux), Fr ançois Mauvais 
(FNDAE), Jean Noy elle (DPPR), Pierr e Pebay  (Communauté ur baine de Lille), 
Georges Rai mbault (LCPC), Jean Ranchet (LROP), Gérard Sachon (Cemagref ) ; et  
pour la Direction de l’eau  : Pascale Bay er, Christop he Chassande, Alice Khalife, 
Cyril Portalez. 
 
Ont égalem ent apporté leur s avis, ou effectué une relecture critique : 
Alain Artur (DDAF 29), Jean Daniel  Baladès ( CETE du Sud-Ouest), Sy lvie 
Barraud (INSA Ly on), Guy Barroin (INRA), Jo celyne Bartoli (REA Conseil),  
Jean-Luc Be rtrand Krajewski (INSA  Lyon), Fra nck Bruchon (AESN), Gérard  
Celle (Oy onnax), Nicolas Chantepy (Agen ce de l’ eau RMC), Jean Chapgier (Le  
Grand Ly on), Anne Courseille (DDAF 30), Philippe Creton (DDE 59), Pierre-Jean  
Dessez (E NGEES), Jean-C laude Deutsch (C EREVE) , Michel Dur ousseau (Agence 
de l’ eau Artois-Picardie), Éric Giroult (CGPC), D enis Hodeau (Le Grand Ly on), 
Karine Ladre yt (DDE 59), Claude Lasco mbe (Age nce de l’ eau RMC), Miche l 
Laurent (Agence de l’eau  Artois-Pi cardie), Ronan Le Goff (IFREMER), Bruno 
Maneval (Be sançon), Si mon Miquel ( DDAF 30), Evelyne Neveu ( D DE 09), 
Jacques Quinio (DIREN A quitaine), Mich el Ripoche (DGUH C), Elisabeth Sibeud  
(Le Grand Lyon), Bruno T assin (CERE VE). 
 
1/503

Avant-propos 
 
L’eau est essentielle pour la vie de tous les citoy ens ; elle est  à la fois un élément 
majeur du patri moine naturel et une co mposante essentiell e du c ycle de 
l’assainisse ment. L’ importance de ce patri moine, de sa  protection et de  sa 
sauvegarde a justifié une prem ière dire ctive européenne en 1991 q ui a donné lieu à 
la mise en place progressi ve d’ un dispositif législatif et réglementaire. Ces textes 
définissent les obligations minimales que les différents act eurs concernés  par 
l’assainissement doivent r especter  pour assu rer la sauvegarde des milieux naturels 
et de la ress ource en eau. Ils im posen t aux communes ou à le urs structures  de 
coopération des obligations  de m oyens pour l ’assainissement des eaux usées, ainsi  
que pour la maîtrise du  débit et de l’écoulement des eaux pluviales et de 
ruisselle ment. Ils organise nt égale ment les modes de gestion de l’ assainisse ment  
des collectivités territoriales ainsi que les m odalités de contrôle. 
Une seconde directive européenne du 23 octobre 2000 e st en cours de 
transposition.  Elle dem ande aux États mem bres des o bligations de résultats quant à 
la protection ou la restauration des eaux intérieures de surfa ce, des eaux  de 
transition, de s eaux côtières et des ea ux souterraines, nota mme nt en prévenant  
toute dégradation sup plémentaire. 
Les méthodes de conception des sy stèm es d’ assainissement avai ent donné lieu  à 
une « instruction technique relativ e aux rés eaux d’ assainisse ment des  
agglom érations » (circulai re inter ministérielle n° 77.284/INT) diff usée aux préf ets 
en 1977. En 1982 , le contexte ad ministra tif a connu une évolution  majeure du fait 
de la déc entralisation. Les co mmune s ont alors acquis la pl eine et enti ère 
responsabilité dans les do maines rel evant de leurs co mpétences et notamment dan s 
celui de l’ assainissement. La circulaire de 1977 est donc caduque du seul fait des 
lois de décentralisation de 1982. 
Depuis lors, de no mbreuses évolutions sont intervenues. El les ont trait  au 
développem ent de l ’urbani sation, au pr ogrès de la connaissance des données et des 
outils, à la diversification des techniqu es, à l a nécessité de l a maîtrise d es 
polluti ons ur baines de tem ps sec et à la pri se de co nscience de l a quantité et de la 
qualité des eaux de tem ps de pluie. Il ét ait devenu nécessaire d e les prendre en 
compte pour  aider les acteurs de l’ assainissement à m ieux maîtriser le cy cle de 
l’eau dans la ville. Elles ont guidé la réalisation du présent ouvrage.  
Apporter aux  collectivités locales et aux autr es interv enants dans l a conception de 
l’assainisse ment les éclai rages e ssentiels à  l’accom plissement de leur mission, 
voilà l’ ambition de ce document, destiné ég alement à aider les se rvices de l’ Etat 
(police de l’ eau...) dans leurs fonctions. A ch acun de prendre co nnaissance, avec 
intérêt, des principes, des méthodes et des outils qui y sont préconisés. 
 
Le directeur de l’ eau 
 
Pascal  B erteaud 
 
3/503

Introduction 
 
Le management global de  l’assainisse ment par la collectivité 
 
La collectivité  est le responsable principal de l’assainissement ; elle rem plit dans 
ce rôle une fo nction d ’intérêt général dont e lle ne peut se démettre. Ses obligatio ns 
premières sont énoncées par le Code G énéral des Coll ectivités Terr itoriales (CG CT 
articles L 2224-7  à L 2224-1 2). L’assem blée délibérante prend les décisions 
fondam entales et délègue à son représentant (maire de la ville ou président de la 
collectivité en charge de l ’assainissement ) les déci sions à car actère opérationnel et  
la mise en œuvre du pr ogramme d’assainissement. 
Ces décisions  présentent des aspe cts financiers, ad ministratifs et techniques, pour  
lesquels de nom breuses co mpétences sont nécessaires. Dans cet ouvrage, nous  
présentons les différentes étapes de la c onception de l’assainisse ment, sur les plans  
techniques et adm inistrati fs, en comm ençant par exa miner les aspects qui en 
conditionnent  l’élaboration : le cadrage ad ministratif,  l’intégration dans la ville  et 
la préservatio n des m ilieux  aquatiques. 
Les différent es missions qu’ il revient à  la collectivit é d’assurer peuvent être ai nsi 
énumérée s : 
• La déli mitation des zonages, concernan t l’assainissement collecti f et non 
collectif, mais aussi  le ruis sellement et  en tant que de besoin le traitement  
des eaux pluv iales. 
• L’établissem ent des diagnostics, y  compris l’or ganisation des diagnostics 
permanents d u systèm e d’assainiss ement. 
• La mise en place et le suivi de l’ autosurveillance, en application de la 
réglem entatio n. 
• L’élaboration d’une stratégie intégrée d’assainissement pour la ville, sa 
prise en co mpte dans les docum ents d’ urbanisme, et  l’application de cette  
démarche à tout pr ojet d ’aménagement urbain. 
• La définition du contenu du progra mme d’ assainissem ent, essentiel pour  
maîtriser l’évolution à long term e. 
• Le suivi de l’exécution de  ce progr amme, avec notamment  l’élaboration 
des projets d’ouvrage. 
 
Outre ces missions qui sont le sujet d e notre ouvrage, la collectivité doit aussi 
assurer c elles-ci : 
• La programmation bu dgétaire. 
• L’étude des projets, l’ exécution et la réception des travaux. 
• La mise en place et le suivi du service public d’ assainissement  
collectif  
• La préparation du rap port a nnuel, obligation réglem entaire du maire. 
• L’établisse ment du règlement d’ assainisse ment. 
• La police du réseau et des branche ments, y com pris les autorisations  
de déversement des eaux usées non domestiques. 
• La mise en pl ace et la gestion du service public d’ assainissement non 
collectif (SPANC).  
 
Le schéma d e la page suivante illustre le management global de  l’assainissement  
par la collect ivité et ses d ifférentes phases. L e pointillé vert englobe les parties 
traitées dans cet ouvrage.  
 
4/503

D’où viennent les évolutions ? 
 
Tout devient plus élaboré ; la conception de l’ assai nisse ment n’échappe pas à la 
règle : d’une part, les procédures tant adm inistratives que norm atives se cu mulent, 
d’autre part, et surtout, cet te conception  n’est plus af faire de prod uction d ’un objet 
technique «  évident ». Elle se définit pour u ne large part à partir des donn ées 
locales tout en assurant la cohérence av ec les besoins à satisfair e. Elle évolue s ous 
l’effet d’une évaluation perm anente du servi ce rendu, dont la gestion est le relais 
actif, mais aussi parce que la ville change. 
La perception des besoins à satis faire a elle-même évolué au cours des te mps, 
passant de l’ hygiène au XIX ème siècle au souci de l’ environnement à  la fin  du     
XX ème siècle. 
 
La ville exist ante évolue : le tissu urbai n peut se densifier, changer de form e ou de 
mode d’occupation, avec en conséquen ce une évolution des eaux usées collect ées. 
L’imperméabilisation du sol peut s’ accentuer, entraînant une augm entation des  
débits des eaux de ruissellem ent.  
Cette évoluti on se fait dans le cadre défi ni par les docu ments locaux d ’urbanis me, 
c’est donc à  l’occasion de l’ établissement ou de l a révision de  ceux-ci que  les 
conséquences  des évolutions urbaines sur la  gestion de l’eau doivent être étudiées.  
Par ailleurs, si l’on n’y  prend pas garde les cheminements d’évacuation des flots de 
crue lors d’év ènem ents exceptionnels peuve nt être entravés et de ce fait les risqu es 
sont aggravés. Le respect d u lit m ajeur des cours d’eau et des zones inondables est 
donc pri oritaire dans les docu ments d’ur banism e. 
Mais la ville s’étend aus si. Et son e xtension se f ait en terrain plus ou m oins 
« vierge ». Elle nécessit e alors une étude  spécifique où toutes les questions doiven t 
être à nouveau posées, à commen cer par le zonage « eaux usées ». 
 
La maîtrise de la qualité du m ilieu récepteu r est devenue une priorité du fait de la 
dégradation c onstatée dans les décennies p assée s. Sur le plan régle mentair e, ce t 
objectif s’est vu conforté au niveau eur opéen par la directive « cadre » du 23  
octobre 2000  qui crée une obligation d e résultat visant à rétablir le bon état des 
milieux aquatiques à l’hor izon 2015. Les oblig ations qui en découleront pour  les 
collectivités a pparaîtront progressive ment. 
La nécessité d’agir sur la qualité du m ilieu récepteur peut donc être motivée par  : 
• l’applicatio n de contraintes régl ementaires nouvelles conséquentes à la 
directive cad re, ou à des usages partic uliers (péri mètre de prote ction de  
captage…), 
• le constat de sa dégradation ou  la volonté de reconquérir un  niveau de 
qualité en rapport avec les usages qui en sont faits, 
• l’émergence  d’une dem ande sociale forte par exem ple liée à l’utilisation  
ludique  du cours d’ eau dans la traversée urbaine (prom enade s ur ber ge, 
canotage, pédalos…), 
 
6/503

La collectivité doit s’organiser 
 
Face à ces évoluti ons, les réponses per tinen tes doivent être élab orées localement.  
Tout d’ abord, la collect ivité doit maîtr iser la connaissance de l’ existant. La 
modéli sation du sy stèm e d’assainissement, la  simulation de son fonctionnem ent et 
de ses i mpacts peuvent maintenant se fa ire sur des supports inform atiques en 
constant développem ent et dont la m eilleure adaptation doit être recherchée. Mais 
cette modélisation n’est rien si elle ne s’appuie pas sur des mesures in situ  qui 
nécessit ent el les aussi l a mise en œuvre d’ appareils qui doivent être adapté s à 
chaque besoin particulier. 
La modélisati on du s ystème, réalisé e à l’occasion d’ une étude diagnostic, doit être  
maintenue et enrichie de tout ce q ui jalonne la «  vie » des équipem ents, et leur 
fonctionnem ent. Le diagnostic a ainsi vocation a devenir un «  diagn ostic 
perm anent », alimenté par tous les résulta ts de l’autosurveillance, et toutes les 
observations de l’exp loitan t. 
La progra mmation de l’ évolution du sy stème, et de son exten sion néces site de s 
études préala bles, appuy ées sur ce diag nostic  permanent, et adaptées aux enje ux. 
La pertinence des choix qui seront faits demande un niveau d’i nvestigation qu ’il y 
a lieu de déter miner à chaq ue fois. 
Par exem ple, pour  reconquérir la quali té du m ilieu récepteur, l’ augm entation du 
rendem ent de l’ép uration n’est pas la seule réponse possible et l’am élioration du 
système d’ assainisse ment par la maîtris e des rejets de te mps de pluie est parfois 
prioritaire.  
La concentra tion des débits d’ eaux de ruisselle ment dans les collecteurs n ’a 
d’ailleurs pa s pour seul inconvénient  la détérioration de la qualité du m ilieu 
aquatique. Elle a aussi un im pact économique  lié aux  dimensions des canalisations , 
sans parle r des contrainte s liée s au fo ncier, ainsi q u’aux travaux. Et de plus les  
ouvrages d’ évacuation ont  toujours une limite de cap acité qui peut  être dépassée un 
jour ou l’autr e, créant une situation de  crise pour une populati on pr ise au  dépourvu  
devant la sou daineté de l’é vénem ent. 
 
Nous préconi sons une appr oche renouve lée du pr oblème que présente le recueil des 
eaux de pluie  sur la ville : dès lors qu ’on envisage l ’aménagement d’une surf ace 
quelle qu’elle  soit, au lieu  de se demander : « dans quel tuy au vai s je envoy er ces 
eaux pluviale s ? », il y a lieu de se poser ai nsi la question : « que vais je faire des 
eaux qui tombent sur cett e surfac e ? ». Apparaît alo rs un panel de solutions qui 
peuvent être co mbinées en tre elles, allant de la lim itation de l’ imper méabilisat ion à  
l’évacuation à ciel  ouvert ou, si nécessaire, souterrain e, en passant par l’ infiltrati on, 
la rétention …et qui dev ront répo ndre aux besoin s échelonnés selon différ ents 
niveaux de service définis par rapport à l’importance des précipitations.  
Ces différ entes techniques nécessitent, tant pour leur conception que pour leur 
bonne appro priation par les habitants, d’être élaborées sim ultanément aux projets 
d’am énagement, les formes et les tec hniques urba ines pouvant  participer à ces 
différentes solutions. Pour perm ettre cette  prise en com pte, la collectivité doit 
arrêter les choix de princi pe au m oment de  la planifi cation urbain e. Il s’agit donc 
de définir une stratégie intégrée d’ assai nissement pour la ville en fonction 
d’objectifs clairement définis. 
 
±±±  
7/503

Structure d e l’ouvrage 
 
Le présent ouvrage a pour objet de faire le point sur l a dém arche à entreprendre à 
différents niveaux pour satisfaire aux objectif s de l’assainissement dans la ville. Il 
concerne des  lecteurs  différents : élus , techniciens , aménageurs indépendants,  
bureaux d’ études, agents de l’État ou autres collecti vités chargé s de la ge stion de s 
milieux aquatiques…Il est donc  constr uit p our permettre une lecture par centres 
d’intérêts et  à différents  niveaux de  synthèse, c e qui peut amener quel ques 
répétitions. 
 
La premiè re partie  est destinée en priorité à ceux qu i sont en situation de m aîtrise 
d’ouvrage ; elle présente l es enjeux de l’ assainissement d’ abord dans son aspect  
« ma nagement » (chapitre 1 ), puis dans son intégration à la ville (chapitre 2 ), et 
enfin au regard de la sensibilité du m ilieu naturel ( chapitre 3 ). 
 
La deuxième partie  est destinée à guider les choix à faire pour engager les études 
adaptées ; elle doit aider le technicien responsable d’ une opér ation. Après un 
recensem ent des données à recu eillir ( chapitre 4 ), elle développe une méthode 
d’évaluation des i mpacts des rejet s urbains sur les milieux aquatiques perm ettant 
d’approcher rapidem ent le niveau de ces études ( chapitre 5 ). Elle présente ensuit e 
les principes essentiels d es méthodes d’ étude et de conception des différentes 
étapes de la démarche générale, ains i que des principaux ouvra ges à concevoir 
(chapitre 6 ). 
 
La tr oisième partie  présente, pour les techniciens, les principaux outils à utiliser 
pour ces études : les données météor ologiques ( chapitre 7 ), puis les modèles 
utilisables pour le calcul des flux ou des volum es dans les sy stèmes 
d’assainisse ment ( chapitre 8 ) et enfin le s matériel s de mesure dan s les systèmes 
d’assainisse ment (chapitre 9) . 
 
±±±  
 
8/503

Partie I : La collectivité et les enjeux de 
l’assainissement 
 
La quasi-totalité des villes sont aujour d’hui équipées de sy stèmes d’assainissemen t 
plus ou m oins co mplets et plus ou m oins hé térogènes, hérités des d ifférents beso ins 
qui se sont manifestés dans le passé, de la façon don t ils ont été p erçus, et du type 
de solution  qui leur a été apporté. 
Au XIXe siècle le souci prim ordial a été d’éviter les épidém ies. Le mouvement 
hygiéniste  a alors milité pour une évacuation rapide de toutes les eaux afin de 
limiter les risques de cont amination. De cette époqu e datent la pl upart des égo uts 
qui équipent les centres-vi lles. Ils ont été construits p our évacuer l es eaux usée s et 
les eaux pluvi ales, ils sont donc de t ype unitaire, et de dim ension im portante. 
Mais il a fallu traiter la pollution apport ée par les e aux usées à l’ exutoire, tandi s 
que les eaux pluviales génèrent des d ébits beauco up plus im portants, ce q ui a 
entraîné la c onstruction de canalis ations très coûte uses, alors q ue par te mps de 
pluie la quasi-totalité des eaux est rejet ée sans traitement. On a alors i maginé une 
réponse hydraulique  à cette situation, en i nvent ant le s ystème sépar atif qui 
collecte l es eaux usée s et les tr ansporte vers une station d’ép uration dans un  
premier réseau, tandis que les e aux pluviales sont c ollectées et évacuées au plus 
court par un deuxième réseau, moins étendu,  et éventuellem ent éq uipé d’ouvra ges 
de régulation des débits. 
Puis les diff icultés renco ntrées pour restaurer  la qualité de l’ eau des milieux 
récepteurs qui ne cessait de se dégrader au cours du XXe siècle, et la m ise en 
évidence du rôle des rejet s de te mps de pl uie dans cette dégradation ainsi qu e le 
coût touj ours élevé des ouvrages pluvi aux, ont provoqué u ne évoluti on vers  une 
approche plu s environnementaliste  de l’assainisse ment. Elle s e traduit par le 
perfectionnement des ouvrages d’épuration, la  dépollution des rejets de tem ps de 
pluie, ainsi que par l’ appa rition de techni ques dites « alternatives  » au tout réseau . 
Celles-ci jouent à la fois sur la rétenti on et l’infiltration en commen çant par li miter 
la surface des sols im perméabilisés. 
La mise en œuvre de ces nouvelles t echniques ainsi que la maintenance du 
fonctionnem ent et de l’ aspect de ces ouvrages peuvent paraître difficile dans l a 
mesure où ces ouvrages vi ennent équip er un projet d ’aménagement déjà établi.  Par 
ailleurs, la prise en compte de la pluviométrie  extrême entraîne u n coût i mportant  
pour les ouvrages de dépollution et met en  évidence la nécessi té de prévoir les 
risques d’ inondation. Pour ces différent es r aisons, le « managem ent » de 
l’assainisse ment ( chapitre 1 ) est amené à adopt er pour la  conception  de 
l’assainisse ment une démarche global e et intégrée  à la conception des pr ojets 
urbains ( chapitre 2 ), et qui prend en com pte la nécessit é de respecter o u de 
restaurer  la q ualité des milieux récepteurs ( chapitre 3 ). C’ est cett e démarche q ue 
nous n ous efforçons d ’exposer dans cette prem ière partie. 
 
9/503

1.1 La maîtrise d’ouvrage face à la finalité de 
Du bref rappel historique ci-dessus, on peut déduire  les fonctions ess entielles  de 
l’assainisse ment telles qu’elles sont perçues aujourd’hui : 
 
¾ préserver la santé des citoyens ains i que la co mmodité et la qualité 
de vie  par  la gestion des eaux  usée s et des eaux d e 
ruissell ement ; 
¾ limiter les risques liés aux inon dations  par la prise en compte d e 
ce risque ;  
¾ préserver l a ressource et les milieux aqu atiques par la maîtrise des 
polluti ons lié es aux usages dom estiques et industri els des eaux  
ainsi que de celles occ asionnées par les p luies. 
 
La satisf action de ces f onctions nécessite une c onception de  l’assainisse ment  
intégrée à l’élaboration des docum ents d e planification urbaine ainsi qu’au x pro jets 
d’aménage ment. Mais cette conception doit être précédé e d’une  évaluati on du 
service rend u par la gestion du ou des sy stèmes exis tants. 
En effet, la finalité du manageme nt de l’assainissement  est d’ assurer le  
fonctionnem ent optim al des sy stèm es d’ assainissem ent, et d’en organiser 
l’évolution d ans le cadre de la réglementation et d’une politique à long terme,  
cohérente av ec les projets de développement d e la ville. 
 
Ce fonctionnement et  cette évolution sont  assurés en tenant compte en particulier 
de tous les impératifs de sécurité pour les habitant s, usagers du service ou non,  
pour le personnel d’expl oitation, pour le personnel des entreprises intervenant 
ponctuellement, et pour les usagers des m ilieux naturels récepteurs des effluents. 
Par ailleurs, ils sont l’obje t d’un souci constant de maîtrise des co ûts. 
1.1.1 L’évaluation du service rendu 
Elle s’appuie sur le coût et la qualité du service facturé à l’usager. Elle tient com pte 
des coûts engendrés pour  le particulier en te rmes d’investissement et d ’entretien, 
rapportés au niveau de co mplexité du système. Elle tend à i nternaliser les coûts 
environnem entaux en tenant co mpte de la fréquence des dy sfonctionnem ents 
constatés. L’ avis des usagers, au sens lar ge, est déter minant. 
Elle peut être form alisée p ar un choix ad apté de critères de qualité du service et  la 
mesure de s indicateurs  correspondants (cf. norm e NF P 15-90 0 : Lignes directric es 
pour les ac tivités de service dans l’alimentati on en eau potable et  dans 
l’assainissem ent – Partie 1 : Service  à l’usager – P artie 2 : Gest ion d’un réseau 
d’assainissement – Partie 3 : Gestion d’un système d e traitement des eaux usée s). 
Plusieurs types de documents dont la  production a été rendue obligat oire 
concourent à cette évaluati on : 
• le rapport an nuel sur le p rix et la qualité du service public d’eau  
potable, étendu aux services d’ assainissem ent, et  destiné notammen t 
à l’inform ation des usagers, (articles L 222 4-5 et D 2224-1  à 5 du 
CGCT1) ; 
• les docu ments relatifs à l’exploitation des service s publics délégués, 
qui doivent ê tre remis à la co mmune en application de conventions 
                                                      
1 Cod e Général des Collectiv ités Territo riales 
12/50 3

de délégation de service p ublic, et qui sont m is à la disposition du 
public (article L 141 1-13 du CGCT) ; 
• les différente s trans missions prévues par l’ arrêté du 22 décem bre 
1994 concernant l ’autosurveillan ce du fonctionnement du s ystème 
d’assainisse ment (article s 5, 6 et 7 : trans mission mensuelle  des 
résultats de l’épuration à la poli ce de l’ eau, dépass ements signa lés 
immédiatement, rapport de  synthèse annuel sur le fonctionnement du 
système trans mis à l’ agence et à la police de l’ eau) ; 
• les différente s trans missions au préfet prévues par le décret du 8 
décem bre 1997 relatif à l ’épandage des boues (article 10 : synthèse 
des inform ations, article 14 : progra mme prévisionnel et bil an 
agronom ique). 
 
Mais en plus de cette évalu ation du servi ce rendu à l’usager, la gestion d u système 
d’assainisse ment per met de vérifier  en « vraie grand eur » la perti nence des  choix 
qui ont été faits, et  la j ustesse  des  prévisions. Elle peut révé ler la n écessité 
d’infléchir ces choix. 
L’autosur veillance  permet de vérifier la réponse du s ystème par te mps sec d’ abord, 
puis en cas d e pluie, pour chaque niveau de service . Les r emontée s d’inform ations 
recueillies à l’ occasion de précipi tations exceptionnelles, et d’ éventue lles 
inondati ons, permettent de s’ assurer que  les fréquences de retour d’insuffisance des 
différents ouvrages répondent aux besoins de manière acceptabl e. La fréquence 
décennale a été trop sy stématiquem ent choisie dans le passé pour dimensionner ces 
ouvrages. 
De façon plus générale, l’adéquation du système d’ assainiss ement aux besoins peut 
être pour une  large part appréciée au traver s de l’exp loitation et d e l’entretien des 
ouvrages, qui  fournissent des informations  précieuses sur les insuffisances et sur 
les dy sfoncti onnem ents. Elle peut enfin être analy sée par le diagnostic global  de 
fonctionnem ent 
1.1.2 Le respect de la réglementation et des normes 
Les obligations fondam entales des collec tivités en matièr e d’assainissement sont  
énoncés  aux articles L 2224-7 à L 2224-12 du CGCT. La réglementation précise 
ces obligations en ce qui concerne la collect e, le transport et le traite ment des 
effluents (CGCT articles R 222 4-11 à 16), ainsi que le devenir des boues (décret 
n°97-11 33 d u 8 décem bre 1997) et autres déchets. La structure du sy stème 
d’assainissement et en par ticulier la qu alité des rej ets, ainsi que,  le cas éch éant, 
l’utilisation d es boues, doi vent respecter les règles européennes et nationales qui 
peuvent être précisées ou co mplétées par toute une série de documents : 
 
• le SDAGE , qui peut être révisé périodiq uement ; 
• la carte  des zones « sensibles », dont la délim itatio n est revue tous les 4  
ans. 
 
Et plus localement : 
 
• la carte départem ental e des objectifs de qualité  des cours d’eau, rev ue pour  
l’application de la directive cadre, et du SEQ2 eau ; 
• le SAGE  s’il existe ; 
                                                      
2 Systèm e d’Évalu ation de la Qualité 
13/50 3

• les servitudes  qui peuvent être cr éées ou révisées : Plan de prévention des 
risques d’i nondations (PP R), périmètres de protectio n des captages ou des 
nappes, les sites classés, les arrêtés de biotope... ; 
• et l’arrêté préfectoral d’ objectif de réduction des substances polluantes . 
 
Par ailleurs le nouveau code des Marchés publics (CMP) rend obligatoire 
l’introducti on ou la mention explicite d es normes hom ologuées pertinentes dans les 
pièces de s marché s, ou des autres  norm es applicables. C eci s’applique sans  
préjudice de la réglementation, dans les conditions pr évues à l’article 6 du CMP . 
 
Ces norm es concernent not amment : 
- la conception  des réseaux et ouvrages di vers; 
- la construction (ou la réhabilitati on) et l’ exploitation des réseaux et 
ouvrages; 
- la gestion des services d’ assainisse ment ; 
 
et, bien entendu, la protection des travailleurs : santé, sécurité… 
 
1.1.3 La politique à long te rme 
La politique  à long ter me de l’ assaini ssement consiste à per mettre le 
développem ent de la ville en assurant les conditions s uivantes : 
 
• maintien de la qualité du service rendu aux habitant s actuels comme aux 
habitants futurs de la ville et le cas échéant des co mmunes voisines, tant en  
ce qui concerne les risques d’inon dations que la santé publiqu e et le 
confort ; 
• respect, voire restauration si nécessaire du m ilieu naturel ; 
• maîtris e des c oûts dans leurs dif férentes co mposantes : 
- investissemen t : coût du foncier et des ouvrages, coût des études  
préalables ai nsi que des études et équipements  nécess aires  à 
l’amélioratio n du f onctionnem ent du système… 
- fonctionnement  : coût  de la m ainten ance des ouvrages et du  
fonctionnem ent du service. 
 
Elle se traduit par plusieurs niveaux de décision visant à la définition : 
 
• des différent s zonages  et du t ype d ’équipement à prévoir, en  
cohérence av ec les prévisi ons d’ urbanis me ; 
• des différents niveaux de s ervice  du sy stème par temp s de pluie ; 
• de la stratégie de gestion  des équipem ents existants (en particulier en  
ce qui concerne les effluents de tem ps de pluie). 
• des investissem ents à prévoir p our am éliorer le fon ctionnement du  
système exist ant ; 
• et en interne, de l’or ganisation de la pérennisation des études . 
14/50 3

1.2 L’élaboration et la mise en œuvre de la politique 
de l’assainissement 
1.2.1 L’appropriation des connaissances de b ase 
En préalable  à toute a ction, la maîtrise d’ouv rage doit s’appr oprier les 
connaissances de base qui conditionne nt l’assainissem ent. Cette acquisition des 
inform ations,  des données, des savoirs requiert la mise sur pied d’ un proce ssus 
d’organisation. La prem ière étape est donc  la définition et la s aisie du s ystème 
physique q ui perm ettra l’élaboration du « modèle gén éral de la collectivité » . C es 
connaissances, indispensables à la conception stratégique du s ystème 
d’assainisse ment, sont appropriées, main tenues et enrichies en permanen ce, 
notamment par les résultats de l’autosur veillance . 
1.2.1.1 Compétence des différen tes collectivités 
Le bassin versant dans son ense mble d’une part, le s ystèm e technique d’ autre part,  
couvrent deu x territoires qui, le pl us souvent, ne correspondent pas aux li mites 
administratives. Une connaissance précise des différ entes collecti vités concernées 
et de leurs compéten ces respectives , surtout lorsque c elles-ci sont transféré es à d es 
Établissemen ts Publics de Coopération  Inte rcommunale (EPCI), est indispensable 
pour la rech erche de la meilleure organi sation de la gestion de l’ensem ble du 
système : 
• Qui est compétent pour l’é tablissement du di agnostic du système et du 
programme d’assainisseme nt ?(cf. 2. 5.2.1) 
• Qui est comp étent pour autoriser l es déversements d’eaux usées non 
domestiques au réseau ?( cf. 2.1. 1.4) 
• Qui est compétent en matière d’eaux pluviales ?( cf. 2.5.2 .1) 
• Qui est compétent pour dél ivrer les permis de construire ?( voir 2. 5.5) 
1.2.1.2 Connaissance du territoire 
Un prem ier aspect de ces connaissances de b ase est lié au territoi re, tant dans ses 
aspects stables (topographie, hydrogra phie…) que dans ses aspects plus évolutifs 
concernant essentiellement l’occupation d es sols (urbanisation, i mperm éabilisat ion 
ou couvert végétal, usages…) ou la  qual ité des milieux aquatiques.  
Le questionne ment co mmence à une é chelle intercommunale suffisamment large,  
que l’ on peut éventuellement a ssimiler à  cell e du Schéma  de Cohérence 
Territoriale  (SCoT) intégrant dans tous les cas la prise en co mpte des 
préconisations du SDAGE et du SAGE lorsqu’ il existe : 
• Contingences relatives aux risques hydrologiq ues : quels rejets, 
ruisselle ment s, ou autres ri sques proviennent de l’amont ? 
• Connaissanc e du milieu récepteur  (sup erficiel et sou terrain) : quel est-
il, quelle est sa qualité et quel suiv i en a-t-on, quels en sont les 
usages ? 
 
Puis il se focalise sur le territoire con cerné par l’ assainiss ement (bassin vers ant 
hydrographique) : 
• Comment l’ hydrographie  est-elle prise en compte da ns l’urbanisa tion 
actuelle et dans les documents d’urbani sme établis ? 
15/50 3

• Comment la réglementation relative à l’eau et aux risques  associé s est-
elle appliqué e ? 
1.2.1.3 Connaissance du système d’assain issement 
Le deuxième aspect de ces connaissances de base est lié au s ystèm e technique dont 
les car actéri stiques doivent être conservé es et mises à j our grâce à la modélisation . 
• L’inventaire des ouvrages : est-il complet ? Sur quel type de support ? 
Avec quelle précision ? 
• Les rejets : où se font ils ? Quelle connaissance et quels suivis a-t-on  
des rejets de flux pollu ants ? 
• L’hydrograp hie : comment est-elle intégrée au systè me technique (ou 
préser vée) ? Quelle connaissance a-t-on de la période de retour  
d’insuffisanc e des différents ouvrages selon les différents niveaux d e 
servi ce ? 
• L’assainissement non collectif : les ouvrages sont-ils connus ? 
Répertoriés ?  
1.2.1.4 Pérennisation des connaissances 
La mise à jour de ces connaissances, introdui tes dans le « modèle général de la 
collectivité », a pour but de disposer d’un outil actualisé, permettant de préciser ou 
de faire évol uer les ré sultats des études antérieure s en fonction d e l’évoluti on des 
besoins, et no tamment de l’urbanisme. 
Cette mise à jour de la connaissance du systèm e s’appuie essen tiellem ent sur le 
service  qui l’exploite. 
•  Comment fonctionne le service d’assa inissement ? Comment assure-t-
il la maintenance  et quel est son rôle dans  l’évolution du système 
d’assainissement ? 
• De quels mo yens dispose-t-il (out re l’exploitation proprement dite : 
capacité d’études interne, niveau de  connaissance de la situat ion, 
capacité à mettre à jour l’i nventaire des ouvrages) ? 
 
1.2.2 La délimitation d es zonages d ’assainissement 
(CGCT articl es L 2224-1 0 et R 2224-7 ) 
En préalable à la concepti on du progra mme  d’assai nisse ment, la collectivité doit 
délim iter les zonages d’ assainisse ment c ollectif et non collectif. 
Les zones d’ Assainis sement Non Colle ctif (ANC) sont délim itées selon des crit ères 
économiques , qui sont liés au ty pe d’urbani satio n et donc à la planification 
urbaine, et des critèr es environnementaux  qui so nt liés à la topograp hie, à la 
géologie et aux m ilieux aquatiques (cf. 2.1.1 .1). 
La déli mitation des zone s d’assainiss ement collec tif déter mine le contour du 
périmètre urb ain concerné par le programme d’ assainissement pour ce qui concerne 
les eaux usée s au moins (cf. 2.1. 1.3). 
 
• Quel est le devenir de ces zones sur le plan de l’urb anisme ? 
• Ces zones sont-elles cohé rentes ave c la carte d’agglomération  arrêt é 
par le préfet ? 
Les autres zo nages concernant les eaux pluv iales sont indissociables de l’ étude du 
programme d ’assainisse ment. En effet, ils concernent la maîtrise du débit des eaux  
16/50 3

de ruissellement dont u ne partie au moin s est très généralement collectée par le 
système d’ assainisse ment.  Ils déli mitent aussi les  zones devant être équipées 
d’ouvrages de collecte, de stockage et év entuellemen t de traitem ent de ces eaux. 
1.2.3 La concep tion du programme d’assainissement 
(CGCT articl e R 2224-1 9) 
Le progra mme d’ assainisse ment e st un e nsemble cohérent de mesu res destiné es à 
donner satisfaction aux habitants (actuels et  futurs) tout en assurant la préservation 
des milieux aquatiques. Créé par le décret  n° 94-469 du 3 j uin 1994, ce programme 
concerne la collecte, le  traitement des eaux usé es et la r éduction des flux d e 
polluti on. A c e titre il conc erne donc aus si les eaux pluviales lorsqu’elles pénètr ent 
dans le s ystèm e d’assain issement, perturbent le fonctionnem ent des ouvrages 
d’épuration ou provoquent des rejets directs. La pluvi ométrie prise en com pte pour 
fixer les caractéristiques du sy stèm e doit d’ailleurs être indiquée. L’usage a consacré l e 
terme « sché ma directeur 
d’assainissem ent ». Dan s 
la pratique, leur con tenu et 
leurs objectifs recou pent 
géné ralement  diverses 
préoccupa tions propres aux 
zonages, au x diagnostics, 
aux projets 
d’assainissement. 
 La réglementation re nd 
obligatoire le « pro gramme 
d’assainissem ent » (à 
partir de 2 0 00 EH), qui 
compre nd : 1)  le 
diagnostic, 2 ) l’indication 
des objectifs et d es moyens 
à mettre en pl ace, avec  un 
échéa ncier des  opérations. 
C’est la  termino logie 
régleme ntaire, et les 
définitions qui 
l’accompagne, que nous 
adoptons ici. Ce programme  doit don c répondre aux im pératifs de  santé pu blique et de lutte 
contre la pollution. Mais p our être cohérent il faut aussi prendre en co mpte les eaux 
pluviales dans les aspects l iés à la co mmodité de vie en ville par t emps de pluie et  
surtout à la pr évention des risques d’in ondation. 
Un programme d’assaini ssement  complet  détaille donc l ’ensemble des mesures 
arrêtées pour satisfaire ces différentes demandes et peut com prendre un v olet 
spécifique c onsacré à l a gestion des eaux pluviales . Les mesure s arr êtées 
concernent les améliorations à appor ter au système existant et à so n 
fonctionnem ent, ainsi que  son extension,  mais elles peuvent aussi concerner 
l’urbanisme (li mitation de l’ imperméabilisation, prise en co mpte des risques),  
l’aménagement de la voi rie ou des espaces publi cs (écoulem ent ou rétenti on 
superficielle),  ou le m ode d’évacuation des eaux de ruissellement (infiltration, 
noues, fossés…). 
Son élaboration nécessite une dém arche adapt ée de la part de la m aîtrise d’ ouvrage , 
à savoir : 
1.2.3.1 Un diagnostic 
L’appropriati on des connaissances d e base p ermet l’établissement de l’ état des 
lieux du territoire et du s ystème d’assain issement, sur lequel s’ appuie le diagnost ic. 
Celui-ci doit expliquer le fonctionnem ent actuel du sy stèm e d’assainissement et de 
l’hydrographi e dans son ensem ble, en prenant en compte le milieu urbain. 
• Quels sont les besoins  insatisfaits ? Quels sont les risques  encourus ? 
• Quel est l e niveau  de protection contre les inondati ons assuré p ar le 
systè me d’ass ainissement ? 
• Quelles sont les causes de l a dégradation du milieu ré cepteur ? 
• Quelle est l ’origine des dysfonctionnements  constatés du sy stème 
1.2.3.2 Une recherche des opportunités 
Pour l’exista nt, il faut tenir co mpte des infrastru ctures et  de leur évolution 
prévisible. 
L’évol ution à attendre du tissu urbain  doit être précis ée, a vec son de gré 
d’incertitude. Ses capacit és à faire face aux risques d’ inondation sont analy sées en  
priorité, les correctifs qui  permettraient d’améliorer  la situation sont recherch és, 
leur faisabilité exam inée : 
17/50 3

• Peut-on inf léchir l’évolution du tissu  urbain dans un sens favorable à 
l’assainissem ent et à la pré vention des risques ? 
Parallèlement  on cherche à déterm iner l es possibilités offertes par le sy stème 
d’assainisse ment existant, par l’ hydrographi e, par le s milieux réc epteurs, par le 
tissu urbain l ui-même.  
• Quelles évol utions ( du fonctionnement  du système, de l’urbanisation)  
peuvent-elles être assur ées par l’existant ? 
• Quels besoins rest eront alors non satisf aits ? 
• Faudra-t-il envisager u ne restructuration lourd e du système ? 
Celle-ci peut concerner les  infrastructures bien sur, mais aussi r emettr e 
en cause le mode de gestio n ou l ’exploitation. 
 
Pour les zones d’extension  de l’urbanisation , la liberté d’action est plus grande et 
souvent limitée par le seul milieu ph ysique (topographi e, hydrogra phie, 
hydrogéologie) ; mais peuvent s’y ajouter  des contraintes engendrées par un projet 
d’urbanism e déjà élaboré. Il convient  alors d ’invent orier les études antérieures dont  
il a été tenu com pte. 
• Avait-on déjà pensé à l’assainissement ? 
Il peut s’agir d’un pr ojet d ont la réali sation sera échel onnée dans le te mps, lais sant 
des possibilités d’adaptation ultérieure. 
• Ce projet d’aménagement est-il ri gide ou modul able ( donc flexible) ? 
Enfin, la m éthode de travail choisie pour dessiner l’ aménagement conditi onne l a 
méthode de conception de l’assainissement. 
• Quelle part est-elle offerte à la concertation ? 
 
A ce stade, l e pré programme  du « projet d’ assainisse ment » peut être ét abli. Il 
rappelle les  besoins à satisfair e av ec les exige nces qui leur sont associées  
(concernant l’expl oitation par exem ple), l es impératifs à re specte r (concernant les  
risques notamment), les données nécessaires à la com préhensio n des différentes 
options poss ibles pour le scénario, av ec éven tuellem ent l’in dication des 
préférences, qui tiennent  com pte de la politique à long terme de la collectivité. 
 
1.2.3.3 L’élaboration d’un « programme d’assainissement » global et 
intégré (cf. 2.4 ) 
 
La méthode . On a longtemps travaillé en « spéci aliste de l’ assainissement » sur  des 
réponses te chniques large ment préd éfinies dans le cadre d’ une urbanisation 
existante ou d’un pr ojet d’am énagement a rrêté. De plus en plus, le t ravail 
en « concourance » s’impose, avec d’autres « spécialistes » et ave c les part enaires 
concernés (s ervice d’ urbanis me, pay sagiste, service technique po ur la gestion de la 
voirie et du système d’ assainissement,  exploitant, MISE pour l e respect de la  
qualité des milieux récepteurs notamment et  autres administrations co mpétentes 
dans d’ autres dom aines que celui de l’ eau, am énag eurs et propriétaires fonci ers, 
organismes financeurs…) : 
• Qui est impliqué ? Et par quoi ? 
 
18/50 3

L’organisati on. Sont à définir les t âches  de ch acun à l’ intérieur co mme à 
l’extérieur de  la maîtrise d’ouvrage ai nsi que, p our chaque poi nt important, les 
procédures de contractualisation, de réalisation des études... : 
• Quelle assist ance à la maîtrise d’ouvrage ? 
• Quelle planification peut-on envisager ? Avec quel les étapes cl efs ? 
Quel suivi et quelle évaluation, et par qui ? 
(A titre d’ exem ple : les études d’ aptitude des sols à l’ assainissement  
non collectif ou à l ’infiltra tion des eaux pluviales seront-elles faites en 
interne ou seront-elles sous-traitée s, et avec quels points de cont rôle ? 
Mêmes questions pour les études de m odélisation du réseau, d’analyse 
statistique des pluies, de di agnostic…). 
• Qui assurera l’examen de la faisabilité du scénario retenu ?… 
 
Le « contenu  ». A partir d e l’identification des enjeu x en caus e et des objectifs  qui 
ont été fixés, sont définies les mesures qui perm ettront d ’y répondre dans des 
conditions économ iques acceptables (am élioration  de la gesti on du s ystème 
d’assainisse ment, modification ou extension de c elui-ci, prise  en co mpte des 
inondati ons, adoption de dispositions spécifiques du projet d’am énagem ent…). 
Il y a do nc à «  confronter » les données « physiques » et ad ministratives, avec les 
activités et le s usages conc ernés, mais aussi avec d’ autres dimensi ons nécessair es à 
l’émergence d’un pr ojet véritablem ent « intégré » à la ville : pay sage, for mes 
urbaines... 
• Quelle mise en valeur  de l’eau dans l a ville peut-elle être envisagée ? 
• Comment va- t-on définir les seuils des niveaux de servic e du système 
d’assainissement  ? 
 
La « réalisat ion ». On cherche à prévoir quel sera le déroulement des travaux  
d’assainisse ment, pour l’existant  : à partir des niveaux d’urgen ce exprim és, de 
l’échelonnement de la réalisation des tr avaux d ’aménagem ent des espaces publi cs ; 
pour une extension  : en exam inant l’é ventualité d’une réalisatio n par tranches  on 
cherchera à discerner les conséquences qui  seront induites (par exem ple pour la 
maîtrise du foncier, les ét apes intermédia ires ou le maintien de la cohérence de 
l’ensem ble). 
• Quelles seront les modalités de cette réalisation ? 
Le programme d’ assainis sement a un rôle de cadra ge tout au long de sa mise en 
œuvre, son niveau de précision doit donc être adapté à ce rôle. 
• Quels sont les points clefs pour év iter les dérives ? Et comment le 
rendre opérant ? 
Le processus de mise en œuvre du pr ogramme d’ assai nissement peut donc être un 
élément de choix entre plus ieurs scénario s possibles. 
• Pour chaque scénario, quel pourra être le déroulement des travaux et  
après quelles études préalables ? 
 
Cette démarche conduit, à partir des donn ées extérieures et de celles qui sont 
propres à l’ assainiss ement, à arrêter l es caract éristiq ues ess entiell es du « projet » 
qui sera for malisé ens uite dans le programme d’ assainisse ment : mode  
d’assainissement (collectif ou non collectif),  définition des niveaux de service et de 
leurs débits prévisibles, intégration da ns l’urbanisme et technologies à mettre en  
œuvre, aspect s qualitatifs des eaux rejetées, i mpact sur  les milieux récepteurs… 
19/50 3

 Cadrage des objectifs 
Établisse ment du pré-
programme(1) 
Mise en forme du « projet »
d’assainisse ment (2) Étude de
sa faisabilité 
Revue de pro jet 
par rapport au pré-
programme (3) Ajustements, 
modifications à 
introduire (4) 
Finalisation du programme d’assaini ssement (5)  
 
figure1:  Élaboration du programme  d’assainissement 
 
1)  La formalisation des com mandes, en interne à la collectivité co mme en
externe : défi nition des objectifs, de  la précision recherchée, des moyens.
Ces commandes peuvent c oncerner l’as sistance à ma îtrise d’ouvra ge ou des
prestations de ser vices. 
2)  La mise en forme du « projet » d’assainissement, réponse au pré-
programme, en choisissant éventue llement entr e plusieurs  scénarios
possibles : avec quel niveau de préci sion ? Quelle est sa faisabilité (sur les
plans techniq ue, économiq ue, financier, tarifaire) ? 
Puis : 
3)  la revue  de projet à définir, compte t enu du pré- programme (lors d e
cette mis e en forme) ; 
4)  les ajustemen ts à introduire (selon les ré sultats de la r evue) ; 
5)  le programme d’assainissement fi nalisé (dans sa forme et dans son
contenu) est accompagn é d’une étude de faisabilité  technique,
économique, financière et tarifaire.  La maîtrise 
d’ouvr age doi t 
assure r les 
étapes 
suiva ntes : 
 
Il peut alors être proposé à la validation  de la collectivité. 
 
20/50 3

1.2.4 Une réalisation du progr amme d’assainissement le plus 
souvent échelonnée dans le te mps 
 
Cette étape voit la m ise en place des décisions  arrêtées dans le programme 
d’assainisse ment (sur le  plan de l’ urbanis me, de l’ organisation du servic e), mais 
aussi la réalisation concrète des ouvrag es prévus au programme d ’assainissement, 
le plus sou vent par tranches fonctionnelles. Il convient a lors d’en visager 
l’actualisation des données ad ministratives et  techniques, dans la mesure où il 
s’écoule du te mps entre la c onception initiale  et la réali sation de chaque tranche. 
Pour chaque tranche, la maîtrise d’ ouvrage définit : 
• le programme opérationne l, en incluant les études de faisabilité ; 
• le montage financier et les modalités de la revue de projet, les points 
obligatoires et ceux d’ajustements possi bles ; 
• l’ordonnancement général incluant les modalités de dévolution des 
études et des  travaux (marchés publics , délégations de servi ces… ), la 
mise en place des pro cédures admi nistratives, l es modalités de  
pilotage... 
 
La maîtrise d’ouvrage engage les procé dures aboutis sant à la séle ction du m aître 
d’œuvre, du contrôleur te chnique, du coordinateur sécurité, et l e cas é chéan t du 
bureau ou de l’or ganisme chargé de l’ Ordo nnance, du Pilotage et de la 
Coordinatio n (OPC). 
 
1.2.5 Un suivi de la mise en œuvre du programme 
d'assainissement 
 
Après avoir organisé la pérennisation de s connaissances et des études (cf. 1.2.1. 4) 
la collectivité doit organiser le suivi  de la mise en œuvre du pro gramme 
d’assainissement, ce qui l ui perm ettra de connaître parallèlement , et de m anière 
instantanée, la qualité du s ervice rendu , grâce au choix d’ indicateurs pertinents.  
21/50 3

1.3 Le management global de l’assainissement 
collectif 
 
Nous utilisons dans ce t ouvrage la notion de gestion du systè me d’assainisse ment . 
Il s’ agit là de l’ ensem ble des décisi ons qui ont pour but d’ assurer le bon 
fonctionnem ent du sy stème d’assainissement  collectif et d’en organiser son 
évolutio n telle que précisé au § 1.1. Le gestionnaire du système  d’assainisse ment 
sera donc cel ui qui  en assure le manag ement pour l e compte du maître d’ ouvrage, 
et qui n ’est pas forcément le même que le gestionnaire du service  d’assainisse ment.  
1.3.1 De l’évaluation du s ervice rendu à la ge stion du s ystème 
d’assainissement 
 
(voir tableau page suivante ) 
 
A côté de la réponse aux besoins identif iés, apportée par la programmation  de 
l’assainisse ment, objet du § 1.2 ci-dessus, le service rendu peut aussi êtr e améli oré 
par des actions visant l’ adéquation du s ystèm e aux besoins ( 1.3.2 ), l’optim isation 
du fo nction nement par la gestion du service ( 1.3.3 ), qui s’ap puie sur une bonne 
connaissance du s ystème et de son f onctionnem ent grâce à la mise en œuvre 
d’outils perform ants ( 1.3.4 ), et plus gén éralement, le développem ent d’une culture 
de gestion ( 1.3.5 ), qui permet d’intégrer les cont raintes de l’exploitation dès la 
conception de s ouvrages. 
 
Tableau 1.: Le m anagement global du système d’assainisseme nt  (Page suivante) 
 
22/50 3

1.3.2 La recherche de l’adéquation du sy stème 
d’assainissement aux besoins 
La connaissance du nivea u d’adéquatio n obten u est l’o bjet du diagnostic glo bal de 
fonctionnem ent. Les résultats de l’autosurveillance  et les constatations de 
l’exploitation, associ és à une connaissance actualisée  du sy stème phy sique 
perm ettent de faire évoluer le  diag nostic qui  devient alor s un diagnostic 
permanent . 
Dans c e but, et au-delà de ses propres s ources, la col lectivité à tout intérêt à ani mer 
ou à participer à un écha nge d’ observations avec les autres acteurs concernés  par 
l’évol ution de la qualité des milieux aquatiques (agence, police de l’eau, gardes-
pêche ; et les usagers divers : fournisseurs  d’eau pota ble, associati ons de pêche, de 
loisirs nautiq ues, de protection de la nat ure ; scientifiques…). 
 
On peut faire évoluer cett e adéquati on du système aux besoins en particulier : 
1.3.2.1 par les adaptations apportées au système et aux ouvrages 
• en réduisant l’impact des r ejets sur l’en vironnem ent (am élioration  de 
l’épuratio n, dépollutio n des eaux pluvial es, désodorisation …) ; 
• en am élioran t le fonctionnement du système  (adéquation réseau -
station  par la li mitation des eaux pluviales entrant dans le rése au 
notamment, l’applicatio n des niveau x de service , la cr éation d e 
bassins d’ orage, la cr éation de décanteurs à l’ amont des se cteurs 
sujets à envasem ent chronique…) ; 
• en moderni sant la gestion  du systè me par la mise en œuvre de 
l’autosur veillance  et de la télégestion ; 
• en adaptant le réseau  aux m oyens de l’entretien  (par exe mple au  
matéri el de curage, modification des accès pour les r obots de curage,  
créations de dessableurs) t out en am éliorant la sécurit é, l’ergonom ie, 
l’efficacité d u service, a insi que par les a méliorations locale s 
apportées ; 
• en am éliorant localem ent le servi ce r endu (m odification de 
branchem ents, résorption de nuisances ponctuelles telles que les 
odeurs…). 
1.3.2.2 par la correction des dysfonctionnements 
qui sont co nnus notamment grâce : 
 
• à la maintenance et à l’autosurveillance  des ouvrages et en  
particulier des ouvrages spéciaux ;  
• aux plaintes  des usagers ou riverains , exprim ées directe ment au 
service gesti onnaire ou r eçues en mairie et qui nécessit ent une 
enquête de terrain par l’ exploita nt. Elles aboutissent à l a 
programmation de travaux d’am éliora tion po ur lesquels le projeteur 
doit être en contact le plus étroit possible avec l’ exploitant ; 
• à la main courante des  pompiers  ou de la police municipale, à la 
suite des orages, qui pe rmet de repérer les se cteurs à problè me 
chronique su r le plan de la capacité hydraulique et  d’en  garder la 
trace dans le  SIG, ou en cas de pollutions accidentelles du m ilieu, 
dues à des r ejets non conform es (by -pass de post e de relèvement,  
déversoirs d’orage obstrués…). La  rem ontée de ces informations 
devra être organisée dans c e but. 
24/50 3

1.3.2.3 dans la conception des ouvrages et équipemen ts nouveaux et 
notammen t par : 
• la prise en co mpte du contexte urbain dans la progr ammation des travaux  
(la voirie, qui peut faire l’objet  d’une programmation pluriannuelle 
concernant la réfection des couches de roulem ent, les infrastructures  
urbaines telles que tram way..., l’environnement technique et politique du 
chantier ...) ; 
• la recherche  de l’hom ogénéité des ouvrages  dans les projets, ce qui 
facilitera la d émarche qualité de  l’expl oitation du réseau ; 
• la prise en com pte des évolutions techno logiques : 
9 l’installation de la métrologie  pour assurer l’autosurveillance  des 
rejets per manents et occasi onnels  (aux déversoirs d’ orage) ; 
9 l’installation de la télésurveillance et de la télégestio n (de tous les 
ouvrages électromécaniques). 
1.3.3 L’optimisa tion du foncti onnement par la gestion du 
service d’assainissement 
Elle peut s’envisager nota mment : 
1.3.3.1 par la gestion administrative 
C’est à dire : 
• la recher che et le suivi sy stématique des rejets non domestiqu es au 
réseau (autori sation assortie d’ une convention : cf. 2.1.1.4 ); 
• la préconisation des équipe ments d’ assainisse ment des voies privées,  
l’information  complète de l’amén ageur en début d’opération sur les 
conditions du classement, l e suivi des préconisations préalablement à 
la ré alisation du branchement en  dom aine public et le contrôle réel 
des ouvrages d’ assainissement avant classem ent de voies privées  
dans le do maine public pour s’ assur er d’une remise d’ ouvrages 
conform es et en bon état ; 
• la participation à l ’instructi on des permis de construire  (cf. 2.5.5 ) et 
le contrôle de la conform ité et de l’ étanchéité des branche ments, (de 
même que le contrôle de la con ception et de la réalisation des 
ouvrages d’ assainissement non collectif)  ; 
• le contrôle de la réalisation des branche ments des immeubles 
raccordables (extension du réseau) ; 
• la gestion rigoureuse de ch aque pr océdure im portante : établissement 
de servitudes, pro duction  des docum ents obligatoire s, attestée pa r la 
certification. 
1.3.3.2 par les méth odes et tech niques 
• la recherche d’une utilis ation efficace du matériel , grâce à la 
pertinence du choix des matériels spécialis és et de leur  
programmation ; 
• la recherche d’i nnovatio ns techni ques, par exe mple des solutions 
pour éviter l ’envasemen t : mise en œu vre de vannes, de robots de 
curage, créati on de dessableurs. 
 
25/50 3

1.3.3.3 par la bonne organisation de l’exploitation 
avec : 
• une démarche qualité ; 
• une rédaction de consignes précises ( sur l’entretien des ouvrages, sur 
ce qu’ il peut y avoir à observer, sur les interventions y com pris la 
sécurité : en cas  d’intervention d’ une entreprise  dans un ré seau 
visitable, l’exploitant  lui délivre l ’autorisation de pénétrer dans le 
réseau, a ccompagnée d’ un plan de prévention…) ; 
• une déterm ination de l’or igine de l’eau à utiliser pour le curage : 
prévoir si nécessair e un contrat avec le distributeur d’ eau ; 
• une définition et un suivi des filières d’évacuation des sous-produits  
et des déchets provenant d u curage des ouvrages et du traitem ent des 
effluents ; 
• une organisation des interv entions rapid es ; 
• des ca mpagnes régulières de dératisation si nécessair e ; 
• l’inform ation  et la  formation des agents de la  propreté (voirie) p our 
les sensibiliser à ne pas envoy er les dé chets dans les égouts (ce qui 
aboutit à des interventions beaucoup pl us coûteuses) ;  et procédure de 
choix des produits les moins p olluant s pour l’entretien des espaces 
vert 
1.3.4 Les outils de connaissance du  système et de son 
fonctionnement 
1.3.4.1 La connaissance du patrimoine 
La gestion d’un s ystèm e d’assainissement collectif s’ appuie sur la connaissance des 
ouvrages. Les difficultés tiennent à l’hété rogénéit é de l’inven taire selon les 
différentes  parties du r éseau, ainsi qu’ à l’hétérogénéité du sy stème lui-m ême. Mais 
l’ensem ble d es services de gestion participe à u ne dém arche cohérente pour 
connaître et organiser cet inventaire en réunissant to utes les infor mations sur un 
S.I.G . ou une  Base de données  (cf. 6.2.1.2 ). 
 
Les différents niveaux de connaissance d’un réseau peuvent être énumérés co mme 
suit : 
 
¾ Planimétrie d u réseau  
¾ Altimétrie ( t errain et radier ) 
¾ Position des branche ments et avaloirs 
¾ Connaissance des ouvra ges spéciau x  (position, description, état, 
fonctionnem ent) 
¾ Matériau constitutif des canalisations 
¾ Présence d’ autres concessionnaires à l ’intérieur des ouvrages ( câbles,  
conduites…), contrainte p articulière  pouvant av oir des im plications en 
conception (du réseau ). 
¾ Age et état de s canalis ations 
 
L’inventaire est ali menté e n continu pa r les observations de l’ex ploitant sur : 
 
• les anom alies de la descri ption des ouvrages ; 
• leur état (en  vue de la gestion de la réhabilitation) ; 
26/50 3

• le fonctionnement  : données techniques sur les équipem ents (t aux de 
temps de marche, m3 relev és, tonnage de boues prod uites) et sur les 
effluents (qualité, quantité  ; données nécessaires en particulier pour  
l’autosur veillance, ou pour l’ étude de nouveaux ouvrages ou de 
l’amélioratio n des ouvrage s existants). 
• les dysfonctionnements  : envasement, débordem ents fréquents, 
 
Dans le même esprit, toute si mulation ou tout calcul aboutissant à une m odificat ion 
ou une extension du réseau  doivent être soum is à un cahier de s charges per mettant 
l’emploi des données de l’ inventaire en même t emps qu’ il impose la mise à 
l’inventaire  de toute donnée nouvelle uti lisée , des étu des et des ouvrages réalisés. 
1.3.4.2 L’autosurveillance  
(cf. 6.2.1 4) 
Non seulem ent elle répond aux obli gations réglem entaires et permet l’information 
de l’ Agence de l’ eau et de la police de l’ eau, m ais encore elle améliore la gesti on 
du réseau. 
Elle donne une image du fonctionnem ent du s ystème d’ assainissement, et permet  
de connaître en quantité et en qualité  les rejets au milieu naturel. 
Elle perm et d’optimiser le fonctionne ment du s ystèm e et son évolut ion. 
Elle peut comprendre la surveilla nce du milieu au poi nt de rejet. 
Elle néces site la mise en œ uvre de m atériels et d’ une organisation s pécifique  
1.3.4.3 La connaissance de l’impact du sy stème sur les milieux et sur les 
usages  
(cf. 3.4.3 ) 
Elle résulte :  
• de la connai ssance des rejets (a utosurveillance des déversement s 
permanents et  occasionnels), 
• de  la police de l’eau, de l ’Agence et aut res partenaires institutionnel s 
(SAGE…), 
• du distri buteur d’eau potable, et des utilisateurs agrico les ( attentifs à 
la quantité et la qualité de l’eau  à leur lieu de prélèvement), 
• des associat ions de pêcheurs, de loisirs, de défense  de  
l’envir onnement…(attentives à toute dégradation), 
• de la mise en  place d’  « observatoires », réunissant toutes les part ies 
intéressé es, d ans le but de dégage r une appréciation objective de la 
situation. 
1.3.4.4 La modélisation  
(cf. 6.2.1 ) 
La modélisation du fonctionnement du réseau permet de connaître  son  
fonctionnem ent ainsi que les  pollutions  rejetées au milieu naturel. Elle est un outil 
indispensable pour la gest ion du réseau et  le diagnostic. Elle fait l’objet d’ une 
maintenance et d’un enrichisse ment per manent, à partir des études réalis ées, des 
observations faites par l’ exploitant  sur le fonctionne ment du réseau, ainsi que des 
modifications et extensions qui lui sont a pportées. 
Elle est une aide à l’expl oitation et p eut perm ettre par exem ple de prévoir l es 
interventions  de curage.  Celles- ci peu vent alors être programmées pendant les 
périodes les plus favorables (l’ été en partic ulier, en raison de la circulation m oins 
importante, et du débit pl us faible). Les égoutiers sont ainsi amenés à faire de la 
surveillance et des interventions préventi ves.  
27/50 3

1.3.4.5 La gestion technique centralisée  (télégestion)  
(cf. 6.2.3 3) 
Il s’agit de la  mise en œuvre de l a gesti on en temps réel du réseau, dont le but  est 
de m inimiser l’importance des flux polluants rejetés a vec les eaux pluviales dans le 
milieu naturel tout  en fac ilitant la tâche de l’exploitant par la  supervision du 
fonctionnem ent du réseau et la télé gestion des organes de manœuvre. 
Le pilotage de cette  télé gestion peut, dans c ertains cas,  être  guidé par de s 
inform ations  relatives à  la pluie, fournies en temps ré el par une station  
météorologique locale. 
1.3.5 Le dévelo ppement d’une « culture de gestion » 
1.3.5.1 La définition du rôle de chacun des acteurs 
Les activités  de prévision et de progra mmation, d’ études et de conception, et  
d’exploitation peuvent être plus ou m oins séparées  et identifiées, mais elles  ont 
toujours lieu. Les tr ansmissions d’ avis et d’ inform ations entre les intervena nts 
demandent le plus souvent à être organisées. Le système d’ assai nissement peut  
impliquer di fférents intervenants  dont  les principaux sont  le gestionnaire d u 
systè me et l’exploitant. 
1.3.5.1.1 Le rec ueil de l’avis d e l’exploita nt par le  gesti onnaire du 
système3 
 
Procédure de conception d es nouveaux ouvrages . 
 
Il s’agit d’ anticiper l’ impact sur l’ exploitation pendant les trav aux et après  les 
travaux, de corriger si bes oin est cet i mpact soit par des modifications du pr ojet lui-
même, soit par des mes ures co mpensatoires qui peuvent être des consignes  
spéciale s d’exploitation (pendant les tr avaux) o u l’adaptatio n définiti ve de 
l’exploitation au nouvel ouvrage, en  définissant les moyens nécess aires. 
L’avis de l’exploitant est néce ssaire au moment  où se dé finit le choix de s 
contraintes techniques, car son expéri ence du fon ctionnement du s ystèm e, des 
défaillances des équipem ents et sa maîtrise de l’exploitation des procédés font de 
lui un conseiller incontour nable du gesti onnaire. 
L’expl oitant est un «  spécialiste » des d ysfonctionne ments électromécaniques, et de 
leur im pact sur le fonction nement de l’ouvr age, de mêm e pour l’im pact des grosses 
réparations. 
 
En particulie r pour les stations d’épura tion et les ouv rages spéciaux : 
 
les plans d’é quipem ent des ouvrages particulie rs sont soum is à l’exploitant afin  de 
définir avec lui les besoins de l’ exploitati on (géom étrie des aire s de circulation ou 
des infrastructures néces saires, c apacité des installations en fonction de leur  
maintenance et de l’organisation du trava il...). Les plans de génie civil sont à 
arrêter ensuit e. 
 
3 L’ex pression « gestionnaire du sy stème » désigne ici celui qui assu re le managem ent de 
l’assain issem ent pour le co mpte du  maître d’ouvrage , et qui n’est pas forcém ent le même 
que le gestionnaire du  « serv ice » d’assain issement. 
 28/503

N.B. Les projets de voirie  doivent eux aussi  être soumis à l’avis d e l’exploitant du 
réseau d’ assainissement, car ils ne sont pas toujours neutres pour l’ assainissement, 
et peuvent générer des coûts qui  ne sont pas pris en compte par l a voirie (l’entretien  
des rése aux néces site que les regards so ient toujours accessibles, d onc hors zones  
de stationnement, et que les hy drocureu ses puissent y  stationner sans risque pour la 
circulation, ou y accéder mêm e en zone piétonne…). 
1.3.5.1.2 Le retour d ’information s du gestionnaire à l’exploitant 
Le gestionnaire s’ assure de la bonne  remise de l’ouvrage  à l’exploitant , en 
l’associant autant que poss ible à l’ exécu tion afin qu’ il puisse prép arer ses moyens 
d’exploitation, et en s’assurant lors de la mise en service d’une bo nne transm ission  
des consignes et docu ments : plans de récolement, consignes d’e xploitatio n et d e 
sécurité, Dossier d’ Intervention Ultérieure sur l’ Ouvrage (DIUO : cf. code du 
Travail articles L 235-15 e t R 238-3 7 à 39). 
Par ailleurs, le gestionnaire veille à ce que l’exploit ant soit régul ièrement inform é 
de l’ avance ment des travaux de petites réfections  sur le r éseau lorsqu’ elles ne  
sont pas réalisées par lui- même. 
1.3.5.2 L’établissement de documents types 
L’élaboration  et la tenue à jour de  l’ensemble des documents ty pes ainsi que du 
catalogue d’o uvrages t ypes permettent de mettre en œuvre la vision à l ong ter me 
de l’évol ution du s ystème d’assainissement. Cette visio n découle du 
fonctionnem ent actuel et de ses conséquences observées ou prévisibles. Elle est  
élaborée à pa rtir d’une s ynthèse entre le s problématiques de l’ exploitant d’ une part,  
et la connaissance des besoins actuels et  futurs, des techniques (de gestion en 
particulier) et des matériaux d’autre part . 
La qualité des matériaux et la qualité de  la construction sont ainsi imposées. 
1.3.5.2.1 Les d ocuments types (CCAP, CCTP,  bord ereau d e prix)  
 
Ils comportent des prescrip tions dont voici quelques exemples : 
• le choix d’équipements annex es d éfinis pour mieux assurer 
l’étanchéité (regards pré fabriqués, c hambres…)  néce ssite leur 
prescription au CCTP et l’ introduction d’ un prix incit atif ; 
• la distance maxim ale entre regards peut être portée à 75 m pour d es 
canalisations non visitables, grâce à l’ utilisation des hydrocureuses. 
 
De la mê me façon , sont incluses  dans c es documents  des « règles » mises à jour en  
coordination avec la voirie, et concernant le com pactage des tra nchées, la na ture 
des matériaux, la réfection des chaussées... 
1.3.5.2.2 Le catalogue d ’ouvrages ty pes 
Ces ouvrages types doivent tenir com pte du site, des conditions de travail, du coût 
du travail, des problè mes spé cifiques d’ étanchéité, des leç ons tirées des 
dysfonctionne ments… tout en considérant les prescri ptions du fascicule 70 et ce lles 
des normes comme une obligation m inimale. 
 
En voici quelques exemple s : 
• choix de t ypes de tam pons tenant compte de la meilleure ergonomie 
adaptée au matéri el de nettoy age utilisé, et uniform isation a fin 
d’utiliser les mêmes outils pour l ’entreti en ; 
29/50 3

• définition de  règles pour les grilles av aloirs eaux pluviales (grilles 
sélectives su r les places de marché pour éviter des dépôts et 
obstructions s ystém atiques) ; 
• définition du type de crosse, de leur m ise en place ; 
• dessin des branche ments étudié pour éviter les  branche ments 
pénétrants et assurer une bonne étanchéité ; 
• intégration de s dessableurs dans le catalo gue ; 
• intégration de s puits filtrant s avec le souci d’éviter leur colmatage ; 
• pour les ou vrages tels que les stations, les postes de relèvem ents... : 
définition des élé ments fonctionnels (néces sité de prévoir un 
dégrilleur, une benne, etc. ; dim ension des ouvertures…) 
1.3.5.3 L’élaboration de consignes d’exploitation du système 
Les consignes d’exploi tation du patrimoine existant doive nt répo ndre parfaitement 
aux objectifs définis par le maître d’ou vrage. En même tem ps, elles doivent être en 
parfaite adéq uation avec l’organisation, les méthodes et les moyens de l’explo itant. 
Elles doivent donc être établies par le gestionnaire du sy stème d’ assainissement su r 
avis de l’expl oitant. 
Il en est de mêm e pour certaines manipula tions ou  mesures (prélèvem ents dans les 
piézo mètres par exe mple). 
De la même façon, des consignes doivent être écrite s en prévision des incidents ou 
des accidents, et notamment dans le cas de l’ intervention des se rvices de secours 
ou de lutte contre l’incen die. Après avoir id entifié les situations de crise  possi ble, 
les procédures à suivre doivent être préc isées, ainsi  que les per sonnes à contac ter 
(pour les services de secours) et le s alert es à donner selon les situation s 
(distributeur d’eau potable, usagers, poli ce de l’eau...) . 
 
±±±  
 
Ainsi peut s’ envisager, par ce ty pe de m oyens, une prise en co mpte des besoi ns et 
des attentes de chacu ne des co mposantes qui constituent les services 
d’assainisse ment. 
 30/503

Introduct ion au c hapitre 2 
 
Le contexte géographique dans lequel s’est  développée la ville, les form es de son 
urbanisation, les équipem ents dont elle s’est dotée au cours du temps pour évacuer 
et gérer les eaux constituent des él éments détermi nants qui doi vent être pris en  
compte pour comprendre le fonctionne ment actuel d u systèm e d’assainissement et  
hydrographiq ue ainsi que p our cond uire son évoluti on. 
Mais en même te mps il n’ est plus possibl e de se contenter de la référenc e à de s 
règles « normatives » pour «  équiper » un pr ojet d’am énagement pré-établi. Au  
contraire, la prise en co mpte de la qua lité du m ilieu récepteur d’ une part, et les 
besoins de l’évacuation d es ruissellements exceptionnels  d’autre p art, conduisent à 
l’élaboration d’une stratégie « intégrée » d’ assaini ssement pour la ville. Cette 
stratégie garantira l’opti misation économ ique des investissements. Elle sera 
traduite dans les docum ents de planif ication existants et en par ticulier dans les 
docum ents lo caux d’urbani sme. 
33/50 3

2.1 La maîtrise des pollutions 
2.1.1 Les eaux usées 
L’objectif de protection de la santé pub lique  consiste à éviter le contact entre 
l’habitat humain et les ge rmes d’ infection entérique , et à li miter les risques de 
consommatio n ou de m ise en contact avec les substan ces toxiques. 
La collectivit é, responsable de l’ assaini ssement, doit prévoir le traite ment des eaux 
usées do mestiques pour  atteindre cet  objectif, mais aussi pour respecter  ou 
restaurer la qualité des milieux récepteurs . Ce traite ment peut êtr e assuré p ar des 
systèmes non collectifs, qu’ il s’agisse de sy stèmes ind ividuels ou regroupés, ou par 
un système d’assainis sement collectif. 
Elle doit aussi protéger les milieux récep teurs de la po llution que peuvent entraîner 
les eaux de pluie lors des événe ments courants, spéciale ment lorsqu’ elles se  
trouvent m élangées aux eaux usées et rejetées au milieu naturel. 
Dans tous les cas, on cherchera l’ optim um tec hnico-économique entre les  
différentes so lutions techni ques disponi bles en apportant des réponses graduées et  
adaptées selon les contextes phy siques, géotech niques, envi ronnem entaux, 
climatiques. 
Les voies que l’ on pourra  emprunter pour trouver c es réponses sont nombreuses 
mais le choix sera largement dépendant du s ystème d’assainisse ment et de son  
historique. 
2.1.1.1 L’assainissement non collectif       
Cette expres sion désigne tout s ystème d’assainisse ment sous maîtrise d’ ouvrage  
privée. Il s’agit le plus  souvent de sy stèm es individuels. C es dispositifs ont  
souffert, dans le passé, d’une m auvais e image, et seul l’ assainis sement collectif,  
appelé « rationnel » était susceptible d’a pporter la qualité de serv ice attendue, en 
même t emps qu’une plus-value aux i mmeubles  desservis.  L’assainisse ment  
« individuel » était alors pénalisé par un m anque de contrôle de la qualité tant  au 
niveau de la conception et de l’exécuti on que de  l’entretien. En réalité, ces 
systèmes cor rectement ré alisés, dans  un environne ment qui le per met, sont 
capables d’ apporter le mêm e service que  l’assainissement collectif, dans des 
conditions économ iques parfois avantageu ses, et en générant peu de poll ution 
résiduelle. 
Aujourd ’hui, il appartient aux comm unes, en application de l ’article L 222 4-10 du 
CGCT4, de déli miter les zones destinées à l’assainissement non collectif. Cet te 
délim itation se fait sur d es critères éc onom iques et environ nementaux (les d eux 
étant en partie fonction de la géologie, et en partie fon ction de l ’urbanism e). 
Elles sont ég alement tenues d’ assurer l e contrôle de la conception et de la bonne 
exécution des ouvrages, ainsi que la vérificatio n périodiq ue de leur bon 
fonctionnem ent et de leur entretien. L’ intervention des co mmunes peut aller plus 
loin, et prendre en charge l’entretien vo ire la réhabilitation des ouvrages existant s. 
Elles cr éent pour exercer ces tâches  un service public d’ assainissement  non 
collectif (SPANC) ali menté par une redevance spécif ique. 
En l’ absence  d’équipem ents publics, les do ssiers d e perm is de construire do ivent 
indiquer les équipem ents p révus pour l ’assainissement non collectif (cf. CU5 article 
R 421-2 ). Le s communes doivent donc s’ organiser pour assurer le contrôle du 
choix des filières à ce stad e. 
                                                      
4 Cod e Général des Collectiv ités Territo riales 
5 Code de l’Urbanisme 
 34/503

2.1.1.2 L’assainissement collectif 
C’est celui qui est réali sé sous maîtrise d’ ouvrage publique. Il s’ agit presque  
toujours d’un réseau de co llecte équipé à son extré mité d’un ouvra ge de traite ment 
(station d’épuration, lagune aérée ou non),  destiné à restituer, en un lieu qui 
convient, u ne eau de qualité satisfai sante pour le respect de la qualité du m ilieu 
récepteur ai nsi que pour les usages qui en sont fait (prélèvement pour 
l’alimentatio n hum aine, établisse ments de  pisc iculture, de  conch yliculture, 
abreuvage des anim aux, b aignade, spor ts nautiques... ). C’est l’ens emble r éseau + 
ouvrage de  traitement  qui est désigné par l’expression « système  
d’assainisse ment ».  
Il im porte que la collecte soit la plus co mplète possible afin d’éviter les rejet s 
sauvages, et que les branc hements soie nt correcte ment réalisés et contrôlés  pour 
éviter à l a fois les  rejet s sauvages et l es entrée s d’eaux claires  dans le r éseau. L e 
raccorde ment des i mmeu bles est obligatoire (cf. CSP6 articles L 1331- 1 et 
suivants). L’accè s aux propriétés privées est aut orisé aux agents du service  
d’assainissement pour en effectuer l e contrôle (article L 1331-11 du CSP). Les 
collecteurs d oivent être étanches, pour le s mêmes raisons, et assurer le transport 
des effluents sans stagnati on et sans for mation de d épôts, po ur des considérations 
d’hygiène en pre mier l ieu. Ce r éseau de collecteurs est un équipement  
d’infrastructure qui manque de souplesse en ce sens qu’ il est sou mis au x 
contingences de la topogra phie et des nécessit és d’ un bon écoulem ent. 
 
L’ouvrage d ’épuration pr oduit d ’une p art de l’ eau épurée, mais d’autre part des  
boues pour lesquels il faut trouver une filière  d’élim ination : valorisation agricole,  
incinération...  En outre, il p roduit un certain nom bre d’autres déche ts qu’il convi ent 
également d’éli miner (sab les, graisse, refus de dégrillage...). De la maîtrise des 
effluents collectés par l e réseau, et autres  apports, dépendent donc non seulement le 
bon fonctionnem ent de l’ ouvrage d’ épurati on et la préservation de la qualité du  
milieu aquatique mais au ssi la régularité  de la qualité des boues et des autres 
déchets, ce qui  est une donnée essentie lle pour la validité de la fi lière 
d’élim ination, en particulier pour la valo risation agricole des boues. 
 
Par ailleurs o n constate une aug mentati on des débits arrivant en st ation d’épuration 
en période pluvieuse, et ce la même en s ystèm e stri ctement sépar atif (du fait de s es 
imperfections). Il im porte alors que cel le-ci soit suffisamment dimensionnée po ur 
accepter un s urplus d’ effluents  et lim iter la fréquence des rejets d irects au milieu 
naturel. On peut aussi interposer un bassin d’ orage permettant de stocker  
provisoirem ent les volumes exc édentaires issus not amment des réseaux unitaire s 
avant de les renvo yer dans l’ouvrage d ’épuration, à débit régulé. 
Les ré seaux unitaires engendrent des r ejets polluants à chacun de leurs déversoirs 
d’orage. La fréquence de ces déversements do it être l a plus faible possible. Elle est  
d’ailleurs dé finie à l’arrêté d’autorisat ion de la station d’épur ation ou, le cas 
échéant, du d éversoir lui-même. La réglem entation im pose l’autosurveillance  des 
plus im portants de ces déversoirs (arrê té du 22 décem bre 1994 relatif à  la 
surveillance des ouvrages de collecte, an nexe II). 
2.1.1.3 L’identification des zones desserv ies par le système de collecte des 
eaux usées (E.U.) 
Les zones de collecte des E.U. doivent être envisagé es sous le s aspects phy sique et 
réglem entaire. En effet, on peut distin guer ph ysiquement les zo nes agglomérées 
constituant une zone d’ apport d’ eaux usées favorabl e à un assainissement collectif. 
                                                      
6 Code de la Santé Publique 
35/50 3

Toutefois cette zone d’ apport doit être élargie aux autres co mmunes raccordée s à la 
même station d’épuration. Par ailleurs cette  zone peut s’étendre hors des li mites du 
bassin versant hy drographique puisque l’utilisation de relèvem ent ou de 
refoule ment per met de s’ affranchir  en partie de la topo graphie. 
La régle mentation prend en com pte cette  notion de zone de collecte avec la 
délim itation d’un périm ètre d’agglom ération  qui lui correspond. Ce périmètre 
d’agglom ération est arrêté par le préfet (article R 2224-10  du CGCT). 
Parallèlement , et en  application de l’article L 2224-10  du CGCT, les communes 
délim itent les zones  desservies par un as sainisse ment collectif (en même temps que 
celles qui sont destinées au  non collectif ). Leur délim itation est relativement si mple 
et s’appuie  sur l ’urbanisat ion existante.  Elle est reportée dans les docum ents de 
planification qui doivent prendre en com pte ces déli mitations afi n d’en assure r la 
cohérence av ec l’urbanisme. 
La logique veut que la délimitation opérée par la co mmune coïncide avec le 
périm ètre d’agglom ération  arrêté par le pr éfet. Il peut arriver que des divergences 
surgissent sur ce point, par exem ple l orsqu’ un enj eu environne mental exigeant 
nécessit e une approche interco mmunale. Une concert ation active doit être a morcée 
avec les diffé rents partenai res très tôt afi n de dégager une solution. 
2.1.1.4 La nature des eaux usées collectées 
Les eaux us ées domestiq ues7 ont une composition relativement stable. Afin de 
maintenir cette stabilité, l’ autorisation préalable des rejets d’eaux usées non 
domestiques au rés eau de  collecte,  par la collectivité maître  de l ’ouvrage, a é té 
rendue obli gatoire par l’arti cle L 1331- 10 du co de de la Santé publi que : 
 
Tout déversement d’eaux usées, autres que domesti ques, dans les égouts publics 
doit être préalablement a utorisé par l a collectivité à l aquelle  appartiennent  les 
ouvrages qui seront empruntés par ces eaux  usées avant de rejoindre le milieu 
naturel. 
L’autorisation fixe, suivant la nature du  réseau à em prunter ou de s traitements mis 
en œuvre, les caract éristiques que doivent présenter ces eaux u sées pour êt re 
reçues. 
Cette autorisation peut être subordo nnée à la participatio n de l’auteur du  
dévers ement aux dépenses  de premie r établissement , d’entretien et d’exploitation 
entraînées par la réception de ces eaux.  
 
En tout état d e cause, cette solution devrait être considérée co mme exceptionnel le, 
et adoptée seulem ent s’il n’exis te aucune autre possibilité. 
Cette autorisation peut être assortie d’ une convention qui traite des responsabilités 
et de l’interve ntion fi nancière des parties8. 
Seule cette formalité per met au gestionna ire du sy stème d’ assainissement de suivre 
les éventuelles évolutions de ces rejets industriels ou co mmerciau x que ce soit par 
rapport à leur nature, leurs quantités ou leur  localisation. Il s’agit là d’un élément 
essentiel du maintien à jour de la connai ssance du patri moine, indispensable pour  
l’optim isatio n du pr ocessus épuratoire et le  suivi de la qualité des boues produi tes. 
La bonne connaissance de ces rej ets est essenti elle pour l’éli mination des 
                                                      
7 L’usage domestique de l’eau est défini à l’article 3 du décre t n° 93-743 du 29 mars 19 93. 
8 Cf. B. Tisserand, F. T oupart, J.-L . Cécile, A. Consta nt : Acteu rs, respo nsabilités e t 
procédures d’élaboration des conve ntions spéciales de  déve rseme nt. T.S.M. n°5, m ai 1999. 
 36/503

« substances prioritaires » définies conform ément à la Direct ive cadre  du 2 3 
octobre 200 0 
2.1.1.5 Les facteurs  de varia tions quantitatives 
Les agglo mérations touristiques conna issent des variations i mportantes de 
populati on à l’ occasion de la saison ( estivale ou hivernale). Leurs installati ons 
doivent d onc faire face à de très fo rtes pointes, sans pour autant présenter 
d’inconvénie nts en saison creuse9. 
Il en est de mêm e des agglomérations accueillant une population de week-end, qui 
connaissent donc de fortes pointes hebdomadaires de pollution. 
Par ailleurs, une station d’épuration de stinée à recev oir les eaux usées do mestiques 
peut aussi être amenée à recevoir des eaux usées d’ origine industri elle, sous r éserve 
de l’ autorisation m entionnée ci-de ssus (§ 2.1.1 .4 ). Toutefois des lim ites ont été 
fixées pour le cas où ces effluents proviendraient d’ Installations Classées pour la 
Protection de l’Envir onne ment (ICPE) soum ises à autorisation (arrêté  du 2 fév rier 
1998 , art. 3 5, et nomenclature des ICPE ). 
Les activités industrielles saisonnières comme la période des vendanges par 
exemple peu vent occasio nner des sur charges.  Elle s doivent aussi êtr e prise s en 
compte. 
2.1.2  Les eaux de ruissellement 
Les eaux usées ne sont pas les seuls vect eurs de pollution du m ilieu. Les eaux de 
ruisselle ment  se chargent  égale ment tout au lon g de leur parcours de diverses 
substances d ans des proportions d’importa nce variable selon  la nature de 
l’occupation des sols et sel on le ty pe de réseau hy drographique qui les recueille.  
Cette pollution , différente de celle  des eaux domes tiques, se c aractéris e par une 
place i mportante des matières minérales, donc des matières en suspension (MES), 
qui proviennent des parti cules les  plus fines entraîné es sur  les sols sur l esquels  se 
fixent les métaux lourds  qui peuvent  provenir de s toitures (zinc, plom b), de 
l’érosion des matériaux d e génie civil (bâtiments, routes…), des équipem ents de 
voirie ou de la circulation autom obile (z inc, cuivre, cad mium, plomb), ou encore 
des activités industrielles o u commerciales (sans oubli er la polluti on atmosphériqu e 
qui y entre pour une part minoritaire mais non négli geable). 
Il faut noter l a chute des teneurs en plo mb observée à la suite de la mise en œu vre 
de la régle mentation qui a éliminé ce composant des carburants. 
Le lessivage des voiries peut aussi entraî ner des hy drocarbures, ainsi que tous le s 
produits qui y auront été déversés a ccide ntelle ment. 
Ces métaux  et hy drocarbures sont beaucoup moins présents dans les r ejets 
provenant de s quartiers plus spécifiquement résidentiels, surtout lorsque la densité 
des constructions est faible. Les matièr es organiques peuvent y être en revan che 
plus présentes, dues à la végétation,  voire aux déjections animales. 
La pollution de ce s eaux ne présente  à l’origine du ruisselle ment  que des t eneurs 
relativement faibles. C’est leur concentr ation, les dépôts cum ulatifs, le mélange 
avec les eaux  usées, le nettoy age du rése au et la re mise en suspension de ces dépôts 
qui peuvent p rovoq uer des chocs de pollution  sur les milieux récepteurs par temps 
de pluie. 
 
9  Cf. J.-J. Cas sagne, F . Comes : Exploitation de stations d’épurations à fortes variations 
saisonn ières da ns un environnement sensible. T.S.M. n ° 3 mar s 1999. 
37/50 3

2.2 La ville d ans son b assin versant hy drographique 
naturel 
2.2.1 Les conditions générales d’écoulement 
 
Les conditions générales d’ écoulem ent sont commandées par la topographie : les 
bassins versa nts sont délimités par les lignes de crêtes, même peu prononcées, qu’ il 
importe toujours de bien identifier. Les écoule ments sont as surés par  les axes 
drainant majeurs, naturels ou artificiels. Na turels, ils sont à ciel ouvert et toujou rs 
situés dans les talwegs ; artificiels ils peuve nt être enterrés ( canalis és), et suivre le 
cheminement du talweg ou s’ en écarte r un peu, ma is ils peuvent aussi être à ciel 
ouvert et cheminer le long  d’une pente (biefs de moulin, canaux,  rigoles…). Enfin 
ces écoule ments peuvent être pérennes (cas de  la plu part des cour s d’eau) ou non 
(ravines…). 
En sy stèm e karstique, les phénom ènes de résurgences peuvent ajouter des apports  
provenant de bassins versa nts appare mment extérieu rs. 
A l’intérieur de ces bassins versants, la ville s’est développée dans des situations et  
des directions diverses, liée s le plus  souvent à ses fonc tions historiques. 
Les villes sit uées dans les vallées, à proxim ité de s cours d’ eau ou de la mer se s ont 
développées par extension du tissu urbain vers l’ amont du bassin versant. Il en est  
de même de celles qui sont nées autour d’ un château résidentiel, dans une cuvette.  
A l’inverse, celles qui doivent leur or igine à une position élevée (villes château-
fort) se sont développées en descendan t dans les val lées. D’ autre s s’étendent sur 
des zones par faitement plates. 
Ces différentes situations conditionnent  les ruissellements contre lesquels il y  a lieu  
de se protéger, ou d ont il faut protéger l ’aval. 
 
2.2.2 L’évacuation des eaux de ruissellement 
 
Les eaux recueillies dans l e bassin ver sant pa r un sol couvert de terre végétale l ors 
des précipitat ions commen cent par i mprégne r celle-ci. Elles s’infiltrent ensuite à 
une vitesse qui dépend de la per méabilité. Le surplus ruisselle à l a surface et rej oint 
le réseau hy drographique naturel ou artificiel. 
Mais la « production » des eaux de r uissellement s’ opère de façon très variable  
selon qu’ il s’agit, par exe mple, de  secteurs plus o u moins urbanisés, de  zones 
rurales ou de  zones boisées. De manière générale, pour la plupart  des événem ents 
pluvieux ordinaires (pluies faibles à moyennes), c’est l’im perméabilisation des 
sols, parce qu’elle em pêche l’infiltr ation, qui entraîne l’im portance du 
ruissellement. Les canalisati ons aménagées alors pour évacuer les eaux pro voquent 
l’accélération de la concentration des débits. 
 38/503

 EFFETS DE L’ IMPERMÉABILISATI ON SUR LE S HYDROGRAMMES 
Débi t 
Temps Avant 
imperméabilisation 
12 3
1 - Décalage de la pointe 2 - Augm entation 
du débit de pointe 3 - Augm entation 
du volum e ruisseléAprès i mperméabilisation  
 
figure2:  Effet d e l’imperméab ilisation sur les hydrogrammes 
 
Ces débits s ont beaucoup plus variab les que ceu x des eaux usées. Ils p euvent 
atteindre pour  les pluies fortes des vale urs cent fois supérieures à ceux-ci. 
Le coefficient d’im perm éabilisation (ra pport du t otal des surfaces im perméabilisées 
à la surface totale du bassin versant) se situe le plus souvent  dans les valeur s 
suivantes : 
 
Habitations très denses ; centres-villes ; parkings 0,8 à 1 
Habitations denses ; zones industrielles et commer ciales 0,6 à 0,8 
Quartiers rési dentiels (habitat collectif) 0,4 à 0,6 
Quartiers résidentiels (habitat individ uel) 0,2 à 0, 4 
  
Tableau 2.:  Coefficien ts d’imp erméa bilisation 
  
On obtient donc les débits le s plus importants à l’aval des secteurs d’urban isation 
dense, tels q ue les centr es-villes ou les zones in dustrielles ou commer ciales, 
équipées nota mment de vastes parkin gs. L’ importance de l a voirie a aus si un 
impact direct  sur le ruisse llement (larg eur des chaussée s, parking, nœud de voies  
rapides…). Les secteurs résidentiels produisent des d ébits moins conséquents. 
Les centres-v illes se caractérisent par la continuité du bâti le long des rues, les îlots 
se fer mant s ur des cours intérieures ; il s’y  trouve peu d’ espace s verts. Dans  ces 
zones, l’ espace privé, c onsacré e ssentiellement au bâti, est  très large ment 
imperméabilisé. Les parties non im perméabilisées ( espaces verts...) qu’ il im porte, 
du poi nt de vue du ruiss ellement et de l’ infiltrati on de m aintenir en l’état, se 
trouvent donc  surtout dans l’espace publ ic. La gestion de l’ espace public a donc i ci 
un rôle essentiel. 
Les quartiers résidentiels p résentent souve nt des maisons indivi duelles sépar ées les 
unes des autres, ou parfois accolée s. Ici ce sont les e spaces privés  qui représenten t 
39/50 3

la plus grande partie des surfaces non i mperméabilisées. C’ est donc au travers des 
prescriptions des docum ents d’urbanisme que pourra être maîtrisée l’évolution de  
l’imperméabi lisation.  
Quant aux zones non bâties  (terrains de sport ou de loisirs, exploitations  
agricoles…) elles produisent un débit de ru issellement beaucoup plus faible, qui  
peut toutefoi s s’accroître  si l’on atteint la saturation des sols, soit lors de 
précipitations orageuses in tenses, soit après une longue période pluvieuse. Il peut 
alors arriver, lors d’ événe ments pl uvieux exceptio nnels, que l es terrains non  
revêtus donnent lieu à des volum es ruisselés spécifiq ues (volum e ruisselé par unité 
de surface) q ui tendent vers ceux des sols i mperméables. 
Enfin, le réseau hydrographique naturel , situé à l’ aval du bassin versant, voit son 
fonctionnem ent perturbé par l’ évolution de ces vol umes ruissel és. En effet, les 
cours d’ eau ont été façonnés au cours d es temps par les débits provenant des zones  
naturelles, qu’ils ont à faire transiter.  Ils disposent en général d’un lit « mineur » 
qui assure le passage des d ébits les plus fréquents, et d’un lit « majeur », ou cham p 
d’expansion des crues, qui permet d’ assurer l’ évacuation des débits exceptionnels. 
Mais cet équi libre se trouve dans bien des ca s mis à mal par l’ urbanisation. 
2.2.3 Ruissellement naturel / ru issellement modifié (régulation 
des débits) 
Si la ville peut souffrir des inondations  qu’elle reçoit de l’am ont, elle p eut au ssi 
être a ccusée d’augm enter  les volu mes d’eaux ruisselées et d’ accentuer les risq ues 
encourus par les co mmune s situées à l’aval. En effet, l’ imperméabilisation des s ols 
liée à l’urbanisation a li mité l’infiltration et  a accentué la concentration et la pointe 
des débits. Pour pallier ces problèm es on est am ené à chercher des remèdes q ui 
visent à ne pas aggraver les effets des  écoule ments des eaux de  ruisselle ment à  
l’aval de l’urbanisation ou des a ménage ments, et ce, quel s que soient  les 
événem ents pluvieux . Ceci répond au x prin cipes d u code Civil  (article 640)  qui 
indique que les fonds  supérieurs ne doivent pas aggraver les servitudes 
d’écoulem ent des fonds qu i leur sont inf érieurs : 
 « Les fonds inférieurs son t assujettis en vers ceux qui  sont plus élevés, à recevoi r
les eaux qui  en découlen t naturellement sans q ue la main de l’homme y ai t
contribué. Le propriétaire inférieur ne p eut point élever de digue q ui empêche cet
écoulement. Le propriétaire supérieur ne peut rien faire qui aggr ave la servitude
du fo nds infér ieur » 
Les valeurs des débits  correspondant s, assez variables, sont très difficiles à 
déterm iner car on ne dispose pas en gén éral des  mesu res né cessaire s, d’autant plus 
qu’il faudrait  les connaître pour les événem ents les plus exceptionnels. Il s’agi t là 
d’une im portante source de conflits entre l’ amont et l’aval d’un  même cours d’eau. 
La solution doit être recherchée par la modélisati on. Celle-ci pourra m ettre en  
évidence l’intérêt de la régulation des dé bits, mais aussi se s limites (nota mment 
géographiques : il n’est pas forcément  utile de retenir les eaux de la partie aval 
d’un bassin versant). Ces débits pour ront être limités, en tenant com pte des 
capacités de l’exut oire, à une vale ur qui pourra être exprim ée en litre par seconde  
par hectare  (l/s/ha). Cette valeur ne peut êt re fix ée que dans le cadre d’une  
approche globale du bassin versant. Ce sera donc, s elon les cas, par application 
d’un SAGE ou de to ut au tre document de planification de l ’eau, ou au m inimum 
par une concertation avec les servic es de  police de l’ eau qu’ elle sera déter minée. 
Mais on n’oubliera jamais qu’elle  peut être dép assée lors d ’un événeme nt 
d’une inten sité ex cepti onnelle, ent raînant l’insuffisance d es ouvrages  de 
régulation. 
 40/503

2.2.4 Le risque « inondation » 
Dans le sens commun, la  notion d’inondation est étroitement as sociée à cell e de 
risque . Il co nvient de rap peler la définition de celui -ci. D’un p oint de vue factuel, 
le risque est défini comme étant le produ it d’un aléa par une vulnérabilité . 
Dans le domaine de l’ assainisse ment, l’ aléa est le débordem ent soit du réseau  
d’assainisse ment, soit du sy stèm e hy drographique  ou des deux à la fois. La 
vulnérabilité est constituée par l’intérêt socio-économique des biens soum is à l’aléa 
(c’est-à-dire l’ inondation). L’augm entati on du risque peut être causée soit par une 
augmentation de l’am pleur de l’aléa, soit par une augmentation de la vulnérabilité 
(présence humaine en part iculier) ou pa r une com binaison des deux. 
 
Par ailleurs, on peut essay er de distin guer différentes for mes d’ inondations. Dan s 
un souci de si mplification on pourra  distinguer les inondations liées : 
 
• aux eaux de ruisselle ment issues de l ’ensem ble du bassin versa nt 
hydrographique naturel dans lequel se trouve im plantée la ville. Il 
arrive parfois  que des e aux issues de  zones rurales soient raccordée s 
au réseau d’ assainissement, pouvant  générer des dy sfonctionnem ents 
importants. Plus généralem ent, l es ruisselle ments  sur les parties  
amont du bassin versant naturel vont pr ovoquer une augm entation du 
niveau dans les cours d’eau. Lors de précipitations im portantes, le 
réseau hy drographique naturel pourra être saturé, et déborder. D ans 
ce cas la ville est inondée par des eaux provenant de secteurs 
extérieurs au x zones urbanisées. Dans certains contextes (relief  
accidenté, v allées encai ssées etc.), l ors d’ événements pluvieux 
exceptionnels ces ruissel lements peu vent prendre un caract ère 
torrentiel et une im portance dr amatique pour les populations 
concernées ; 
• aux eaux de ruisselle ment issues de s parties urbanisées  du bassin  
versant. Il s ’agit principale ment  des  eaux ay ant ruisselé sur  les 
surface s imperméabilisée s. Dans la plupart des cas, elles sont 
collectée s soit par un rés eau d’ eaux pluviales stric tes soit par un  
réseau unitaire, qui en accélère l a concentration, ou encore par le  
réseau hy drographique naturel lorsqu ’il existe encore.  Générale ment, 
un excès de précipitations peut se tra duire par une inondation due à la 
saturation du réseau : la ville s’ inonde elle- même. 
2.2.4.1  Aléa et occupation des sols 
L’inondation résulte de la réception au sol d’une quantité d’ eau supérieure à cel le 
que les sy stèmes hy drographiques peuvent évacuer. Certains phénom ènes sont 
susceptibles d’augm enter  l’aléa. Pour un événe ment pluviom étrique et un sy stème 
hydrographique donnés, l’aléa pourra être aggravé par certaines c aractéristiques  du 
sol favorisant le ruissellement : 
• en milieu rural, l’évol ution des m odes d’occupation des sols et des 
pratiques culturales peut être une cause déter minante d’augm entati on 
de l’ aléa dans le cas de pr écipitations de type orageux, caractéri sées 
par leur forte intensité et leur fa ible étendue. Parfois  cette évolution 
peut aller jusqu’ à favoriser des coulées de boue. En revanche, les  
grandes inondations de plaine ne se mblent pas influencées  par c es 
modifications apportées aux sols ; 
• en milieu urbain, le facteur d’augmentation de l’aléa est 
principalem ent l’im perméabilisation avec l’ accélér ation du 
ruissellement  et de la concentration des débits ; cela se traduit par une 
41/50 3

augmentation de la fréquence de débordement des réseaux  
d’assainisse ment ; 
• d’autres facteurs liés à l’ aménage ment influent sur l ’aléa, tel que la 
réduction de la capacité hydraulique des cours d’eau du fait de leur 
endiguem ent, ou  toute autr e implanta tion dans le li t majeur (quand ce 
n’est pas dans le lit mineu r !). C’est ce qui a justifié la création d’une 
nouvelle rub rique dans la no menclature des ouvrages sou mis à 
autorisation ou déclaration en applicat ion de la loi sur l’ eau (décre t 
du 1 3 février 200 2 : rubrique 2.5 .4 concernant les installations, 
ouvrages, digues ou rem blais dans le lit majeur d’un c ours d’eau). 
2.2.4.2  Vulnérabilité et occupation des sols 
L’augm entati on de la vulnérabilité est l a seconde cause d’ accroissement du risque 
lié aux inon dations. Celle-c i résulte de l’im plantation hum aine (habitations, 
activités) ou de biens de p lus ou m oins gr ande valeu r socio- économique, dans les 
zones concer nées par l e risque inondati on. Plus cette i mplantation est i mportan te, 
plus im portants seront les dommages, et le  risque s’en trou ve donc aggravé . A 
l’inverse, en l’ absence de personnes ou de biens, les d ommage s cau sés sont faibles,  
le risque est donc réduit. 
En fait l’évol ution d u tissu urbain au cours du temps s’est traduite, dans de très 
nombreux ca s, à la fois pa r un accroiss ement de l’ aléa et par une augmentation de 
la vulnérabilité. L’ enjeu de l’ aspect « assainis sement » d’un projet d’urbanis me 
sera donc de stabiliser voire de réduire le  risque par une action com binée sur ses 
deux com posantes : aléa et vulnérabilité. Face au ris que, ur banisme 
et assainissement 
participent à une même 
stratégie !  
Mais la ville peut être soum ise à un aléa provenant de parties am ont du bassin 
versant situées sur d’au tres co mmun es et donc hors de sa compétence. Ces 
inondati ons sortent généralem ent de la problém atique assainissement et relèv ent 
plus de la pré vention des catastrophes n aturelles. N éanmoins il i mporte de bien les 
prendre en com pte lors des  réflexions et des études su r l’eau et l’ urbanis me afin de 
réduire le plus possible la vulnérabilité de la ville. 
L’urbanisation m enée san s précaution partic ulière a  de nom breux effets sur les  
inondati ons, tout en aggr avant sa propre vulnérabi lité. Dans bien des cas, on 
s’aperçoit que le lit  majeu r n’a pas été r especté, ce qui contraint les villes à souffrir  
périodiquem ent d’inondati ons plus ou moins dévast atrices du fait  de : 
• la réduction des capacité s de stockage  et d ’épandage des vol umes 
excédentaires (rem blais des lits  majeurs ou des dépression s 
naturelles) ; 
• l’augmentation des entra ves aux écoulement s de crue  (couverture 
des cours d’eau dans la ville, enco mbrement des sol s ou du lit des 
cours d ’eau, effets de coupure d es rem blais d ’infrastructure,  
constructions réalisées dans le lit majeur...). 
 
2.2.4.3 Ruissellements exceptionnels, inondations catastrophiques 
Les ruissell ements exceptionnels à l’ origine de ces inondations catastrophiques 
présentent cer taines car actéristiques qu’ il convient de ne pas ignore r : 
 
• un transport solide  important (entraînement de boue s, de branchages 
et feuilles mortes, de mobilier urbain, de véhicules dérivants…) 
aggravant les effets purement h ydrauliques, et pouvant  provo quer des 
embâcles ; 
• des effets de seuil  plus o u moins prévisibles (saturation brutale des 
sols, débordem ent ou ruptures d’ouvrages,  libération des 
 42/503

embâcles...), qui conditi onnent l es mécanismes de propagati on. 
L’analy se sta tistique des é vénements f ait alors res sortir une relati on 
non li néaire entre l’i ntensité des pluies et les débits à l’exut oire ; 
• des phénomènes de concentration des écoule ments liés à la 
configuration locale de s lieux (ca nalisation dans les ru es, 
engouffrement sous des ponts...) pouva nt entraîner des rehaussements 
de lignes d’ eau ou une accé lération de l’ écoulement. 
 
Il est donc e ssentiel, dè s lors que les abords d’un écoulement  naturel (cour s 
d’eau ou talweg) sont ur banisés, de c herche r à dé finir ce qui se passe ra le j our 
où un évé nement exc eptionnel entraînera l’insuffisance  des ouvrages  
d’évacuation des eaux, et ceci en p remier li eu dans le but de la sauvegarde d e 
la vie humai ne. 
 
La Drome en crue (pho to CCV D) 
 
43/50 3

2.3 L’intervention organisatrice de la collectivité 
Le rôle du maître d’ouv rage (collectivité locale) est déterm inant puisqu’il est l e 
principal acteur de la planification et du pouvoir régleme ntaire. Ceci  est 
particulière ment vrai en  matière d’urbanisme e t d’assainiss ement, l es deux  
domaines se trouvant d’ailleurs étroit ement associ és à un troisièm e : celui des 
risques. 
En effet, le passage des situations cour antes de te mps de pluie aux événe ments 
exceptionnels se fait sans discontin uité. La variation est seulement quantit ative 
mais elle nécessite une ap proche  et un traite ment spécifiques. 
En matière d’urbanisme le maître d’ouvr age élabore les docu ments de planification  
urbaine, le cas éché ant dans un cadre inte rcommu nal, en intégrant les élé ments 
portés à sa co nnaissance pa r le préfet. 
En matière d’assainisse ment, en concertation avec la  police de l’ eau, il définit les  
orientations à prendre : assainissement collectif - non collec tif, objectifs de 
réduction des flux polluants déversé s (dans le  respect de  l’arrêté préf ectoral), 
maîtrise des polluti ons de temps sec et  de te mps de pluie, destin ation des bo ues 
d’épuration, c hoix du ni veau de pr otectio n contre les inondatio ns, etc. 
2.3.1 Le dévelo ppement de la ville et les projets 
d’aménag ement 
On peut disti nguer les t ypes de dével oppement urb ain que l ’on rencontre selon 
qu’il s’agit de  l’évo lution de la zone urbaine ou bien  de son extension. 
Dans le cas d e l’évolution, il peut  s’agir de rénovation de quartiers anciens ou de 
réhabilitation de friches, q ui font l ’objet de procédures d’ensem ble, ou sim plement  
de la densification de zone s urbaines pe rmise dans le  cadre des docu ments loca ux 
d’urbanism e. La ville se renouvelle sur elle-même . 
Dans le cas de l’extension,  il s’agit le plus souvent soit de zones résidentielles ou 
encore de zo nes industrielles ou co mmerciales amén agées génér alement selon une  
procédure de ZAC ou de lotissem ent, soit de zones de loisirs o u d’éq uipements 
(routiers par exem ple) à maîtrise d’ou vrage publiq ue la plupart du  temps. 
2.3.1.1 Renouvellement de la ville sur elle-même 
Si les opérations de rénovation urbaine  ou de réhabi litation de fri ches peuvent en  
général bénéficier d’ une infrastructure existante en matiè re de rése aux 
d’évacuation, il ne faut pas pour autant écarter les possibilités offertes par 
l’opération pour am éliore r le fonctionne ment et la  sécurité générale du sy stème 
d’assainisse ment, qui doit a voir déjà fait l’objet d’ une étude diagnos tique . 
La densificati on des zones  urbaines raccordées aux réseaux d’ évacuation entraîne 
inexorablement une augm entation des dé bits (évacués ou infiltrés). Si celle-ci est  le 
plus souvent  acceptable sur les eaux usées ( ce dont il faut s’ être assuré par l e 
diagnostic d u fonctionnement par te mps sec), elle dim inue régulièrem ent la 
sécurité des évacuations d’ eaux pluviales. Or cett e situation risque de pas ser 
inaperçue jus qu’à ce qu’ un violent orage vienne rappeler, par les dégâts qu’il 
provo que, les lim ites des o uvrages existants.  Il est donc indispensable que l’étu de 
diagnostique am ène à programmer les dispositions né cessaires. 
2.3.1.2 Extension de l’urbanisation 
Il s’agit dans ce cas de projets « neufs » où les néces sités de l’assainisse ment 
peuvent être analy sées si multanément à l’ élaboration de l’ aménagement, c e qui 
permet de rechercher l es solutions optim ales, tant du p oint de v ue du  
fonctionnem ent et de la pr otection cont re les risques que de celui  de l’écon omie 
44/50 3

des investiss ements. D ans le cas de maîtris e d’ouvrage privée, les procédure s 
concernées p révoient une approbation de la collecti vité ; celle-ci  ne peut donc  pas 
ignorer cet aspect du projet . 
Par ailleurs, selon les cas, ce ty pe de pr ojet peut faire l’objet d’une procédure 
d’aut orisation ou de déclaration au titre de la loi sur l ’eau. Il est donc im portant d e 
définir, dès l ’élaboration du projet, quel le en sera l’incidence sur le milieu, afin de 
rechercher la meilleure intégration possible, et cela en relation avec les partenai res 
institutionnels (service chargé de la poli ce de l’eau notamment). 
 
Ces projets génèrent de nouveaux dé bits. Les eaux usées sont à collecter et à 
évacuer de manière séparat ive (sauf dans  les zones destinées à l’ assainisse ment non 
collectif où elles sont traitées sur place ). Les eaux pluviales sont de préférence  
traitées de manière tota lement indépe ndante de s rése aux de l’ agglom ération  
existante si la  topographie le per met. Da ns tous les cas il y a lieu de rechercher et 
d’exploiter toutes les possi bilités de lim iter la concent ration des débits rejetés dans 
le milieu naturel. 
2.3.1.3 La mise en œuvre des documents d’urbanisme et leur incidence 
sur l’enviro nnement 
Il est donc indispensable que l’élabora tion ou la révision des SCoT10, PLU11, et 
carte co mmu nale soit appuy ée sur une  étude actualisée de l’ assainisse ment qui 
permette de connaître le ni veau de sécur ité et d’ évaluer les marges de manœuvre. 
La connaissance préalable des opportu nités existantes, tant en ce qui concerne 
l’assainissement que la pr évention des  risques d’ inondation, per met d’ avoir une 
première app roche de la capacité de l’ existant à accep ter l’ évolution de l’urbanisme 
par rapport au dom aine h ydraulique. E nsuite , et dans une dém arche «  intégrée », 
les réponses possibles aux besoins nouveaux n és de cette évolution et qu’ il fau t 
identifier doivent être env isagées  simultanément à l’élaboration de ce s docu ments 
locaux d’ urbanism e, afi n de s’ assurer que les objectifs fondam entaux  de 
l’assainissement seront atteints, en cohéren ce avec la politique à long terme de la 
collectivité et  dans le resp ect de la réglementation. 
De plus, sur le plan environnem ental, seule cette d émarche permet, pour ce qui 
concerne les milieux aquatiques, « d’évaluer  les incidences  des o rientations ( ou 
des choix) de  ces docu ments sur l’env ironnement et d’exposer la manière d ont 
ils prennent en compte l e souci de sa prése rvation et de sa mis e en valeur ». Or 
cette analy se doit apparaître dans le rapport de  présentation  des SCoT, PLU, et  
carte co mmu nale (articles R 122-2 , R 123-2 et R124-2  du co de de l’urbanisme). cf. « Rui ssellement  urbain 
et POS  » Certu 19 98 
(Approche et  prise en 
compte des risques) 
                                                      
10 Schém a de c ohérence t erritoriale 
11 Plan local d’urbanisme 
45/50 3

2.3.2 La prévention des inondations 
Le prem ier aspect concerne les inondatio ns qui peu vent se manifester sur le réseau 
hydrographiq ue naturel : débordement des ri vière s ou de si mples talwegs, coulée s 
de boues... Il s’agit bien là de la pris e en co mpte des éléments donnés par la 
topograp hie et l’h ydrographie, é ventuellemen t aggravés à l’am ont par  
l’intervent ion humaine, tell e que décrite au § 2.2.4. 1 ci-dessus (i mperméabilisati on 
ou pratique culturale). 
Cette p révention est  prioritaire dès l’él aboration de tout projet  
d’aménagement ou docu ment d’urba nisme. Elle doit être rappelée lors de la  
conception de tout projet  d’assainisse ment. Ell e doit faire l’objet, en pr emier 
lieu, d’une politique à long terme qui  tend à rendre inconstru ctibles toutes  les 
parcelles situ ées dans les zones inondables connues. 
Des exe mples s ont 
donnés dans l’ouvrage : 
« Valoriser  les zones 
inondables dans 
l’aménagement urbain » 
publié pa r le Certu  en 
1999. Celles- ci peuvent être acquises par la c ollectivité et faire l’ objet d’ une valorisation 
en tant qu’ espace public. Elles peuvent aussi  être réglem entées par l’ application 
des Plans de Prévention de s Risques (qui peut engendrer des contra intes fortes). 
L’autre aspect des inon dations conc erne l’insuff isance des ouvrages prévus 
spécifiquem ent pour évacuer le ruisselle ment produit par l’agg lomération elle-
même. Cet as pect doit être systématiqueme nt exam iné, dans un double but  : lim iter 
les risques, mais aussi optim iser la d imension des ouvrages, et par là même en 
maîtris er les coûts. Il est en effet i mpossible à l’ investisseur d’ ignorer que certain s 
ouvrages (les retenues p ar exem ple), coûteux, consommat eurs d’ espace, sont 
destinés à ne servir à rien  plus de 99 % du tem ps, d’où, parfoi s, une dan gereuse 
tentation de les réduire arb itraire ment en les esti mant surdimensionnés. 
D’autre part, les ouvrages enterrés, donc coûteux, présentent nécessairement une 
limite de cap acité, au-delà de laquelle peuve nt surv enir, parfois de façon brutale, 
des inondatio ns de surface. On a donc t out in térêt à limiter les débits collectés et 
évacués, mais aussi  à gér er au mieux l es ruissell ements exceptionnels, c’ est-à- dire 
ceux qui dépassent les capacités des ouvrages d’ évacuation, par l ’aménagement des 
espace s publics. 
2.3.2.1 Au niveau du bassin versant 
Avant de définir les ouvrages qui  assureront l’ évacuation des eaux des 
précipitations courantes, il  est i mpératif  d’exam iner comment les ruissellements 
produits par des évén ements exc eptionnels pourront être évacués à moi ndre 
dom mage. 
L’écoulem ent des flots exceptionnels da ns la ville se fera en priorité par les cou rs 
d’eau existants, les tal wegs naturels ou artificiels, aménagés év entuellem ent en 
espace public, les fossés etc. qui devr ont tous  pouvoir fonctionner à plein débit, 
jusqu’ à l’aval de l’ agglom ération, sans qu’ aucun obstacle ne s’interpose, les abord s 
perm ettant même un débordem ent de ces écoulements en évitant tout ce qui  
formerait goulot d ’étrangle ment. 
Il s’agit là d’une contrainte forte qui doit impérativem ent être exam inée, au titre 
des risques, dès l’ esquisse du docu ment local d’urbanisme  ou d’un projet 
d’aménage ment, et servir de cadre au « projet » d’ assainisse ment. 
2.3.2.2 Au niveau de la voirie u rbaine 
Avant d’attei ndre les exutoires principaux que  sont les cours d’ eau, le ruisselle ment  
se manifestera déjà sur la voirie . Il ap paraît donc qu e les ouvrages d’évacuatio n des 
eaux pluviales s eront co mposés, co mme le s cours  d’eau, d’ un « réseau  mineur » 
pour les événem ents courants,  et d’un « réseau majeur » pour les événe ments 
plus rares . Il est donc im portant de choisir dans la mesure du  possible quelles 
voies seront les plus sollicitées lors des événem ents exceptionnels, et de s’ assurer 
 46/503

que leurs caractéristiques,  leur profil e n long notamment, sont adaptées à cet te 
fonction. Da ns cette cir constance, le fl ot, dont la hauteur et la vitesse devienn ent 
très périlleuses pour un homme à pied, r isque alors d’em porter des véhicules ou du 
mobilier urbain, ce qui peut accroître la fo rmation d’ embâcles et les risques qui 
s’ensuivent. L’étude de la disposition du stationnem ent et sa réglementation 
peuvent aider à minimiser ce risque. 
2.3.3 La politique générale de management de 
l’assainissement et son interférence avec l’urbanisme 
Nous exa minons maintena nt les choix essentiels  qui doivent être faits sur le pla n de 
l’assainissement, en liais on avec l ’urbanism e, pour répondre  aux différents 
objectifs exposés ci-des sus. 
2.3.3.1 Eaux usées 
En prem ier lieu le mode d’assainissement des ea ux usées  (collectif ou non  
collectif) d oit être dé fini, soit par si mple application des textes : les  
« agglomérati ons » de plus de 2000 hab itants doivent  être équipées d’ un système 
de collecte (CGCT artic le R 2224- 11), soit par la délim itation des zones 
d’assainissement collectif et des zones d’ assainissement non collectif que l a 
commune doit faire en application de l’article L 222 4-10 du CGCT. Cet te 
délim itation est néce ssairement fait e en harm onie a vec l’urbanis ation existante e t 
prévue, nota mment pour tenir com pte de l’aspect économ ique de la décision. En  
effet, selon l’article R 2224-7 du CGCT, les parties d u territoire d’une co mmune où 
l’installation d’un réseau de collecte ne se justifie pas « soit parce qu’elle ne  
présente pas d’intérêt pour l’environne ment, soi t parce que  son coût  serait 
excessif », « peuvent être placées en zone d’assainis sement non collectif  ». A cette 
motivation économ ique s’ ajoute l ’avantage pour un assainissement non col lectif 
bien conçu e t bien entret enu de ne p as générer de pollutio n résiduelle dans le 
milieu aquatique. 
Il faut noter à ce sujet  que, si la procédure de déli mitation des zones est 
indépendante  de celle de l ’établissement ou  de la révi sion d ’un PLU ou d’une c arte 
communale, i l n’y a que des avantages  à procéder si multanément (d’autant que la 
procédure d ’enquête pu blique est identique). 
Il convient  en effet de com parer, lo rs de l ’étude préalable au zonage 
d’assainissement, le coût ( hors subventi ons) du col lectif et du non collectif. Or 
cette co mparaison est influencée e ssentielle ment par le ty pe et la densité de 
l’occupatio n des sols. 
En prem ière approxim ation, et hors difficu ltés particulières, on peut s’attendre à un 
coût à peu près voisin lorsque le collect eur re cueillerait le bra nchement d’ une 
habitation t ous les trente mètres envir on. Cette sit uation peut c orrespondre à un 
lotissem ent dont les parcelles (situées de part et d’autre du collecteur) ont u ne 
superficie de l’ordre de 2 500 m ². Naturellement ceci n ’est pas le seul critère de 
choix de l ’assainissement  non collecti f, pui sque interviennent aussi les aspects 
géologiq ues, la pédologie, l’hydrogéologie… 
Lorsque l’ assainissement est prévu selon le mode collectif, les ét udes prim itives 
(diagnostic, s chéma direct eur…) définissent la nature du réseau la m ieux adapt ée à 
la maîtrise des rejets polluants dans des conditi ons économ iques acceptables. 
Ces zonages peuvent être modifiés et évoluer dans le tem ps. On co mprend 
aisément toutefois l’intérêt  qu’il y aura à pérenniser les choix. 
 
47/50 3

2.3.3.2 Eaux de ruissellemen t 
Il s’agit essentielle ment du ruisselle ment produit pa r les pluies sur les surface s 
imperméabilisées, voire sur les surfaces non im perméables mais saturées par  une 
pluviom étrie de grande ampleur, et que l’on cherche traditionnelle ment à évacuer 
par les collect eurs. 
 
Le premier principe sera de limiter au strict nécessaire l’i mperméabilisation 
des sols , en a ppliquant si besoin est le § 3 de l’ article L 222 4-10 du CGCT . 
 
figure3: Exemp le de zonage limitan t l’imperméab ilisation sur le territo ire de la ville de 
Renn es (Ville de Renn es, DAU étu des réseaux, ma i 2003) 
(voir aussi : Alain Pren veille, Bulletin  des Lab oratoires des Ponts et Chau ssées, n°224 
Janv. Fév.200 0) 
 
Des pres criptions spécifiques peuvent être incluses dans les règle ments de PL U ou 
de lotissement, pour lim iter l’im perméabili sation des parcelles (article R 123.9 du  
code de l’ urbanis me : 9° e mprise au sol des constructions ; 13° espaces libres, ai res 
de jeux et de loisirs, et plantations). 
Le deuxième principe sera d’évite r de conce ntrer les r ejets dans le s 
collecteur s, mais au contraire de rech erch er toute autre solution de  
proximité : réutilisation, dispersion en surface en  favorisant l ’infiltration, ou  
ruissell ement dans un r éseau hydrographique à ciel ouvert… ; le stockage  
préalable pouvant être utilisé dans tous les cas.  
En effet, la concentration génère rapide ment des déb its très importants qui, d’u ne 
part, nécessit ent des ouvra ges d’ évacuation de  grande  dimension, donc onéreux, et 
d’autre part peuvent pr ovoquer des chocs de poll ution dans le milieu récept eur. 
Cela est vrai pour t ous les types de r éseaux (unitaires ou pluviaux, sans oublier le 
réseau s éparatif « eaux usé es » ou les ea ux de pluie n’ont rien à faire). 
 48/503

La réutilisati on des eaux pluviales, stockées,  peut s’ envisager pour certains usages 
extérieurs (l avages, arro sage), voire  intérieurs s ous réserve  du respect  des  
impératifs de santé. 
Favoriser l’infiltration, qui  se fait dans une couche de sols non sat urée, cela amène 
à limiter l’ emploi de rev êtements de sol im perméables, en préférant les surf aces 
engazonnées, ou les surfaces poreuses  (pav és drainants ou enrobés poreux), ou 
encore en dirigeant les eau x vers des noues, des tranc hées drainantes… 
 
Revêtement pe rméable dans  la région de Bordeaux (photo JD B alades C ETE  SO) 
 
Pratiquée aux abords immédiats des surfaces i mperméabilisées él émentaires,  
l’infi ltration  suffira dans l a plupart des cas, du fait de la dispersi on, à assurer une 
protection efficace des nappes sans pour auta nt ent raîner une pollution des sols 
compte tenu de la faiblesse des teneurs dans les e aux pluviales strictes. Mê me les 
pollutions accidentelles, l orsque l’ infilt ration se fai t sur une surface horizontal e 
comme un bassin ou une tranchée,  peuvent être stoppées par les pr emier s 
centi mètres d’ épaisseur du sol (sauf substa nces disso utes), ce qui permet un curage  
facile. Dans certains cas cependant, le s ouci de protection soit du milieu récepteur,  
soit des ouvrages  eux- mêm es (puits d’infiltrati on) nécessitera des dispositions 
spécifiques. 
On cherchera donc toujour s à restituer ces eaux pluviales au milieu naturel au plus 
près de leurs lieux de p roduction et  le pl us ponctuellement possible, afin de 
favoriser la dispersion. 
Dans ce but, la co mmune réalise l a délimitation des zones où la maîtris e des eaux 
pluviales et de ruisselle ment doit être organisée, conformé ment à l’article L 2224-
10 du CGCT. De leur côté, les service s en charge de la police de l’ eau peuvent 
établir des règles de co mpensation à l’ imperméabilisation des sols, adaptées à la 
situation locale. 
49/50 3

L’aménageu r ne doit don c plus se poser la question : « dans qu el tuyau vais-je 
envoyer ces eaux pluviales ? », mais : « que vais-je faire de s eaux qui tombent  
sur cett e surface ? ».  
 
Panneau informatif - Parc tech nologique de la porte des Alpes; Lyo n (photo GRAIE)  
 
Il dispose al ors d’un panel de techn iques qui lui permettent d’assurer cette 
maîtrise du r uisselle ment  :  cf. « Technique s 
alterna tives en 
assainissement  pluvial » 
Tec § Do c Lavoisier 199 4 
et « Tec hniques 
alternatives aux réseaux 
d’assainissement pluvial » 
Certu 1998  
Les chaussées poreuses, l es tranch ées, les noues, l es puits ou bassins sont des 
techniques qui favorisent toutes l’infiltrat ion.  
 
Tran chée d’infiltration  Puits d’in filtratio n  
( « Mi eux gérer les eaux pluviales » Région Rhône-Alpes, 1994) 
 50/503

La rétention e n toitures terrasse s, les ba ssins sec s (qui se vidangent entière ment) ou 
en eau (plan  d’eau per manent à nive au variable),  mais aussi les chaus sées à 
structure ré servoir et les  noues per mettent de ret enir momentané ment l’ eau a vant 
de la restituer à débit régulé soit en inf iltration, soit dans un réseau de collecte à 
ciel ouvert, ou si nécessai re, enterré et qui sera réalisé selon un schéma le p lus 
indépendant possible de celui des eaux usées, afin d’ écarter les ri sques d’ erreur de  
branche ment. 
 
Exemp le de noue en Seine-Ma ritime (ph oto F. Déga rdin Certu) 
 
Mais les ouvrages d’évacuation ont  toujours,  par con ception, u ne capacité limitée, 
alors que l’éventail des pluies est très ouvert  quant à leurs caractéristiques, et que 
les objectifs prioritaires ne sont pas les mêmes pour tous les ty pes d’événements : 
d’un objectif  de co mmodité et d e prés ervation du milieu naturel pour les petites 
pluies, on passe à un objectif de sauvegarde de la vie humaine pour les événements 
les plus viole nts et les plus rares. 
 
Une répons e à cette pro blématique consiste à hi érarchis er le s objectifs e t à 
définir des  niveaux de servic e qui s’appliquent autant au système  
d’assainissement (toujours plus ou mo ins unitaire) qu’aux ouvrages dest inés 
aux seules eaux pluviales ( cf. égale ment : 6.2.3.1) : 
51/50 3

2.3.3.3 Définition des niveaux de service : 
2.3.3.3.1 Pluies f aibles : NIVEAU 1 
L’objectif est le maintien de la qualit é des rejets (pas de fonctionnem ent des 
surverses du réseau). Les eaux pluviale s peuvent être recueillies en prem ier li eu 
dans des ouvrages per mettant leur réutilisa tion (sous réserve d’ un usage co mpatible 
avec la s anté). Les noues, les tranchée s drainantes,  les chauss ées rése rvoirs, les  
fossés suffis ent à en assure r l’évacuation. 
2.3.3.3.2 Pluies moyennes : NIVEAU 2 
Le sy stème d’ assainissement doit  conti nuer à foncti onner sans débordement. Les 
surverses fonctionnent. L ’impact sur le milieu récept eur reste li mité et contrôlé. 
Les noues, tranchées drain antes, chauss ées r éservoirs , fossés, co mplétés de puits ou  
bassins d’ infiltration sont  encore suffi sants. Des petits ouvrages de retenue comme 
les toitures te rrass es peuvent être interposés. 
Il s’agit d onc, pour les ni veaux 1 et 2,  d’un « réseau mineur  » 
2.3.3.3.3 Pluies f ortes : NIVEAU 3 
Les débordements locali sés du sy stème sont acceptés, de  même qu’une  
détérioration sensible de la qualité du milie u récept eur. La priorité est au risque 
inondati on. 
Les eaux pluviales excédant les capacit és des ouvrages énu mérés ci-dessus, so nt 
acheminées vers les  espa ces publics tels que la voirie ou les espac es collectifs, q ui, 
par leur loc alisation spatiale, leur orie ntation, le ur fonctio n même et leur 
équipement de surface, p euvent aider à stocker ou à évacu er ces eaux vers  des 
ouvrages d’i nfiltration ou vers les cours d’eau, et jouer ainsi un rôle de « réseau 
majeur ». 
2.3.3.3.4 Pluies exc eptionne lles : NIVEAU 4 
Les débordements se généralisent, les obj ectifs sur la qualité du m ilieu sont 
abandonnés. La seule priorité est d’ éviter la mise en péril des p ersonnes . 
Il s’agit là d’une situation de catastrophe naturelle, p our laquelle  on aura prévu dès 
l’esquisse des projets d’urbanism e ou d’am énagement , les possibilités d’ évacuation 
des flots à moindre domm age, tels que n ous l ’avons d écrit au § 2.3.2 ci-dessus.  
Ces écoulements em pruntent le «  réseau majeur » aménagé pour le niveau 3, et 
détaillé ci-ap rès, mais dépassent les seuils de sécurité qui lui sont associés,  et 
entraînent des dégâts matériels (inondation des sous-sols s’il y en a, voire des rez-
de-chaussée). Tout est fait pour lim iter le risque de form ation d’embâcles. 
2.3.3.4 Les aménagements du « réseau majeur » 
En organisant leur répartition spatiale, et en adaptan t leur conception, les espa ces 
publics peu vent jouer un rôle détermin ant dans les mécanis mes de stockage,  
accél ération ou ralentissement des écoulem ents. Il faut inonder  là où l’on peut 
aménager le s lieux pour mieux prévenir les effets des inon dations là où  elles ne 
sont pas souh aitables. 
De nombreu x espaces publics tels que pla cettes,  parkings, t errains de jeux  
peuvent être utilisés pour stocker de s volumes exc édentaires pendant une co urte 
durée. Les ouvrages ainsi conçus ont une fonctio n « assainissement »  rarement 
utilisée, et une fonction « espace de vie » quasi per manente. Cette double f oncti on 
doit être recherchée co mme une garanti e de la pérennité de l ’ouvrage et de son bon 
entretien. On veillera à choisir une fréqu ence de submersion adaptée à l’usage : de 
 52/503

l’ordre de un e fois par an pour u n début de subm ersion, p our des terrains de jeux 
ou de sport paraît acceptab le en prem ière approche. 
 
Terrai n de jeux permettant le stockage des eaux (photo GRAIE)  
 
La hauteur maxi male de subm ersion doit être parfaitem ent maîtr isée, pour raison 
de sécurité,  par l’ aménagement des  seuils néce ssaire s et l’ organisation de  
l’évacuation des trop-pleins. 
L’entretien à effectuer ap rès épisodes pl uvieux ne  doit pas être ignoré, et les 
interventions  nécessair es sont à prévoir. On s ’efforcera toutefois d’ en lim iter 
l’importance par le choix des apports stoc kés (par exem ple les eaux de to iture, qui 
n’entraînent pas de dépôts solides) ou les dispositions constructives (décanta tion 
préalable, dégrillage…). 
Pour  permett re à l’ eau d’ atteindre ce s espac es publics, on peut  être  amené  à 
utiliser ce rtaines voiries pour guide r les écoule ments (celle s qui auront ét é 
repérées pour assurer l’ évacuation des eaux lors d’événem ents exceptionnels, 
cf. ci-dessus 2.3.2 .2). Il i mporte donc d’effectuer une hiérarchie des voies afin de 
favoriser l’uti lisation de celles dont le r ôle n’est pas prioritaire po ur l’usage ur bain 
(circulation, co mmerces…). On s’ assure que le p rofil en long per met bi en 
l’écoulem ent, et l’ on veille à ce que la  vitesse et la hauteur de la la me d’ eau n e 
présentent pas de risques particuliers pour les piétons qui seraient amenés à s’y 
aventurer (une vitesse  de 1 m/s et une ha uteur de 10 cm parais sent acceptable s). Un 
profil en travers en « V » avec cani veau central permet de concentrer les  
écoulem ents dans l’axe de la voie. 
La question des sous-sols  doit être examinée dès le s premières esquisses du projet  
d’urbanism e. Il y a lieu de décider s’il d oit y avoir de s sous-sols ou non.  S’il y en a,  
et s’ils sont r accordés à u n réseau, toutes les disposi tions doivent  être prises pour  
s’opposer à tout reflux d’ eau en cas de mise en charge du c ollecteur. Ce tte 
obligation doit être précisée dans la réglem entatio n (PLU , Règlem ent sanitaire 
53/50 3

départe mental ou Règlement du se rvice d’ assai nisse ment). En effet, si  la 
collectivité est tenue d’éviter toute inonda tion des riverains par le ruissellement 
superficiel provenant des  voies pu bliques,  l’obli gation faite à ceux-ci de se 
prémunir contre le refoule ment éve ntuel de canalisations enterrées doit être 
explicite (pou r les immeubles de toute nature). 
La prote ction des entrées des immeu bles et commerc es doit f aire l’ objet d’ une 
étude fine po ur les voies où l’on en visage de favoriser le ruissellement superficiel. 
En principe, l’intersection des façades et du trottoir doit constituer une génératrice 
rectiligne. Tant que le niveau du ruissellem ent ne dépasse pas cette génératri ce, il 
n’y a pas d’ incidences sur l es propriétés riveraines. 
Dès que ce risque apparaît, il faut y prêter attention : on com pare le niveau des  
seuils à celui de la chaussée. Une ou deux m arches apportent une bonne sécurité 
(mais l’accessibilité aux personnes à mobilité  réduit e complique cette disposition). 
Il est plus difficile de protéger l’ entrée des g arages en s ous-sols de c es 
ruisselle ment s superficiels , ce qui souligne  l’im portance des choix à faire dès la 
conception de  l’aménage ment. 
En outre si  le revête ment de la chaus sée ou des trottoirs est réalisé en matériau 
bitum ineux, il sera  susc eptible d’ être rech argé, ce  qu’il faut prévoir. Une chaus sée 
dallée ou pavée ne présent era pas cet inconvénient. 
On s’ assure  enfin que ces écoule ments parviendront bien à l’ exutoire sans  
rencontrer d’étranglem ents ou d ’obstacle incontour nable. 
Il s’agit don c d’une conception de l’assainissemen t qui n’est pas indépendante 
de cell e de l’urbanisme, ni de celle d u gestionnaire de la voirie . Au contraire, la 
maîtrise du ruissellement pluvial devien t une co mposante  structurante  de 
l’aménagement de l ’espace, la topographi e jouant un rôle es sentiel dans l a 
hiérarchisatio n des surfaces. La mise en place de ce ty pe de solutions dans les 
parties dense s des villes déjà très développées risque d’ être longue et délicate du 
fait des choix d’ urbanisation précédemment e ffectués.  En revanche,  leur utilisati on 
peut être sy stématique dans les zones p ériphériques des agglom érations et dans les 
projets de restructuration d e quartiers. cf. « Organiser  les espaces  
publics p our maîtriser le 
ruissellement urbain » 
Certu 2000 
2.3.3.5 Choix des niveaux de protection 
Tous les ou vrages d’infi ltration, de  retenue , de rég ulation o u de transport sont  donc 
insuffisants au-delà de c ertains événe ments pluvieux dont on a déter miné la 
fréquence (et qui n’est en fait pas iden tique à la fréquence d e saturation des 
capacités de l’ouvrage,  cf. 6.2.3.2). L’habitude a  été prise dans le passé  de 
dimensionner les ouvrages courants pour la  fréquen ce décennale. Il s’agit de la 
pluie correspondant aux dimensions du bassin versant (donc d’ une durée 
déterm inée correspondant  au tem ps de c oncentratio n de l ’ensemble des eaux  qui 
ruissellent su r ce bassin), et susceptible de  se produire stati stiquement tous les dix 
ans. Pour les canalisations, l’instructio n technique de 1977 sug gérait de se lim iter à 
2 ou 5 ans pour les zones s ituées en a mont des réseau x, et au contraire de choisi r 20 
ou 50 ans pour les quartiers très urbanisés et sans r elief. 
Naturelle ment, les événements pluvieux plus intenses, et plus rares, vont provoque r 
l’insuffisance des ouvrages. La  fréquence de retour d es désordres qui von t résulter 
de cette ins uffisance pe ut être plus fa ible (plus rare) que l a fréquence d e 
l’événem ent qui la provoq ue. C’est le cas pour les collecteurs qui ont été calcu lés 
pour fonctionner sans mise en charge : leur m ise en  charge présente une sécurité 
retardant la s ubmersion des sols. 
Il convient donc de se préoccuper, d’une part, de la fréquence de retour de  
l’insuffisance des ouvrage s courants (nou es, tranchées drainantes, fossés, puits, 
retenues, voirie publique, collecteurs…),  d’autre part de la fréquence de retour des 
débordem ents jugés exceptionnels. 
 54/503

Le niveau de protection choisi ne doit pas êtr e considéré comme un e limit e à 
l’intérieur  de laquelle le  projet d’ass ainissement sera étudi é. Au contraire , il 
s’agit de seuils échelonnés  entre les dif férent s mode s d’évacuation des eaux de 
pluie, et donc entr e les n iveaux de service déc rits ci-dessu s (si l’on applique 
stricte ment le s 4 niveaux de service, il y  aura donc 3 s euils à déterminer). 
 
La norme européenne NF EN 752-2, relative aux réseaux d’ évacuation et 
d’assainissement à l’ extérieur des bâtiments, propose en son article 6 des 
prescriptions de perfor mances à attei ndre, notamment en ter me de fr équences  
d’inondation : 
 
Lieu  
Fréquence d’inondati on 
Zones rurales 1 tous les 10 ans 
Zones réside ntielles 1 tous les 20 ans 
Centres- villes 
Zones industr ielles ou commerciales 
 
- risque d’inondation vérifié 
 
- risque d’inondation non v érifié 
  
1 tous les 30 ans 
 
Passages souterrains routiers ou ferré s 1 tous les 50 ans 
  
Tableau 3.:  Fréq uences d’ inondation 
 
Remarque  : la fréquence d’inondation indiqu ée par la norme serait donc le seuil 
séparant le n iveau 3 du niveau 4, c’es t-à-dire celui au-delà duquel on quitte le 
domaine de l’ assainis sement pour entrer dans celui des risques majeurs. 
 
Cette norme s’applique t el que précisé au § 1.1.2 . Son intro duction dans  les 
Marchés publics est prévue par l’article 6 du CMP. Le maître d ’ouvrage a toute 
latitude pour en préciser so n application, voire édicter des prescripti ons différentes. 
 
55/50 3

2.4 L’élaboration d’une stratégie intégrée 
d’assainissement pour la ville 
On a vu ci-dessus co mment à la différence de l’ approche  « hydraulique », 
l’approche « intégrée », nécessaire pour répondre aux im pératifs d’économ ie et de 
lutte contre le s polluti ons, i mpliquait une él aboration s imultanée de la planification 
urbaine et de s choix de principe d ’une part, des projet s d’am énagement et de leurs 
ouvrages d’ assainissement d’ autre part. Et cela dans le cadre de niveaux de serv ice 
dont les seui ls, correspondant à des fr éque nces de retour d’ événem ents, sont à 
définir en accord avec l’autorité responsab le de la collectivité. Il s’ agit donc 
d’établir un cadre de référence pour la ville , qui im plique l’uti lisation de 
l’appr oche int égrée pour réaliser les extensions. 
C’est donc  une véritable stratégie locale qu’il s’agit de définir pour  
l’assainissement, en harmonie avec l’évolution de l ’urbanisme . 
A ce stad e il convient d ’insister sur l’importance de la préparation de la décision . 
En effet, pour obtenir une adhésion de l’ autorité à un processus d’élaboration, et à  
un modèle « intégré » qui déstabilise les c onditions traditionnelles de la décisi on 
politique, il im porte que les options, avec leurs li mites, soient clairement défin ies. 
Tout ce qui pourrait a pporter une  dilution des responsabilités doit  être 
soigneusem ent évité. Parallèlement l es av antages, en particulier sur le p lan 
économ ique doivent être clairement explicités. Cf. « Ris ques e t réseaux 
techni ques urbains » 
(§V. 2) Certu 1998 
Nous exposons ci-dessou s les principes es sentiels de la démarche, qui ser ont 
utilisés aussi  bien pour établir le cadre de référence que pour les proj ets 
d’extensio n. 
2.4.1 L’équipe d’élaboration du programme 
Tous les acteurs de l’aménagement s ont concerné s. Ils doivent être impliq ués 
et accept er de crois er de s éléments qu i ne sont pas  propres à l’ assainisse ment, 
mais qui permettront de faire de bons choix techniques. Au niveau du projet,  
c’est l eur démarche  part icipative et l a considérati on de tous le s aspect s relatifs 
au site (as pects régle mentaire s, économiques, urbanistiques, paysagers,  
sanitaires, p olitiques et c ulturels) qui  font de c ette approche une « approche  
intégrée ». 
 
2.4.2 L’approch e 
 
Elle se déroule en trois étapes : 
 
1 - le diagnostic de site ; 
2 - l’étude de cadrage ; 
3 - le scénari o d’assainisse ment. 
 
56/50 3

Diagnostic de site   
Projet pour la ville 
 
Étude de cadrage  
 
Élaboration des scénarios 
 
(études de faisabilité) 
 
Planification du projet  Solutions te chniques 
et 
Partis d’aménagement 
 
2.4.3 Le diagnostic de site 
Il doit m ettre en évidence les contraintes et les potentialités du site, puis les 
analy ser et le s hiérarchiser . Il est m ené à l’échelle du bassin versant. Un groupe de  
travail est co nstitué pour l’établir. 
Il com prend : 
 
¾ une analyse du site  qui re cense l es critères li és au milieu phy sique 
et dans laque lle on s ’attache nota mment à évaluer la vul nérabilité 
sur le plan des inondations, ainsi que la sensibilité du milieu 
récepteur à l’ aménage ment et aux rejets urbains. Elle recens e auss i 
les critères liés à l’activité hum aine (urbanisation, us ages de l’ eau, 
activités…) ;  
¾ un diagnosti c urbain , qui cherche à appréhender les rapports q ue 
la populatio n entretient avec l’eau dans l a ville  ; 
¾ le diagnostic du  systèm e d’assainisse ment  existant  qui doit êtr e 
réalisé auparavant, et qui perm et de connaître le degré de 
satisfaction des besoins essentiels  de la ville, ses insuffisances 
auxquelles il faudra remédier, ainsi que ses potentialités, qui 
pourront être utilisées. 
 
De no mbreux éléments peuvent être trouv és auprès des s ervices  qui disposent de s 
principaux documents auxquels on doi t se rapporter  : 
 
• les sché mas directeurs : urbanis me (SCoT), eau ( SDAGE, SAGE )… ; 
• la carte départem ental e d’objectifs de qualité  des cours d’ eau ; 
• les servitudes  éventuelles (PPR, périmèt res de protection de captage…) ; 
• la carte d’agglom ération  et l’ arrêté préfectoral fixant les objectifs de 
réduction  des flux de substances polluantes ; 
• les docu ments locaux d’urbanisme d éjà établis (POS ou PLU , Carte 
communale ) ; 
• les « porter à connaissance » adressés au pr éalable par le préfet à l’autorité 
chargée de l’élaboration d ’un document local d’urbani sme; 
• la carte du zonage d’ assainisse ment ; 
57/50 3

• le programme  d’assainisse ment  de la collectivité s’il existe déjà ; 
• les diverses docum entatio ns techniques éditées par l es servic es : DDASS,  
DDE , DDAF, DRI RE , DIREN , SN, Agence de  l’eau, IGN,  BRGM,  
Météo Fra nce, les  services  te chniques des colle ctivités, le s 
concessionnaires, l’ Univer sité, les associations locales… 
 
Selon le type de données cherchées,  l’échelle d’approche ser a plus ou moins 
étendue : 
 
Les données climatiqu es sont fournies par le centre météorologiqu e 
départe mental, ou, le cas échéant, par un poste d’observation local. En effet  la 
précision des résultats d es études hydr ologiques  sera fonction de la bonne 
représentativi té des do nnées pluviométriques utilisées ( cf. chapitre 7 : 
Météorologie ). 
 
Les données concernant les bassins hydrologiques  correspondent à des échelles 
« em boîtées » : 
• les données générales concernent le bassin d’ un fl euve, ou de son 
affluent, ou encore un aquifère plus ou moins vaste (SDAGE, 
SAGE…) ; 
• les données locales concer nent le bassin versant dans lequel se trouve 
situé la co mmune ou le projet (carte topographique représentan t le 
relief et l’hy drographie, carte d’ objectifs de qualité, PPR inondations, 
carte géo logique, carte d’a gglom ération, programme 
d’assainisse ment s’ il a été préalable ment établi…) ; 
• les données ponctuelles dans le cas d’ un pr ojet particulier. Elles 
doivent être très co mplètes et très pr écises et sont li mitées au site du 
projet ou ses abords i mmédi ats (r elief et hy drographie, PP R 
inondati ons, zonage d’ assainissement, données pédol ogiques…). 
 
Les données concernant l ’urbanisme s’échelonnent de m anière com parable, entre 
le Schéma de Cohérence Territoriale, le PLU ou la Carte co mmunale s’ils sont déjà 
établis , le quartier, le site de  l’opération d’aménage ment… 
 
Il en est de même pour ce qui co ncerne l’environnement et le s usages  : les sites 
classés, la protection des nappes et des captages, les milieux sensibles (arrêtés de 
biotope, ZNI EFF, zones hum ides…), les zones vu lnérables à protéger (lieux 
publics, baignades, zones d’ activité), le s servitudes directes … 
 
Enfin le niv eau d’approc he administ ratif  se superpose aux précédents a vec 
lesquels il ne coïncide pas : le territoire c oncerné est  celui de la (ou des) collectiv ité 
(communale ou intercomm unale) resp onsable de l’assainis sement : EU collectif 
(carte d’agglomération), EU non  co llectif (zonage). Dans le cas de 
l’intercomm unalité la compétence  en matière d’ eaux de ruisselle ment, si elle n’a 
pas été transf érée, re ste du ressort des co mmunes. 
 
Ce r ecueil recens e objec tivement  les différent es caractéris tiques du bass in 
versant . La représentatio n graphique de ces multiples données en per mettra une 
appréhension  globale et p ertinente. Les différents partenaires du groupe de tra vail 
s’accordent pour hiérarchiser ces  critèr es et en déduir e une série de 
recommandat ions qui seront prises en compte dans  l’étape suivante : l’étude  de 
cadrage. 
 58/503

2.4.4 L’étude de cadrage 
Elle a pour  objet d’exam iner l’interactio n de l’urbanisation existant e d’une part,  de 
son évolution et des e xtensions envisagées, d’autre part, avec le sy stème 
hydrographique du bassi n versant, l e système d’assainisse ment et le milieu 
récepteur . 
 
Elle se déroule en deux étapes : 
 
Dans un premier temps , les données issues du diagnostic de site sont ramenées à 
l’échelle d e la ville (ou du projet). Cette  focalisation permet de pré ciser l es crit ères 
apparus co mme prépondérants lors du d iagnostic. Des études supplém entaires sont 
menées à l’échelle du périm ètre d’études,  pour con firmer le diagnostic dans le 
détail. On étudie plus précisément : 
 
• la topograp hie ; 
• l’hydrol ogie : venues d ’eau à l’am ont du projet, écoulement, nappes… ; 
• la pédologie :  capacités de rétention des sols, possibili tés d’infiltrati on ; 
• le contexte urbain  : voirie, réseaux exist ants, parkings  souterrains… ; 
• l’hydrauliq ue : on calcule le volum e et les débits qui doivent être pris en 
compte, les modes d’écoule ment actuels ; 
• la géotechnique : des sondages de re connaissance p ermettent d’ évaluer les 
difficultés qu ’on rencontre ra pour réaliser des ouvrages souterrains. 
 
Dans un second temps , ces données sont croisées avec les exigenc es propre s des 
projets  d’évolution ou d’ extension, afin de dégager toutes les opportunités, o u au 
contraire de déceler le s objectifs qui seraient incom patibles. Ces e xigences peuvent 
être liées : 
 
• à la vocatio n des dif férentes zones  (habitat, z one co mmerciale…),  
perm ettant d’appréhende r notamment la quantité et la nature de la polluti on 
susceptible d’être véhiculée  par le ruissel lement ; 
• au ty pe d’ aménage ment pr ojeté : bâtime nts, espaces p iéton, voirie… ; 
• à la taille des parcelles  dans les zones d’habitat indiv iduel ; 
• au pourcentage d’ espaces verts publics ou privés; 
• à la pop ulation résidente  : attrait po ur un  aménagem ent de qualité , 
sensibilité particulière au risque d’i nondation ; 
• au coût de l ’opération ; 
• à l’usage prévu  ou prévisible des a ménagements ou des espac es publics. 
 
L’enjeu de cette phase est de parven ir au cadrage des  objectifs par une conciliation 
permanent e entre le s diff érents port eurs d’enjeux . La confront ation des poi nts 
de vue about ira à un diag nostic partagé, à des objectifs débattus et intégrés, au  
« pré programme » d’assainisse ment. 
2.4.5 Le choix du scénario d’am énagement et des techniques 
Le croisement de l’ ensem ble des données,  la démarche des différents act eurs 
permettent d’envisager une ou plusieurs réponses possibles aux besoins identifiés  
en matière d’assainissement, à la politique à long ter me, au management  du 
59/50 3

système d’ assainissement, au choix des ouvra ges nouveaux, ces réponses 
impliquant p lus ou m oins de contraint es pour l’évolutio n ou  l’extension  de 
l’urbanisation . En particuli er on est am ené à rechercher, on l ’a vu plus haut,  toute 
adaptation de s aménage ments permettan t : 
 
• de limiter la production  des eaux de ruisselle ment ; 
• de stocker  sur place le maximum de ce s eaux ; 
• d’utiliser le ruissellement  superficiel ; 
• de ne pas présenter d’ obstacles  aux éc oulements su perficiels en cas 
d’insuffisance des ouvr ages d’évacuatio n. 
 
Un pre mier schéma d’ensemble peut être  esquissé. C hacun des acteurs de l’ équipe 
de conception  opère alors (et en même temps ) selon la boucle suiva nte : 
 
schéma d’ensemble 
(initial ou résultant) 
potentialités) conséquences 
(risques et 
prescriptions possibles interactions prévisibles urbanisme, i mpacts et sy stème
technique ) (entre
 
figure4:  Élaboration d’un scénario 
 
On opère par sc énarios  et si mulations. Les élé ments spati aux, fonctionnels,  
techniques, économ iques peuvent évol uer tout  à la f ois, en foncti on de l ’écono mie 
ou des usages attendus.  
 
Après avoir écarté le s solutions d’assainisse ment que l’on ne peut pas m ettre en 
œuvre, plusie urs sc énarios peuvent s’ offrir à la collectivité. Ces scénarios peuvent  
comprendre différentes sort es de mesures  : 
 
• physiques, en ce qui concerne le système d’assainisse ment  existant ou à  
étendre, mais aussi les ada ptations de l’aménage ment urbain , de la  voirie, 
des projets d’extension… 
• opérationnell es, concernant l’or ganisat ion de la gestion du service , de 
l’entretien des ouvrages, mais aussi de l’entretien de la voirie ou des 
espace s verts … 
• planificatrice s, avec en pre mier lieu les différents zonages … 
• régle mentair es, avec l es pr escriptions qui seront traduites dans le règlem ent 
du PLU… 
 
La faisabilit é des mesure s envisagées et notammen t des nouveaux ouvrages est 
vérifiée à c e stade. 
 60/503

Pour les ouvrages destinés aux eaux pluviales, ils envisagent des solutions de
type « techniques alternatives » adaptée s aux différents niveaux de  service . Une
attention part iculière doit être portée à t out ce qui  peut favoriser l a pérennité de
leur entretien, de leur bon  état et de leur bon fo nction nement. 
Outre les critères économiques et les conditions de réalisation, on peu t
considérer, pour gu ider ce choix , que 4 paramètres sont détermin ants : 
 
Les usages 
Les propositi ons techniqu es doivent s e plier au f onctionnem ent urbai n
existant ou pr évu : 
- cheminements piétons ; 
- transport et circulation ; 
- espace s publics ; 
- co mmerces 
 Les perc eptions 
Les techniques e mployées doivent teni r com pte de  la perception qu’ en
auront les différents act eurs. 
Ainsi les élus seront-ils sensibles à ce qui améliore l’i mage de la v ille, les
usagers doivent aimer l’ espace et s’y sentir en sécurité , les concepte urs des
aménagements urbains doi vent s’appr oprier les idé es techniques et êt re
capables de travailler sur leur s valorisations urbaines... 
 L’intégration paysagère Tous les aspects de l’évol ution ur baine ou des pr ojets urbains qui  peuven
t
favoriser l’intégration des dispos itifs envisagés doivent être mis en
évidence, à le ur échelle propre mais aus si à l’échelle du contexte. 
 
L’administratif et le réglementaire 
Les li mites de « créativité  » doivent être fixées en fonction du contexte
réglem entaire, juridi que et ad ministratif, national (loi su r l’eau,
aménagement s handicapés. ..) et local  (charte des espaces publics, m obilie r
urbain...). 
  
61/50 3

En ce qui concerne notamment les dis positifs d’écrêtem ent des débits des eaux
de ruissellement, les choix respecteront certaines o ptions, primordiales  pour
assurer leur b on foncti onne ment et leur pérennité. 
 
Des te chniques visibles 
On ne doit plus chercher à dissi muler les dispositifs d’écrêtement, mais
plutôt à les rendre visibles. C’est en les rendant visibles qu’on en  garanti t
le bon entretien et qu’ on attire l’ atten tion du public sur la présence d’ eau e t
les risques potentiels.  
Des ouvrages  intégrés 
Ces te chniques visibles ne  peuvent être acc eptées pa r les usager s et don c
être pérennes que si elles sont intégrées, c’ est-à-dire qu’ elles ne
provo quent p as de rupture ni dans le  paysage, ni dans le fonctionnemen
t
urbain. 
Pour cela, il faut travailler sur des sy stèmes de zones inondables intégrées
à l’aménagement : les dispositifs devr ont être peu profonds, entre 5 e t
40 cm  en gén éral, et avec d e faibles pentes. 
 
La multifonction des ouvrages 
Il n’y  a pas de véritable intégration d ’une techniq ue de stockage à ciel
ouvert si on  ne lui don ne pas d’autres fonctions, d ’autres usages. 
Cette multifonction est la garantie : 
- d’un bon en tretien ; 
- d’une bonne  acceptation par les riverain s ; 
- d’une pérennité d’un ouvr age car la probabilité d’une destruction de
l’ouvrage est plus faible si  le site  est ressenti par le s usagers comme un
élément d’ani mation urbain e. 
-  La combinaison des techn iques 
On évitera  de s e « focali ser », dans  le cadre d’un  projet, sur une seule
technique. E n effet, l’im portance des volum es nuit souvent à une bon ne
intégration u rbaine des ouvrages de stockage. Aussi est-on amené à
repenser les techniques en utilisant toutes les o pportunités du proje
t
d’am énagement, pour inst aller des disp ositifs dont l e choix technique, a u
cas par cas, correspond aux caractéri stiques de chacun des sites. 
 
 Adapté de T. May traud et G. Brousse : L’eau et l’urbanisme comment ça
marche ? TSM  numéro 4 avril 1998  p. 57-64 . 
  
 62/503

 Les noues, les tranchées, l es bassins en eau peuvent contribuer à mettre e n
valeur le paysage et la végétation en participant à l a création d’espace s
verts ou de plans d’eau. De cette façon, les eaux pluviales ne sont plus
perçues co mme une contrainte dans l’aménage ment, mais au contraire
comme une chance d’avo ir de l’eau pour la végétation. Dans le même
ordre d’ idée, des a ménag ements t els que fontaines, écoule ments d’eau à
ciel ouvert participent à améliorer la pe rception de l ’eau dans la ville par le
public. 
Les techniques alternatives trouvent ic i toute leur place, parce qu’elles
présentent une capacit é d’adaptation pa r rapport aux contraintes du site, e t
leurs fonctio ns autres qu’h ydrauli ques peuvent séduire les différents
acteurs de l’ aménage ment. 
La plupart se prêtent bien à la végétalisation pa ysagère tandis que d’autres
sont plus particulièrement aptes à s’in tégrer dans un projet architectural ou
urbain. Elles sont concevables sur le dom aine public comme sur le
domaine priv é. Mais leur bon entretie n et donc leur pé rennité dépendent de
la façon dont  elles sont acceptées, voir e « utilisées » par le public ou pa r
les habitants. 
 
Progressive ment é merge u n ense mble cohére nt qui tient co mpte des hétérogéné ités 
des infrastruc tures de terrai n et de leur gestion : 
 
espace s et for mes 
système tech nique, gestion e t 
impacts économ iques fonctions et usages 
figure5: émer gence  d’un programme  d’assainissement 
 
dont la m ise en form e conduit : 
a)  aux zonages prévus par la loi sur l ’eau 
b)  à la validation du périmètre d’aggl omération  
c)  à la confirmation du respect d es objectifs de réduction des flu x 
polluants par le niveau d’é puration des équipements prévus  
d)  à la politique de gestion du pluvial  et aux options d’ assainissement 
retenues pour la collecte d es eaux usées, ce qui permet de «  fixer » le 
programme d ’assainisse ment. 
 
63/50 3

La stratégie d ’aménagement du maître d’ouvrag e peut s’exprim er à trav ers le choix 
des différentes techniques qui peuvent être  utilisées d ans le scénario retenu. Cel ui-
ci prendra au ssi en compte l’articulation prévisible  entre les différ entes phase s de 
réalisation des ouvrages : les situations in termédiaires, «  provisoir es », peuvent en  
effet avoir u n impact non négligeabl e tant sur l’environnem ent que sur la vie 
urbaine. 
 
Jardin en terrasse à Ly on (photo E. Boutefeu Certu)  
 
Armé  de ces outils, les réalisations peuve nt être engagées, en tenant co mpte des 
priorités et objectifs répondant aux enjeux du dévelo ppement local, et aux critères 
de faisabilité.  
 
 64/503

2.5 Rappel des outils réglementaires 
2.5.1 Planification dans  le domaine de l’eau 
La planification spécifique dans le domaine  de l’eau se décline en fonction de la 
taille de la zone couverte correspondant soit à l’hydrographie soit aux collectivit és 
territoriales. 
2.5.1.1 Documents de planification correspondant à l’h ydrographie : 
Les SDAGE (Sché ma Directeur d’ Aménagement et de Gestion des  Eaux, article  L 
212-1 du code de l’ Environnement). Ils fi xent pour chaque bassin ou groupe ment 
de bassins l es orientations fondamental es d’une gestion équilibré e de la ressource 
en eau. Ils sont élaborés par les co mités de bassin. Leurs dispositions doivent être 
« prises en co mpte » par le s docum ents l ocaux d’ urbanisme. 
 
Les cartes des z ones sensibles  déli mitent les masses d’ eau significatives à 
l’échelle du bassin qui sont particulière ment sensib les aux pollutions, notamment  
celles qui sont sujettes à l’eutrophisatio n et dans lesquelles les rejets de phosphore 
et/ou d ’azote doivent évent uellem ent être réduits (article 6 du décret n° 94-46 9 du 
3 juin 1994). 
 
Le SAGE  (Schém a d’Aménagem ent et de G estion des Eaux, article L 212-3 du 
code de l ’Environnem ent). Dans un sous -bassin ou un groupem ent de sous-bassins 
correspondant à une unité  hydrographi que ou à un systèm e aquifère, il fixe les 
objectifs généraux d’utilis ation, de  mise en  valeur e t de pr otection quantitative et  
qualitative des ressources en eau supe rficie lle et so uterraine et des écosy stèmes 
aquatiques ainsi que de préservation des zones hu mides. Il e st élaboré par une 
commission locale de l’ eau. Comme pour le SDAGE , ses dispositions doi vent ê tre 
prises en co mpte par les docu ments loca ux d’ urbanisme. 
 
Les cartes d’agglom ération  délim itent les zones où la c oncentration de 
l’urbanisation justifie la collecte des  eaux usées et leur ache minement vers  un 
système d’épuration uniq ue. Elles sont arrêtées par le préfet (article R 2224-10  du 
CGCT). 
 
Les objectif s de rédu ction des flux d e substanc es polluantes  sont arrêtés pa r le 
préfet, pour chaque «  agglomération » de plus de 2000 EH (articles R 2224-17 et 
R2224-1 8 du CGCT). 
 
2.5.1.2 Documents de planifica tion correspondant aux limites 
adminis tratives ou à celles des collec tivités terr itoriales 
Les cartes d épartementa les d’objecti fs de qualité . Arrêtées pa r le préfet, elles 
reposent sur un classe ment de tout ou partie  d’un cours d’ eau en fonction du de gré 
de pollut ion, et déterm inent les niveaux de qualité à atteindre. Non opposable aux 
tiers, elles  s’imposent pourtant à toute décision concernant la police de l’ eau (et  
donc aux ouvrages sou mis à autorisation ou à déclaration). 
65/50 3

Le zonage communal d’assainisse ment, article L 22 24-10  du CG CT : 
« Les communes ou leurs établissement s publics de coopération délimitent, après 
enquête publi que : 
 
1° les zones d ’assainissement collectif où e lles sont ten ues d’assurer la collecte d es 
eaux usées domestiques et  le stockage, l’épuration et le rejet ou la  réutilisation de 
l’ensemble de s eaux collect ées ; 
 
2° les zones relevant de l’assainisseme nt non collectif où elles sont seulement 
tenues, afin de protéger la salubrité pub lique, d’assurer le contrôle des dispositifs 
d’assainissement et, si ell es le décident , leur entretie n ; 
 
3° les zones où des mesures doivent être prises pour limiter l’imperméabilisatio n 
des sols et po ur assurer la  maîtrise du débit et de l’écoulement des eaux pluvi ales 
et de ruisselle ment ; 
 
4° les zones où il est n écessaire de prévo ir des installations  pour assurer la 
collecte, le s tockage éven tuel et, en tant que de be soin, le traitement des eaux  
pluviales et de ruissellem ent lorsque la poll ution qu’elles app ortent au mi lieu 
aquati que risque de nuire gravemen t à l’efficacité des dispositifs 
d’assainissement ». 
 
Les PLU peuvent délim iter ces zones (C. U. article L 123-1, 11°). 
 
Le programm e d’assainissem ent est élaboré par les co mmunes  concernées par 
une «  agglomération »  de plus de 2 0 00 EH (articles R 2224- 19 et 20 du CGCT). 
Article R 2224-19  : 
«  I. - Les communes dont le territoire est compris en totali té ou en partie dans une 
agglomératio n produisant  une charge brute de pollution orga nique supérieure à  
120 kg par j our élaborent, pour la par tie de leur territoire incluse dans ce 
périmètre, un programme d'assainiss ement. Lorsque l'a gglomé ration comprend  
plusieurs c ommunes, celles- ci él aborent conjointement le progr amme 
d'assainissem ent. 
 
 II. - Le progr amme d'assainissement, qui  doit être conforme aux objectifs fixés par 
l'arrêté pris en vertu de l' article R. 2224 -18 et aux obligations résultant des 
articles R. 2224-11 à R. 2224-16  ainsi q ue des articles 19 à 2112 du décret nº 94-
469 du 3 juin 1994 relatif à la collecte et au traitement des eaux usées mentionnées 
aux articles L. 222 4-8 et L. 2224-10 com porte : 
      
 1º Un di agnostic du système d'assainissem ent existant, qui permet de connaître : 
   a) L' évaluation des charges brutes et des flux de substances polluantes, actuelles 
et prévisibles,  à collecter par le systè me d'assainissem ent ; 
   b) Les variations des charges brut es et des flux de substances polluantes en 
fonction des conditi ons climatiques ou des saisons ; 
   c) Le taux de collecte ;    d) La capac ité d'épurati on et le re ndement effectif du système d'assainissement. 
   
12 Objet des prescriptions techniques fixées par arrêté 
 66/503

 2º L' indication des objectifs et des moye ns à mettre en place, q ui contient : 
   a) Le rappe l des objectifs de réducti on des flux de substances poll uantes fixés par 
l'arrêté pris en vertu de l' article R. 2224 -18, ainsi que  des obligations résultant des 
articles R. 2224-11 à R. 2224-16  et des articles 19 à 21 du décret précité ; 
   b) L'évoluti on du taux de dépolluti on nécessaire pour assurer le respect de ces 
objectifs et de ces obligations ; 
    
c) La pluviosité sur la base de laquelle seront fixées l es caract éristiques du système 
d'assainissem ent ; 
 d) L' échéanc ier des opérations. » 
 
2.5.2 Organisation et limites de  l’urbanisation concernée par 
 
Depuis janvier 2002, les documents d’urbanisme qui sont approuvés sont les 
Schémas de Cohérence T erritoriale (S CoT), les Plans Locaux d’ Urbanisme ( PLU)  
et les Cartes communales. 
Les anciens documents approuvés (Schéma Di recteur, POS, MA RNU) rest ent en  
vigueur jusqu’à leur mise e n révision. 
En l’absence de document local, c’est le règlement nation al d’urbanisme (RNU) 
qui s’applique sur le territoire de la commune. 
Les SCoT et les PLU comprennent un Plan d’Aménagement et de Développemen t 
Durable, qui peut comporter des or ientations générales en matière 
d’environnement : 
 
Article L 122-1 : 
Pour mettre en oeuvre le projet d'am énagement et de développement durable 
retenu, [ les SCoT ] fixent, dans le respect  des équilibres résulta nt des principes 
énoncés aux articles L. 110 et L. 121-1, les orientations générales de l'organisat ion 
de l'espace et de la restructuration des espaces urbanisés et déter minent les grands  
équilibres en tre les espaces urbains et à urbaniser et  les esp aces naturels et  
agricoles ou forestier s. Ils apprécient les in cidences prévisibles de  ces orientations  
sur l' environnement. 
 
Article 123-1 : 
 [Les PL U] présentent le projet d'am énagement et de dévelop pement durable 
retenu, qui peut […] prévoir les action s et opératio ns d'aménage ment à mett re en 
oeuvre, notamment en ce qui concerne le traitement  des espaces et voies publics,  
les entrées de villes, les pa ysages, l'environnement [… ] 
 
2.5.2.1 Compétences en matière d’assainissement 
 
La loi donne  la com pétence en matière d’assainissem ent aux communes (ar ticle 
L 2224-8 du  CGCT). Cette co mpétence (obligatoire) peut être transférée aux 
établissement publ ics de coopération.  Elle concerne la collecte, le transport et le 
traitement des eaux usées ainsi que des eaux pluviales qui viennent à s’y  trou ver 
mélangées, ainsi que l ’assainissement  non collecti f, sauf choix contraire (dans 
certains cas). Les communautés urbaines exer cent de plein droit la co mpétence 
« assainissement »  (article L 521 5-20 du CGCT). 
67/50 3

Il convient d’être attentif au contenu de  ces transf erts, car cette com pétence ne 
concerne pas les ouvrages de collect e ou d’évacuation des eaux pluviales 
stricte ment s éparatives. E n effet, le s ervice de l’ assainiss ement est un service  
public à caractère industriel et commercial ( il est financé par la redevance), et ne 
peut supporte r les dépenses afférentes aux ou vrages destinés aux eaux pluviales, 
service public ad ministrat if (financés par le budge t général). Néan moins cet te 
compétence p eut égale ment être transfér ée. 
 
En ce qui concerne l’ établisse ment des  différents zonages, les co mmunes ou les  
établissement s publics qui  les regroupent  ont com pétence pour l’ assainissement 
ainsi que pou r les eaux pluviales. 
En revanche, la réalisation et l’entre tien des ouvrage s destinés au x eaux plu viales 
se font soit au titre de l’aménagement du domaine public dont ils sont des ouvr ages 
annexes, soit après dé claration d’intérê t général o u d’urgence conform ément à 
l’article L 21 1-7 du  code d e l’enviro nnement (ancien nement articl e 31 de la loi sur 
l’eau). 
2.5.2.2 Prise en compte des serv itudes qu i concernent l’eau 
Les principales s ervitudes qui sont à prendre en com pte dans  les docu ments 
d’urbanism e concernent : 
• les risques : Plan de Prévention des Risques d’inondat ions (PPR)... ; 
• la protection de la ressource : péri mètres de protection des captages, 
des sources d ’eau m inéral es, des nappes, etc. ; 
• la protection de la nature  et du pay sage : sites classés, arrêt és de 
biotope, réserves naturelles... 
 
2.5.2.3 Prise en compte des risques (inondations) dans les documents 
d’urbanisme : 
 
Même en l’ absence de  PPR, ces  docu ments doivent tenir c ompte des zones 
inondables co nnues. 
 
Code de l’Urbanisme : 
 
Article L 121-1  : « Les schémas de cohérence te rritoriale, les plans locaux  
d’urbanisme et les Cartes communales déterminent les condit ions permettant 
d’assurer : [...] la prévention des risques naturels prévisibles. » 
 
Article L 123-1  : « Les p lans locaux d’urbanisme [… ] peuvent [ …] délimiter les 
zones visées à l’article L 2224- 10 d u code général des collectivités territoriales 
concernant l’assainissement et les eaux pluviales. » 
 
Article R 123-11  : « Les d ocuments graphiques (des PLU) font a pparaître s’il y a 
lieu : […] les secteurs où [ …] l’existence de  risques naturels, tels qu’inondati ons, 
[…] justifient que soient interdites ou soumises à des conditions spéciales les 
constructions et install ations de to ute nature, permanentes ou non, les pl antati ons, 
dépôts, affouillements, forag es et exhaussements de s sols. » 
 68/503

2.5.2.4 Prise en compte de l’eau et  de l’assainissement dans les 
documents locaux d’urbanisme : 
 
d’urbanisme et les cartes communales détermin ent les conditions permettant 
d’assurer : [...] la préserva tion de la qualité [ …] de l’eau. ». 
 
Dans les Sco T : 
Article R 122-2  :  « Le rapport de présentation : [ …] 
 2º Analyse l'état initial de l'environnement ; 
 3º Présente l e projet d'am énagement et de développement durable et expose l es 
choix retenus au regard des objectifs et des principes énoncés aux articles L. 110 
et L. 121-1 et  des dispositions mentionnées à l'article L. 111-1-1 ai nsi que, s'il y a 
lieu, au regard du plan d'aménagement et de développement dur able de Cors e ; 
[…] 
5º Évalue l es incidences prévisibles des orientations d u schéma  sur 
l'environnement et expose la manière d ont le schéma prend en compte le souci de 
sa préser vation et de sa mise en valeur.  
 
dans les PLU : 
Article L 123-1  : « Les PLU… : 
[…] précisen t les besoins répertori és en matière [ …] d’environnement 
 ils peuvent [… ] : 
11° délimiter les zones visées à l’ar ticle L 2224-10 d u code général des 
collectivités territoriales concernant l’assainissement et les eaux pluviales ; 
12° fixer une superficie mi nimale des terra ins constr uctibles lorsque cette r ègle est 
justifiée par des contraintes techniques relatives à l a réalisation d’un dispositif 
d’assainissement non coll ectif ; » 
 
Article R 123-2  : « Le rapport de présentation : [ …] 
2° analyse l’état initi al de l ’environnement ; 
3° explique les choix retenus pour étab lir le projet d’aménagement et d e 
développement durable et la délimitation d es zones, au regard des objectifs déf inis 
à l’article L 121-1 (cf. ci-dessus) […] 
4° évalue les incidences des orientations  du plan sur l ’environnement et expose l a 
manière dont le plan prend en compte l e souci de sa préservation et de sa mi se en 
valeur. » 
 
Article R 123-6  : 
  Lorsque les  voies  publiques et  les réseaux d'eau, d' électricité  et, le cas é chéant, 
d'assainissem ent existant à la périphérie im médiate d' une zone AU  ont une  
capacité suffisante pour desservir l es co nstructions à implanter dans l'ensemble de 
cette zone, le projet d'amé nagement et de développement durable  et le règlemen t 
définissent les conditions d'aménagement  et d'équipe ment de la zone. 
 
Article R 123-9  :« Le règlement peut comprendre : […] 
4° les conditions de dessert e des t errains par les réseaux publics d’eau, 
d’électricit é et d’assainissement, ainsi que, dans les zones relevant  de 
l’assainissement non collectif délimitées en  application de l’article L 2224-10 du 
69/50 3

code général des collecti vités t erritorial es, les co nditions de réalisation d’un 
assainisseme nt individuel ; 
5° la superficie minimal e des t errai ns constructi bles, lorsque cette  règle  est 
d’assainissement non coll ectif ; 
9° l’emprise au sol des co nstructions ; 
13° les obligations imposé es aux construc teurs en m atière de réal isation d’espaces  
libres, d’aires de jeux et de loisirs, et de plantations ; » 
 
Article R 123-14  : « Les annexes comprennent à titre informatif : [… ] 
3° Les  sch émas de s réseaux d’ea u et d’assa inissement en précisant le s 
emplacements retenus pour […] les stat ions d’épurat ion des eaux usées… 
7° Les dispo sitions d’u n projet de  plan de pré vention des risques natu rels 
prévisibles rendues opposables [ …] » 
 
dans les cartes communales : 
Article R 124-2  : «Le rapport de présentation :  
 1º Analyse l'état initial de l'environnement [ …] 
3º Évalue les incidences des choix de la  carte communale sur l'environnement et 
expose la manière dont la carte prend en co mpte le souci de sa pr éservation et de 
sa mise en va leur. » 
± 
 
La maîtrise du ruissellement s’ exprime donc, pour l’ espace privé, à travers l e 
règlem ent, et  pour l’ espace public, à travers l e rapport de présentation et  les 
dispositions d u plan lu i-même. 
 
On peut sché matiser ains i la traduction du programme  d’assai nisse ment dans le  
ScoT, le PLU ou la CC: 
 
Analy se de l ’état initial de l’envir onnement  ➜ rapport de pr ésentation
 
Réponses aux besoins de l’urbanisation ➜ dispositions d u ScoT, d u PLU 
ou de la CC et règlem ent, 
expliqués dan s le rapport d e 
présentation
Incidences de  l’urbanisation sur l’ environnement ➜ rapport de pr ésentation
  
Tableau 4.:  Prise en co mpte de l ’environnement dans l es documents locaux 
d’urbanisme 
 
On ne saurait trop attirer l ’attention sur le fait que les élém ents qui doivent  figur er 
dans le r apport de présen tation sont le pendant du « document d’incidence » qui 
doit être joint  à tout dossier de dem ande d’autorisatio n ou de déclaration qui serait 
nécess aire l a plupart du te mps si l’ urbanisation prévue était ré alisée par un seu l et 
même maître de l’ouvrage. 
 
 70/503

2.5.3 Cohérence entre le zonage  d’assainissement et le zonage 
du PLU 
 
L’article R 2224-7 du CG CT indique: 
 
« Peuvent êt re placées en zones d’as sainissement  non collectif les parties du 
territoire d’u ne commune dans lesquelles l’installation d’un réseau de collecte ne 
se justifie pas, soit parce qu’elle ne présen te pas d’intérêt pour l’environnement, 
soit parce que son coût serait exces sif.» 
 
Les zones d estinées à être équipées en assainissement non co llectif ont donc  
vocation à accueillir une urbanisation de faib le densité ou de pe tite dimension, qui  
devra peu évoluer par la suite. Il est donc indispensable que ce zo nage et celui du  
PLU (ou éventuellement la Carte communale) soie nt en cohérence. 
Il y a donc tout intérêt à ce que les d eux zonages soient m enés simultanément, 
d’autant  que l a procédure d’enq uête publ ique est identique. 
 
Il en est de mêm e pour la d élimitation des zones concernant  d’une part la lim itation  
de l’im perméabilisation, ou la maîtrise du débit et de l’ écoulement des eaux  de 
ruisselle ment, et d’ autre pa rt la colle cte, le stockage et éventuelle ment le trait ement  
des eaux de ruissellement (article L 2224-10  du  CGCT). 
 
2.5.4 Mémoire de la maîtrise du ruissellement dans le 
document d’urbanisme 
 
Sauf précisions apportées ultérieure ment par la réglem entatio n, le rapport  de 
présentation  du ScoT, du PLU,  ou de la Carte co mmunale, est  le document qui peut  
récapituler d ans le dét ail toutes les dis positions prises pour assurer le stockage,  
l’infi ltration, l’évacuation s outerraine ou superficielle des eaux de ruisselle ment. Pérennis ation des 
dispositions du 
programme 
d’assainissem ent Ainsi la fonction h ydrauli que des différe nts élé ments de l’ aména gement urbain 
(stockage dans des terrains de jeux ou placettes, ruis sellement préférentiel…) s era 
mém orisée dans le docum ent qui sert de référence à l’ évolution de la ville.  
 
2.5.5 Applications réglementaires qui s’imposent au particulier 
au moment du permis de construire    
 
• Le code de l’Urbanism e indique dans so n article L  421-3 : 
« Le permis de construire ne peut être accordé que si les constr uctions projetées  
sont conf ormes aux dispositions législ atives et réglementaires concernant…l eur 
assainisseme nt… » 
 
Afin d’ assurer une réalisation cohérente des différent es dispositions retenues d ans 
le PLU, et de les rendre opposables aux pa rticuliers, le règlement énonce, d ans 
l’article 4, les particularités qui s’a ppliquent à  chaque zone, en m atière 
d’assainissement, collectif  ou non coll ectif, les modalités de raccordem ent, les 
contraintes concernant les eaux pluviales telle que la li mitation du débit… Le 
71/50 3

règle ment d’ assainis sement de la co mmune est mis en cohé rence avec ces 
dispositions. 
• Et dans l’arti cle L  421-5 : 
• « Lorsque, com pte tenu de la destinat ion de la con struction proj etée, des 
travaux porta nt sur les rés eaux (…) d'a ssainiss ement (…) sont nécess aires 
pour assurer la desserte de ladite constr uction, le  permis de construire ne 
peut être accordé si l' autorité qui le  délivre n' est pas en m esure d'indiquer 
dans quel délai et par quelle collectivité publique ou par quel  
concessionnaire de service public lesdits travaux doi vent être exécutés. » 
• L’article R 1 11-2 du CU perm et de refuser ou d’accepter sous conditions 
une construction qui serait «  de natur e à porter a tteinte à la salubrité 
publiq ue », ce qui peut concerner l’ assainisse ment de l’ immeuble projeté.  
• L’article R 42 1-2 du  CU précise  : 
« Lorsque la demande concerne la constr uction de bâtiments ou d’ouvrages devant 
être de sservis par des équi pements publics, le  plan de masse indiqu e le tracé de ces 
équipements et les modali tés selon lesquelles les bâtiments ou ouvrages y sero nt 
raccordés. A défaut d’é quipements publics, le plan de masse indique les  
équipements privés prévus, notamment pour l’alimentation en eau et  
l’assainissem ent. » 
 
S’appli quent également : 
 
• le code de la Santé publi que : articles L 1331- 1 et sui vants, qui  créen t 
notamment l’ obligation de raccorde ment ;         article L 1331-1 : 
« Le raccordement des immeubles aux égouts dispos és pour recevoir les 
eaux usées domestiques et établis sous  la voie publique à laquelle ce s 
immeubles o nt accès soit  directem ent, soit par l' intermédiaire de voies  
privées ou de servitudes d e passage, est obligatoire dans le délai  de deux 
ans à compter de la mise en servi ce de l'égout. [ …] 
Les immeubles non raccordés doivent être dotés d'un assainissement 
auton ome d ont les inst allatio ns seront mainten ues en bon  état de 
fonctionnement. [ …] » 
•  la nécessit é de l’ autorisation préalable pour le rejet au réseau public 
d’eaux usées autres que domestiques ( L 1331- 10), et l e contrôle de ce 
raccordement ainsi que le contrôle des dispositifs d’ assainissement  
non collectif par les agents du service (L 133 1-11) ; 
• le règlem ent sanitaire départem ental ; 
• les arrêtés ministériels (co ncernant notamment le non collectif) ; 
• le régi me d’autorisation/dé claration institué par l ’article 10 de la loi 
sur l’Eau, pour les usages non domestiq ues ; 
• le code Civil pour les eaux de ruissellement (articles 640 et 64 1) ; 
• le cas é chéant , le code de la Voir ie routière (article R 1 22-3) ; 
• certains ouvrages peuvent être concern és par la rég lementation des 
installations classées pour la protec tion de l’ environne ment (ICPE) ; 
• le règle ment du service d’assainis sement13. 
                                                      
13 dont un modèle a été diffusé  par l a circulaire n° 86-140 du 19 mars 198 6 (Voir le guide 
juridique d’un servi ce d’assai nissem ent, Certu, p 25 3) 
 72/503

Introduct ion au c hapitre 3 
 
Les rej ets de la ville sont un des facteu rs de pollution des milieux  aquatiques. La 
dégradation d e la situation a motiv é la prom ulgation en 1964 de la loi relative au 
régime et à l a répartition des eaux et à la lutte contre leur pollution qui créait les 
agences financières de bassin. Ces organi smes ont per mis un développem ent très 
important du  parc des stations d ’épura tion urbaines,  puis des réseaux de collecte 
des eaux usée s.  
Mais on constate aujourd’hui la nécessité de  mieux ajuster les effo rts à la diversité 
des situations. D’une part la polluti on des eaux a de multiples origines (urbai ne, 
industrielle, agricole…) et d’autre part le sy stèm e urbain et le sy stème 
d’assainisse ment ont eux-mê mes l eurs caractéristiques propres qui néces sitent d’en 
adapter  le fonctionnem ent au context e particulier, en tenant com pte notamment 
des eaux de tem ps de pluie. 
Ceci justifie la néces sité de  la gestion gl obale de l’ eau au niveau du bassin versant. 
La collectivité n’ a donc pas tous les él éments en main pour  assurer cette gest ion 
globale, sauf exception, et les objectifs doivent être définis en concertation avec le s 
responsables de la gestion au niveau du bassin versan t : MISE, Agence de l’ eau, et 
autres parten aires dans le  cadre de SAGE, de contrat de rivière, de contrat de 
baie…Mais  l es éléments d e base de l’ approche de la connaissance de l’ état de ces 
milieux que nous donnons dans ce chapitre, ont  pour but  d’aider la collectivité  à 
participer plus active ment à cette concertation, et à mieux adapter le 
fonctionnem ent de ses ouvr ages au milieu récepteur dont elle est tributaire. 
Pour le sy stème d’assainisse ment, l’ évolution consiste à ajouter aux objec tifs 
initiaux hérit és de l’histoire (approche  hygiéniste, approche hydraulique…), la 
notion de protection des milieux récepteurs par la réd uction des flux globalem ent 
déversés. 
 
75/50 3

3.1 Les principes généraux 
La loi sur l’eau du 3 ja nvier 199 2 pose le prin cipe que l’e au fait partie du  
patrim oine commun et que sa protection est d’intérêt géné ral. Les tex tes 
régle mentair es qui en découlent définissent le s structures  et procédures  
réglem entair es destinées à prom ouvoir l a gestion équi librée de la ressource en eau. 
Les texte s réglementair es relatifs  à l’ assainis sement urbain et leurs cir culaire s 
d’application définissent l’enchaînem ent des actions à mener pour f aire évoluer l es 
systèmes d’ assainissement et plus globalem ent la gest ion de l’ eau dans la ville. Il y 
est rappelé q u’il est nécessaire de pren dre en co mpte l’état du m ilieu récepteur , sa 
sensibilité et les usages de l ’eau. 
La directive du 23 octobre  2000 établit un cadre pour une politique  communautaire 
dans le do maine de l’eau. La protection et  la restaurati on des milieux aquatiques en  
sont l’ objectif. Cet obje ctif doit être reche rché au sein de chaque « district 
hydrographiq ue », où un programme d e mesures sera mis en œu vre dans ce but. 
Les obligati ons qui  en découleront  pour  les collectivités apparaîtront d onc 
progressive ment, elles ont vocation à  préciser les  éléments d e la dé marche 
préconisée dans cet ouvrage. La directive im pose d’atteindre le  « bon état » des 
milieux pour  2015 (sauf dérogations).  Ce bon état  s’exprim e par rapport à deux  
notions de qualité : l’état écologique  et l’état chimiq ue. 
L’état écologique  se subdivise lui- même en «  état biologi que » et en «  état 
physico-chimique » qui influence la biolog ie. Un nouvel out il, le Sy stème 
d’Évaluation de la Qualité (SEQ) devrait per mettre la classifi cation nécessaire. 
L’état chim ique correspond au respect des directives relatives à la santé humaine e t 
à la qualité environnem entale. 
3.1.1 Les objectifs de rejets par temps sec 
Dans tous les cas, l’objec tif est la suppression des rejet s direct s et la mise aux 
normes d e la station d’épuration . 
Le niveau minim al de traitement de la pollution est défini par les textes 
réglem entaires, en particu lier l’annexe  2 de l’arrêté  du 22/12/1994  fixant  les 
prescriptions techniques r elatives aux ouvrages de collecte et de traitement des 
eaux usées. 
 
Des exigences supplémentaires  (niveau de dépoll ution plus él evé à la station 
d’épuration, traite ment spé cifique de la pollution bactérienne, etc.),  justifiées par  la 
sensibilité du milieu récepteur ou les usages  de l’eau, doi vent être envisagées et 
mises en œu vre dans la mesure où le c oût économique reste supportable p our la  
collectivité. 
3.1.2 Les objectifs de rejet par temps de pluie 
Pour ce qui concerne le système d’ assainisse ment unitaire, il doit être exploité  
comme une unité technique hom ogène pour  minimiser la quantité totale de 
matièr es polluantes déversées dans tous les modes de fonctionne ment. Jusqu’à un 
débit de référ ence à défini r, supérieur a u débit de pointe de te mps sec, la  statio n 
d’épuration doit respecter ses nor mes d e rejet de  temps sec  (Pluies  faibles : nive au 
1). Au-dessus de ce débit de référenc e, un fonctionne ment dégradé est acc epté dan s 
la mesure o ù cela per met de m inimiser les flux globalem ent déversés pa r le 
système d’ assainissement (station + déversoi rs + éventuels ouvrages délocalisés de 
traitement) [ Pluies moyennes : niveau 2 ]. 
Pour ce qui concerne l’ assainisse ment « pluvial » plus générale ment : les texte s 
réglem entair es relatifs à l’assainissement ur bain laissent toute latitude aux m aîtres 
 76/503

d’ouvrages pour m ettre en place des stratégies qui per mettent de réduire les fl ux 
polluants dé versés au milieu naturel en temps de pluie afin de préserver ou  
d’am éliorer la qualité des m ilieux récepteu rs. Pour le législateur co mme pour le 
technicien, l’approche de l’ assainisse ment de tem ps de pluie ne pe ut être envisagé e 
en ter me de n ormes de reje ts. Les raisons en sont dive rses : 
 
• les objectifs de protection du m ilieu na turel et de pr éservation de s usages  
de l’eau sont spécifiques à chaque milieu récepteur ; 
• les flux et volumes à trait er sont vari ables et peu prévisibles car  liés à la 
pluie et à d ’autres paramètres dif ficilement quantifia bles (saison, durée du 
temps sec pré cédant la pluie…) ; 
• le coût doit être écono miquement accept able par la collectivité ; 
• les solutions techniques adaptées sont  multiples et  com plémentaires. Elles 
peuvent conc erner le sy stème d’assainis sement mais aussi l’ urbanis me et 
l’aménagement urbain po ur réduire les volumes d ’eau pluviale s et les 
débits envoy és au rése au (cf.2.3.3.2 ). 
 
Cependant, l a directive cadre du 2 3 octobre 200 0 a pour  effet d’i ntroduire une 
obligatio n de résultats quant à la réduction des im pacts. 
Définir les objectifs de déversement pour  le sy stèm e d’ assainissement  de 
l’agglom ération en te mps de pluie résul te d’une conf rontation entr e ce que l’on  va 
considérer comme acceptable pour le milieu récep teur (état a ctuel et objectifs à  
moyen ter me, usages de l ’eau, possibilités de dilution et d ’autoé puration) et l es 
rejet s urbai ns (fréquence de déversement, flux po lluants et volum es déver sés, 
pluviom étrie,  possibilités techniques de traitement des effluents à un coût  
économ iquement acceptable). 
 
L’objectif sera donc de fai re le lien entre le milieu récepteur au sens large et les 
rejets de l’agglom ération : 
- comment identifier puis quanti fier la part de l’assainissement urbain dans les 
altérations subies par le milieu récepteur ?( cf.6.2. 8.1) 
- comment, à partir d’un objectif de  préservation ou d’amélioration du milieu  
naturel, définir des objectifs de rejet pour l’agglomération ? (cf. chapitre 5 ) 
3.1.3 Les méthodes 
Toute approc he de la dépollution à partir du m ilieu récepteur est com plexe car el le 
nécessit e une perception globale de l’ état général de l’ écosy stème et des alt érations  
qu’il subit pa r rapport à un état de référen ce. De plus, dans des milieux anthropisés 
où les altérations sont m ultiples et se super posent, il est difficile d’évaluer la part 
de chaque t ype de rejet. 
Pour essay er d’ aboutir, il est proposé d’ adopter une démarche simplificatrice qui  
consistera à car actéri ser un état à  partir de quelques élé ments simples, 
représentatifs et connus. Pour le m ilieu récepteur,  cette démar che nécessite la 
connaissance des principales caract éristiques quantitatives (débit ou vol ume 
disponib le pour la diluti on, variation s usuelles au cours d’u n cycle ann uel, 
connaissance des courants et marées en m ilieu littoral m arin ou estuarien)  et 
qualitative (qualité réelle, objectifs de qualité , état de certains peuplem ents, usages 
de l’eau). 
Ces éléments sont à co mpléter par de s notions relatives à  la morphologie du m ilieu 
récepteur (in dicateur d’ écoulement rapide ou lent, milieu clos), à son aptitude à se 
régénérer et à la clim atologi e de la zone concernée. 
77/50 3

Un bilan des principaux rejets et des di verses activités sur l e bassin versant 
accompagné d’un recensement des usages de  l’eau est nécessair e pour faire un lien 
entre l’état du milieu et  les prélèvemen ts ou déversements. De pl us, ce travail  va 
permettre d’ avoir connaissance des éventu elles contraintes sp écifiques liées aux 
usages de l’ eau à l’ aval. 
L’ense mble de ces él éments est indis pensable pour faire un état des lieux à 
l’échelle du bassin versant. Cette éta pe est un préliminaire n écessaire avant  
d’envisager d’évaluer les flux de  pollution issus de l’a gglomération et  
admissibles par le milieu  naturel. 
 
Pour les rejets ch roniques de  temps se c, on observe usuellem ent un cy cle 
journalier assez reproductible en ce qui con cerne les débits et les flux prod uits. 
Ceci peut favoriser une approche basée sur de s calculs de dilution des polluants  
dans le milieu récepteur p our les ca s courants. L’ échelle de te mps pertinente est 
alors la journée cal endaire. 
 
En ce qui concerne les  rejets de temp s de pluie , caracté risés par des variabil ités 
importantes sur de courtes périodes,  la dé march e sera néc essaire ment p lus 
complexe (cf.  6.2.7). 
La prem ière difficulté réside  dans le choix des événemen ts pluvieux et des périodes 
de référence.  Selon les critères ret enus, on s ’intéressera à des masses r ejetées sur 
une période donnée (métaux, nutrim ents), à un no mbre de déversem ents pendan t 
une période d onnée (contamination bactério logique des eaux de baignade, effet de 
stress sur le milieu) ou bien à un événem ent particulier (matières organiques  et 
oxydables rejetées lors d’u ne pluie de réfé rence pour évaluer des effets de choc sur 
le milieu). 
En fonction des car actéri stiques du milieu récepteur et des usages de l’ eau, il 
conviendra de trouver les échelles de temps pertinentes pour observer ces 
déversements variables et aléatoires et év aluer les flux acceptables par le milieu. 
 
En rivière , un prem ier facteur im portant est le coeffi cient de dilu tion entre rej et et 
milieu récepteur. Le débit de  la rivière (ou le volume disponible pour la dilution)  
va fournir un prem ier niveau d’i nformations à en  ce qui concerne l’aptitude à 
recevoir des rejets urbains  de te mps sec (chroniques et rel ativement stables)  et de 
temps de pluie (de courte durée et parfois importants). Le calcul de dilutio n dans ce 
cas ne vise pas à décrir e une situati on réelle mais à si muler  des conditions  
usuelle ment rencontrées, d’ ou le choix de valeurs de débits « statistiques » liés au 
module ou à des débits d’étiage et a uxquels on peut associer  des probabilités 
d’occurrence. 
En plan d’eau , il faut teni r compte des m ouvements d’eau et de l ’évolutio n à lo ng 
terme du milieu. 
En zone littorale , la «  dilutio n disp ersion diffus ion » par ho ules et marées 
constitue égal ement un f acteur pri mordial. Il est  cependant difficile d’associer à ce 
type de m ilieu un i ndicateur sim ple, co mparable par exem ple à un débit d’étiage. 
En eaux souterraines , les facteurs essentiels sont la vulnérabilité de la nappe, l iée 
à la per méabilité du sol superficiel, à la pr ofondeur de l’ aquifère, à la présence ou 
non d’une co uche protectrice naturelle, et les usages qui en sont fait s. 
 
Ensuite, il convient de  déterm iner co mment évaluer les flux de pol lution 
acceptables par le milieu naturel à partir  de ses caract éristiques qualitatives, de sa 
morphologie, des diverses altérations subies sur le bassin versan t, des usages de 
l’eau existants ou potentiel s et des objec tifs globaux de qualité du milieu récepteur.  
 78/503

Les premiers critères qui perm ettent de caractériser u n milieu récepteur vis-à-vis d e 
son aptitude à recevoir des effluents consiste  à évalu er son pou voir de diluti on et 
son aptitude à  favoriser l’autoépuration . 
 
La dilution  permet de quantifier la not ion de  mélange entre les rejets et le m ilieu 
récepteur. La concentrati on obtenu apr ès mélange d u rejet avec les eaux du milieu 
récepteur est en principe le critère es sentiel. 
Par rapport à ce critère, la prem ière difficulté  consiste à choisir le ou les élément(s) 
quantitatif(s) pertinent(s) par rapport aux im pacts sur le m ilieu récepteur concerné, 
et aux usages  de l’ eau. Ensuite, il est néces saire de caractériser les rejet s (volume, 
flux…) et enfin le milieu récepteur (quel débit de référence, quell es conditions de 
maré e ?). 
La définition d’indicateurs d’effets per tinents tels que la durée de défaillance du 
milieu récept eur par rapport à un objectif  donné est un préalable indispensable. 
L’analyse de ces indicat eurs en regar d des conditions de rejet s et de milieu 
permettra d’ évaluer les acti ons à mener e t d’orienter les choix d’ aménage ment. 
 
L’autoépuration  désigne  l’ensem ble des processus phy siques, chim iques  et 
biologiques par lesquels un écosy stème aqua tique pa rvient à restaurer la qualité de 
ses e aux après une pollution. 
On peut disti nguer l ’autoé puration vraie (transform ation de la matière organique 
biodégradabl e) de l’auto épuration ap parente (sédi mentation ou transfert vers 
l’aval). 
En ce qui co ncerne l’évolution des pol luants contenus dans les effluents urbains 
rejetés dans l es eaux supe rficielles, le s différentes réactions d’au toépuration s ont 
générale ment si multanées.  
On essay era donc d’ approcher de manière si mple les phénomènes complexes 
d’aut oépurati on dans le m ilieu naturel. 
 
Enfin, et sel on le t ype de milieu récept eur et les usages de l’eau à l ’aval, les 
impacts des r ejets urbains seront diverse ment perçus. Pour une ap proche partant du  
milieu récepteur, il est nécessair e de ch oisir le ou les paramètre(s) caractéristique( s) 
représentatif( s) des i mpacts principaux. Pa r exe mple, la pollution bactériologique 
apportée par les rejets urbains (hors traite ment spécifique) est peu co mpatible avec 
les usage s « baignade  », « eau destinée à la conso mmation  humaine ou animale », 
et « productio n conch ylicole ». 
 
79/50 3

3.2 L’identification  du milieu récepteur 
La ty pologie des différents milieux est un él ément important de l a directive cadre 
qui im pose d’atteindre en 2015 le b on ét at des différentes «  masses d’eau » . 
3.2.1 Les rivières 
En eau courante, la notion prim ordiale est le choix d u débit de référence, élément 
caractéristique des possi bilités de dilution et a fortiori  d’autoépuration. Les 
périodes crit iques  pour les rivières sont celles où se cu mulent débits d’étiage et 
fortes chaleur s. 
A l’exception de rares ri vières des Alpes ou des Py rénées soumise s à un r égime 
nival (fonte des neiges  en été et éti age en hiver) l es débits cri tiques  retenus en  
France métropolitaine sont  des régimes correspondent à l ’étiage estival, période 
critique pour le milieu récepteur . 
3.2.1.1 Par temps sec 
Sur le plan réglem entaire, le décret « nomenclature » du 29 mars 1993 définit le 
débit m ensuel d’étiage qu inquennal (Q MNA 1/5) comme débit de référence pour 
évaluer la situation. Cette valeur est init ialement dest inée à une gr ille de lecture qui 
perm et de définir la p rocédure réglem entair e applicable à l’ opération. Par 
extension, on utilise fréquemment cette valeur du débit pour  des simulations 
sommaires des effets des r ejets de tem ps sec en régi me permanent sur la qualité de 
l’eau de riviè re. 
Dans de no mbreux cas, cette val eur permet de  décrire a ssez bien une situation 
critique m ais non  excepti onnelle. Il ex iste toutefois des situation s où le ch oix du 
QMNA 1/5 n’es t pas adapté ; il convient  alors de choisi r un débi t pertinent vis-à-vis 
du contexte et des usag es locaux (étia ges très  sévè res, prise d’eau pour arrosage 
agricole, soutien d’étiage …). 
3.2.1.2 Par temps de pluie 
3.2.1.2.1 Régime pluvia l océanique ou pluvio - n ival 
Pour les rivières ou les parties de grands fleuves soum ises à ces r égimes, les 
précipitations sont essentielle ment la  pluie. L’ étiage dure du printem ps à 
l’autom ne. Les hauteurs d ’eau mensuel les précipité es sont presque constantes  sur 
l’année. L ’étiage est dû à des pluies parfois moins abondantes en été, mais surtout à 
l’évaporation et à la transpirati on intense des plantes e t des sols. 
L’étiage est relativement soutenu, de t elle sorte qu’ il peut être envisagé, même 
pendant ces périodes critiques, d’ avoir des objectifs am bitieux, tant vis à vis des 
usages de l’ eau que de la préservation de l’ écosy stème. 
 
Choix du débit d’étiage Travailler sur des débits d’étiage  relativem ent sévères de ty pe Q MNA 1/5 est justifi é 
pour ce qui concerne les effets des rejets  permanen ts lors des p ériodes critiques 
(temps sec). Or les rej ets de te mps de pluie en étiage sont généralement des 
phénom ènes assez intense s mais de durée réduite (inférieure à la journée). Pa r 
ailleurs, les pluies donnant lieux à des déversements génèrent aussi une 
augmentation naturelle et tem porai re des débits de la rivière. 
La méthodol ogie de l’Agence Rhin-Meuse ( Pastant et Salleron, 1993 ) préconise  
une approch e des déversem ents de tem ps de plui e à partir du débit m ensuel 
d’étiage obse rvé une année sur 2 (Q MNA 1/2). 
Le choix de ce débit est justifié par le  fait qu’il corr espond appro ximativem ent au  
module des d ébits observés pendant la p ériode estivale (de mai à octobre). 
 80/503

La période critique pour le s milieux naturels  est effectivem ent la période estivale 
(faibles débits et te mpératures élevée s). Il se mble pertinent de retenir un dé bit 
caractéristique correspondant à cette pé riode et m oins pénalisant qu e le Q MNA 1/5. 
Il faut rappeler que l’ approche de l’ assai nisse ment de te mps de pluie doit êtr e 
itérative et qu’ il n’est pas pertinent de se  fixer des objectifs a priori  trop am bitieux 
pouvant conduire à ne ri en faire tant l ’écart entre ce qu’ il faudr ait réaliser et ce 
qu’il est possi ble de faire, com pte tenu des moyens di sponibles, est élevé. 
Le module  correspon dant à la période d’é tiage (moyenne des dé bits 
journaliers d e mai à octobre) est un e valeur perti nente en matière d’appro che 
pour la dilution des rejet s de temp s de pluie. 
Ce débit étant voisin du Q MNA 1/2, il est possible de disposer  de cette do nnée 
statistique su r n’im porte quel linéaire de  cours d’eau à partir du catalogue des 
débits. Si né cessaire, une interpolation en tre deux stations am ont et ava l de 
l’aggl omération peut être r éalisée. 
Toutefois, le contexte et le s usages  locaux (irrigation , soutien d’ét iage…) peuvent 
conduire à choisir un débit  de référence de temps de pluie pertinen t qui ne sera pas 
le Q MNA ½ ou le module d ’étiage. 
 
Exemple
Pour une peti te rivière de Meurthe-et -Moselle, le Madon à Pull igny, qui dép end 
du bassin versant de 940 km², le catalog ue des débits d’étiage donne les valeur s 
suivantes. 
 Module inter annuel :   9,2 m
3/s 
Débit mensuel d’étiage : 
- une année sur deux (Q MNA 1/2): 1,28 m3/s ; 
- une année sur cinq (Q MNA 1/5) : 0,80 m3/s ; 
- une année sur dix (Q MNA 1/10) : 0,63 m3/s. 
 Le module in terannuel sur la période d’étiage (m ai à octobre) n ’est pas fourn i 
par le catalogue des débits. Un calcul est nécessair e à partir de la  chronique des  
débits journa liers sur plus ieurs années,  ce qui peut être f astidie ux si l’ on ne 
dispose pas d’ une base de données infor matique sur les débits. 
 Proposition pour cet exemple
 : retenir pour les calculs de dilutio n la valeur d e 
débit correspondant au m odule interann uel pe ndant l a période d ’étiage (à défaut, 
utiliser Q MNA 1/2 donnée, di sponible dans  les catalogues de débits : 1 ,28 m3/s). 
81/50 3

3.2.1.2.2 Régime nival 
(Pour mémoire) 
 
Ce ty pe de régim e correspond aux hautes montagnes avec neiges éternelles et 
glaciers. L a fonte des neiges et  glace s génère de s débits i mportants en ét é et plus  
faibles en hiver. 
En France, les bassins v ersants concer nés par ce régim e et où l’on trouve des 
agglom érations, parfois i mportantes, sont en  nom bre réduit. En  été, les débits sont 
élevés, c e qui favorise la dilution. En hi ver, les préci pitations sont essentiell ement 
neigeuses. 
La forte pente de ces rivières de montagne co ntribue à une réoxygénation 
permanente. Les eaux sont froides, la c oncentration en oxygène dissous est éle vée 
et les réa ctions de biodégra dation li ées à l’ autoépuration sont ralenties. 
A défaut d’u ne approche locale clairem ent définie pour le débit à retenir, on 
recommande d ’adopter le  même débit de référence que po ur un régim e pluvial 
océanique ou pluvioxnival.  
3.2.1.2.3 Régime méditerranéen 
 
Ce régi me es t caract érisé par des débits i mportants en hiver avec des pointes en  
autom ne et au printem ps. Les éti ages e stivaux sont très marqués, ils peuvent même 
conduire à des assèchements tem porair es. Les hauteurs d ’eau m ensuelles 
précipitées sont faibles en été. L’ étiage  estival est donc dû à cette rareté des 
précipitations ainsi qu’ à l’évaporation et à la tra nspiration im portante li ée a u 
climat. 
Les orages p euvent être très intenses, c’est-à-dire avec de fortes p luies précipitée s 
pendant de courtes périodes, sur des sols secs (pluies « cévenoles »).  
Le ruissellement est important. Les dévers ements de tem ps de pluie rejoignent 
rapide ment les rivières gén éralement pe ntues, avec d es débits d’ étiages trè s faibles, 
voire inexistants. 
 
Dans c e cas plus particulièe ment, il es t nécess aire d’aborder l’ assainiss ement de  
temps de pluie d’abord so us l’aspect hydr aulique. L a préservation des personnes, 
tant au niveau du fonctionne ment du réseau que des écoule ments en rivière lors des  
orages i mportants sera prioritaire sur tout autre critère (cf. niveau 4 ). 
Ensuite, il c onvient  d’élaborer un pr ojet pour l ’assainissement de tem ps sec 
perm ettant de respect er les objectifs de qualité du m ilieu récepteur à un coût 
économ iquement acceptable. La soluti on peut  dans certains cas consister à préférer 
l’infi ltration ou le stockage pour l’irri gation au rejet dans les eaux superficielles, en 
particulier lorsque le débit du rejet d evient prépo ndérant par rapport au d ébit 
naturel de la rivière. 
Enfin, si le contexte le per met, nota mment vis-à-vi s du m ilieu récepteur (déb its 
perm anents, milieu permettant au moins potentiellement une vie aquatique), il est  
possible d’ envisager une a pproche de l’assainis sement urbain de te mps de pluie sur  
le plan qualit atif. 
En zone m éditerranéenne plus encore  qu’ailleurs,  les apports urbains sont à 
considérer comme une re ssource potentielle et gérée comme tell e. 
Pour le milieu récepteur, l e débit de réf érence à r etenir est à éval uer au cas par cas 
au niveau loc al. 
 82/503

Indépendamment de tout e autre considéra tion, le r égime hydraulique lu i-même 
peut être assimilé à un élément de pert urbation du m ilieu lorsqu’ il est fréquemment  
de type torr entiel. Toute  approche q ui consiste à réduire les débits de po inte 
ruisselés ver s la rivière et à aug menter les tem ps de transfert est donc positi ve en 
terme d’impact. On pourra au minimum  essayer de li miter l es impacts sur la 
morphologie de la riviè re en étudiant et en trai tant de façon équili brée les 
problèm es d’érosion et de sédim entatio n. 
3.2.2 Les eaux côtières et  les eaux de transition 
 
Le milieu litt oral et estuar ien constitue l’ interface entre le milieu continental et l e 
milieu marin, ce dernier assurant le rôle de réceptacl e ultime pour l’ ensem ble d es 
rejets continentaux. Les rejets liés aux activités anth ropiques littorales s’ajoutent 
aux flux déversés par les rivières. Gl obalem ent, ces apports vont générer des 
impacts sur la qualité de l ’eau, les écosy stèm es et les u sages du littoral. 
En zone littor ale, le débit n’est plus la notion pertinente pour éval uer les aptitudes 
du m ilieu r écepteur à accepter les flux de po llution déversés. En revanche, le choix 
du poi nt de rejet (qui inclut l’évent ualité du report au large) peut être un enjeu fort 
vis-à-vis des usages de l’eau spécifiques au m ilieu mariti me. 
L’élément i mportant est lié aux conditions de dilution/diffusion/ dispersion des flux 
polluants par les courants, houles et mar ées. 
 
L’anal yse de la morphologie du littoral f ournira des indications sur l’im portance et 
la distribution probable des courants. Les données du Service Hydrographique et  
Océanographique de la Mari ne Nationale (bath ymétrie, courants, marées…) 
peuvent également donner des éléments d’évaluatio n dans le ca dre d’u ne approche 
sommaire. Cependant, les inform ations bathymétriqu es fournies p ar le SHOMN s e 
limitent aux zones i mmer gées en per manen ce. Or, une bonne connaissance de la 
topographie des zones d’estran est nécessaire  dans le cadre d’ une approche plus 
poussée. D’ autres inform ations plus loc ales peuvent être exploitées (observations, 
souvenir d ’événem ents particuliers, rele vés topogra phiques de  la zone d ’estran, 
éléments de bathymétrie et de courantologie plus p récis que ceux du SHOMN, 
modèles spécifiques...). 
La distance à laquelle le rejet pourra s’e ffectuer doit tenir co mpte des contraintes 
locales (courants, houle, m arée). Tout rejet en zone d’estran doit être proscrit. 
Cf. Prog ramme scien tifique 
Seine aval, volumes 1 à 7, 
Éditions  Ifrem er, 1999 L’estuaire  en tant qu’i nterface entre l e milieu continental et le milieu marin  est 
particulièrement sensible à toute modi fication d ’ordre natur el, économ ique, 
démographique ou autre en son sein ou au sein de son bassin versant. 
La capacit é du m ilieu est uarien à accepter les flu x poll uants dépend des débits 
d’eaux douces par rapport  aux hauteurs  d’eau à l’aval ( marées). Par exem ple, les 
forts étiages per mettent la rem ontée du bouc hon vaseux dans les zones am ont où la 
quantité d’eau est plus faible, ce qui indu it une dégradation suppl émentaire de la 
qualité des eaux. On peut reco mmander le traçage et la modéli sation des 
écoulem ents pour étudier la co mpatibilité des flux déversés avec des usages de 
l’eau tels que la baignade ou la conchy liculture . Cf. Urban Pollution 
Management (UPM), 
Foundation for Water 
Research, nove mbre 1994 
En ce qui c oncerne la p ollution bactér iologique, l’ absence d’ enjeux locaux ne  
signifie pas que tout est acceptable. Il exis te par ailleurs des textes réglementaires 
qui fixent le s normes acceptables da ns les milieux récepteurs (valeurs s euils 
présidant au class ement des zones de baignade , règles sanitaires pour la production 
de mollusques ...). 
 
83/50 3

Plus encore que les eaux intérieur es, les eaux côtiè res né cessitent une approche  
intégrée ou globale, les approches trop  locales ou ponctuelles ayant souven t 
pour conséquence de r eporter les pro blème s che z le voisin. 
 
Les lagunes littorales  constituent un m ilieu naturel particulier qui, en présentant  
une double interface t erre-mer, cu mule les fragilités des plans d’eau et des eaux 
côtières. La rencontre des eaux douces venant du bassin versant et des eaux 
marines entrant par le grau en font un milieu d’eaux s aumâtres au fonctionnem ent 
complexe.  
Les lagunes littorales su bissent d’ une part les v ariations parfois brutales des 
apports d’eau  douce qui se mélangent (len tement) aux eaux sau mâtres, et d’autre 
part les marées et le vent ; la d ynam ique hydraulique qui en résulte est propre à  
chaque site. La sédi mentologie, les caract éristiques ph ysico-chimiques sont très 
sensibles à cette situation. En contrepar tie, l’im portance écologique  de ces milieux  
mérite d’être soulignée, tant comme halte  migratoire, que comme lieu de pêch e et 
de conchy liculture. 
La préservati on de ces m ilieux (y  com pris par la préservation de la qualité des 
apports d’ea u douce) pourra amener à re chercher la possibilité de rejeter les 
effluents urbains en mer. Par ailleurs,  il faut veiller à préserver ou restaurer les 
diverses structures fonctionnelles de l’ espace lagunaire (berges submersibles, zones 
humides annexes…)  
3.2.3 Les plans d’eau 
Toute étendu e d’eau douc e d’une certaine pr ofondeur stagnant d ans une cuve tte 
naturelle ou artificielle e st un plan d’ eau. On assim ilera à des eau x stagnantes le s 
milieux aquatiques superficiels où le renouve llement est long : tem ps de séjou r de 
un m ois et plus. 
On peut disti nguer pl usieurs types de pl ans d’eau ; les étangs de faible profo ndeur, 
les plans d’e au plus prof onds o ù l’on observe des phénom ènes de stratification 
therm ique et les retenues artificielles dont le fonction nement est directement lié au 
mode de gestion de la re tenue (m arnage, vidange). 
Les eaux stagnantes sont des milieux partic ulièrement vulnérables à toute form e de 
pollution. Un plan d’ eau garde la mémoire de tout ce  qu’il reçoit et le s effets 
d’apports d ’éléments polluants ne s’y  font sentir qu ’après un tem ps de latence p lus 
ou m oins important. A contrario, la restau ration d’u n bon état dans un plan d ’eau 
pollué sera longue m ême après suppression de  l’ensem ble des rejets. Anticiper les 
dysfonctionnem ents est donc indispensable sur ce ty pe de milieux. 
 
Le faible renouvellement d’eau, l ’effet mém oire du plan d’eau lié au stockage d e la 
polluti on dans les sédi ments et la com plexité des courants ne permettent pas a 
priori  de se référer à un sim ple apport de d ilution pour évaluer l’im pact d’app orts 
polluants. La profondeur et la surface du plan d’eau, la position du rejet et 
notamment sa dénivelée par rapport à la surfa ce, le tem ps de séjour de l’eau et  la 
densité thermique sont autant de para mètres qui vont infl uencer la réponse du 
milieu à un  apport d’él éments étran gers ou aux déversem ents de quantités 
importantes d’ éléments déjà naturelle ment présents. 
Ces milieux sont soum is à des risques importants de désoxy génation dus à  des 
effets différ és de rejets  tels que l’ accum ulation de m atières décantab les 
(sédi mentatio n de matières organiques et de substances indésir ables) et  surt out 
l’eutrophisation (phosphor e et accessoir ement azote). 
La période estivale, avec de fortes chaleurs  et le développem ent de la végétation  
aquatique (alternance quotidienne de sursatur ation et de déficit en ox ygène diss ous) 
 84/503

rend les plans d’eau pa rticulièrement vulnérables. Cet effet est maxim al à 
l’autom ne. 
 
On évitera a utant que possible le s rej ets permane nts ou occasionnels dans c e 
type de milieu. 
 
La seule  exception envisageable porte sur des flux peu im portan ts dans un milieu 
vaste et peu pollué, l orsqu’il  n’existe aucune autre possibilité da ns le choix d’un  
milieu récept eur à un coût acceptable. 
3.2.4 Les eaux souterraines 
Les eaux souterraines repr ésentent une r essource i mportante tant du point de vue  
écologique qu’économ ique. Elles constituent e n effet une réserve en  eau  
considérable, assurent la r echarge de n ombreux cours d’ eau en période d’étia ge et 
participent à l’alim entation en eau de la popula tion ainsi qu’aux utilisations 
industrielles et agricoles. Les eaux soute rraines présentent donc, en plus de le urs 
fonctions écologiques, u n intérêt économique stratég ique 
L’intérêt des eaux souterraines par rappor t aux eaux de surface ré sulte notamment  
de la régularité de leur régime et de la constance de leurs qualités phy sique s et 
chimiques. E lles sont sou vent mieux protégées cont re les  pollutions accidente lles 
du fait de vitesses de tr ansfert rédui tes par r apport aux eaux de surface.  La 
vulnérabilité  d’une nappe  (fonction de sa profonde ur, de l ’épaisseur non saturée 
qui la recouvre, de la présence ou non d’une  couche im perméable qui la protège…) 
sera un crit ère essentiel  dans l’ éventua lité de so n utilisation co mme milieu 
récepteur. 
 
Les nappes  sont ali mentées par  l’infiltra tion qui se produit à partir de chaque 
parcelle, réc eptacle des précipitations, et un  peu à partir des cours d’ eau. L’ eau qui 
ne ruisselle pas ou qui  n’est pas m obilisée pa r l’évapot ranspiration s’infil tre dans le 
sol, percole à travers l a zone non saturée à une vitesse qui est  fonction de  la 
perm éabilité et de la stru cture de cell e-ci, puis att eint un nive au saturé. Cett e 
percolation à travers la zo ne non saturée a un rôle très im portan t car différen tes 
sortes de mécanis mes é puratoires s’y produisent, qui filtrent la plupart des 
substances co ntenues dans l’ eau à l ’état particulaire ( mais non à l’état dissous). 
 
Cependant ce tte res source peut être menacée  d’une part par des  exploitations trop 
intensives, qui risquent de faire baisse r anormalement le niveau de la nappe, 
d’autre part par une aug mentation des teneurs en différentes substances polluant es 
qui tendent à rendre l’eau im propre à la consommatio n. L’agricult ure intensive est  
en particulier à l’ origine de l’ augm entat ion des teneurs en nitrates,  constatée da ns 
de nom breuses régions de culture céréalière et d’élevage industri el. On peut aussi 
mentionner la pollution d es eaux de n appes pa r les pesticides et autres substances 
indésirables. Les e aux rés iduaires urbaines ou industrielles peuv ent aussi êtr e à 
l’origine d ’apports de p olluants dans les na ppes. Ces e ffets ne sont pas directe ment 
visibles co mme pour les eaux de surf ace et sont, de plus, souvent différés dans 
l’espace et b eaucoup plus persistants d ans le  temps du fait de la faible vitesse de 
l’écoulem ent des nappes, et de la lenteur des phénom ènes entrant en jeu. 
 
Cette dégradation de la qualité des nappes pe ut se traduire en termes de risque pour 
la santé publique, de sur coûts pour l es collectivités (déplace ment de captage, 
nécessit é de traitement de l ’eau plus poussé) , de dégradation de la qualité des cours 
85/50 3

d’eau qu ’elles alimentent (et donc à nouveau des surcoûts) et de perte d’une part ie 
de la réserve pour les géné rations futures. 
Cela met en évidence la nécessit é d’une gestion globale de cette ressource, par 
unité h ydrogéologique, qu i peut dépasser la rgement les li mites de la collectivité,  
voire d’un dé partem ent, et concerner de m ultiples acteurs. 
La vitesse d’ écoulem ent d e la nappe per met d’évaluer l’ aptitude à déplacer les f lux 
polluants. La modélisatio n co mplétée  par un suivi avec  des p iézomètres peut 
perm ettre de connaître la dilution par di ffusion et l ’autoépuration év entuelle. 
 
Cette gestion ne s’oppose pas à l’utilisa tion de l ’infiltration pour é vacuer les eaux  
pluviales urbaines, mais n écessite d’ en évaluer séri eusement les risques, en ten ant 
compte de la vulnérabilité de la nappe, de son étendue et de  ses usages. Elle 
nécessit e aussi de suivre l ’évolution de  la qualité da ns le tem ps, et donc d’ évaluer 
celle-ci avant la réalisation de tout ouvrage d’infiltrati on, afin de pouvoir ensuite en 
évaluer les ef fets à long ter me. Si cette r essource est utilisée pour l ’alimentation en  
eau potable, il sera utile d e prendre l’av is préalable d’un hydrogé ologue agréé en 
matière d’h ygiène publiq ue (en particulier si  le projet est situé à l’ intérieur du  
Périm ètre de protection r approché d ’un point de prélève ment d’eau destinée à la  
consommatio n, où les ouvrages sou mis à Dé claration au titre de la Loi sur l’eau, 
sont alors soumis à Autoris ation14) . 
 
Sous réserve du respect de ces conditions, il  est possible et  même souven t 
intéressant d’ utiliser l’ infiltration comme mode d’ évacuation des eaux de 
ruissellement, en portant toujours une attention particulière aux risques et aux 
effets d’ éventuelles pollutions accidente lles. 
La pollutio n dissoute va migrer vers la nappe, tandis que la fraction particulaire 
sera filtrée p ar le sol non saturé. Les eaux de r uissellement contiennent une 
polluti on majoritairement particulaire, il est d onc possible d’en envis ager 
l’infiltration dans le sol. Les matière s organiques sont partielle ment épurées par des 
bactéries spécifiques dans des sols bien oxy génés. 
 
Pour infiltrer  de l’eau, il est donc indi spensable d’avoir un sol de perm éabilité 
suffisante pour absorber les débits ou les volum es rejetés, mais également une 
épaisseur no n saturée su ffisante pour que les phénomènes de filtration et de 
biodégradation puissent épurer efficacem ent l’eau avant qu’elle  ne rejoigne la 
nappe. En pre mière approche, une épaisseur de 1 mètre au-dessus du niveau le plus 
haut de la nappe paraît un m inimum. On  évitera  systématique ment le s zones 
karstiques et fissurées. 
Pour les e aux usées, ce mode d’évacuation doit être ré servé au cas  particuli er de 
l’assainissement non collectif en habitat pe u dense et lorsque l’ infiltration se fait 
dans le niveau superficiel. 
De même, l’ infiltration d’ effluents prove nant de surverses de r éseaux unitaires est  à 
éviter, sauf ca s particulier à  justifier dans le docum ent d’incidences. 
 
La Directive cadre d’octob re 2000 inter dit le rejet direct de polluants dans les eaux  
souterraines (article 11.3.j). L’i njection directe d’ eau résiduaire dans la nappe est  
donc à proscrire. 
L’arrêté du 6 mai 1996 relatif aux prescriptions techniques applicables aux 
systèmes d’ assainissement non collectif interdit les rejets d’ effluents, même trait és, 
dans un p uisard, puits perdu, puits désaffecté, cavité n aturelle ou artificielle . 
                                                      
14 Décret n° 93-743 du 29 mars 1993, article 2. 
 86/503

Dans quelques cas  très part iculiers tels q ue l’absence per manente o u temporaire de 
milieu récept eur superficiel permettant la dilution des effluents ou bien un usage de  
l’eau très con traignant à l’aval, il est possible d’envis ager une infil tration du rej et 
perm anent après station d’ép uration dans la nappe. Cette stratégie n’ est pas 
généralisable en raison des risques d’effets  irréversibles sur la nappe (im pacts des 
rejets à long term e, risques de défaillan ce de la station d’épur ation, polluti on 
accidentelle).  Il est alors  recommandé de prévoir un moyen de contrôle de ce que 
l’on infil tre. Par exem ple, un piézomètr e pour m esurer la qualité de l ’eau après 
percolation d ans le niveau non saturé du  sol naturel o u du tertre filt rant. 
 
87/50 3

3.3 Les outils d’évaluation de la qualité 
Un des objectifs principaux de l’ assainisse ment urbain, on l’ a vu plus haut, est la  
préservation de la ressource et des milieux aquatiques. 
Le postulat de départ est que tout  rejet est une cause d’altération du m ilieu 
récepteur. A vant de définir les objectifs à as signer aux rejets du s ystème  
d’assainisse ment de l’ agglomération, il est essenti el de savoir quels flux de 
pollution résiduelle peuvent être  dévers és dans le milieu récepteur de telle sorte que 
l’altération a pportée reste acceptable au regard des usages d e l’eau ou de 
l’écosystème aquatique. Pour cela, il va être néce ssaire de co mparer l’état actuel du 
milieu récepteur et les ten dances de so n évolution à un état de référence que l ’on 
veut m aintenir ou vers lequ el on veut te ndre (bon état écologique pa r exem ple). 
L’état actuel est le r ésultat  de toutes les  altérations p assées et prés entes subies par 
le milieu récepteur. 
La co mparaison entre l’ état actuel, les  altérations subies, les  rejet s ou prélève ments 
qui en sont la  cause et cet état de référ ence doit permettre de définir les objectifs  de 
rejet pour l ’agglom ération. 
Évaluer la qualité d’un écosy stème et  les rel ations de cause à effet entre les 
déverse ments et leurs  impacts e st éminemment co mplexe. Cette démarche peut 
toutefois être envisagée  à partir d’ indicateurs si mples et  éventuellement  
complémenta ires. 
Dans tous le s cas, quel que soit l’ indicat eur retenu , on va devoir co mparer une 
situation de référence avant rejet à un état ap rès rejet. En plus, pour  les 
déverse ments en rivière, u n état des  lieux à l’ amont et à  l’aval doit contribuer à  
évaluer l’altération apporté e par les rejets de  l’aggl omération en situation init iale.  
En rivière, la référenc e permet de cara ctériser ce qui arrive du bassin versant amont 
et que l’ on ne  maîtrise pas. L’ évaluation aval peut c aractéris er l’état actuel ou bien  
être un objectif vers lequel on veut ten dre. 
 
Il existe des r éseaux patri moniaux de suivi en routine de l’état des milieux naturels. 
 
Dans les  rivières, c’est le réseau nati onal de bassi n dit RNB ( qualité de l’ eau) 
complété par  des st ations d’ évaluation de  la qualité biologiq ue. Ces réseaux de 
données sont  gérés par les agences de l ’eau et les DIREN (Direct ions Régionales 
de l’E nviro nnement). 
Pour les pla ns d’eau , il n ’existe pas de réseau na tional. Les données relatives aux 
suivis en routine des plans d’ eau sont  éclatées dans différentes bases de données,  
sur chacun des grands bassins versants hydrographiques françai s. 
Pour les eaux souterraines , une base de données nationale est en cour s 
d’élaboration : ADES, Acquisition de Donn ées sur les Eaux Souterraines. Elle doit 
voir le jour  en 2003. Des réseaux spéci fiques, par grands bassins ver sants 
hydrographiques ou plus locaux existent. Il s sont gérés  par les DDA SS, les agences 
de l’eau, les DIREN et le s conseils généraux. 
Pour le mili eu littoral marin , les résultats de surveilla nce sont r assemblés dans 
des bases de données nationales ou plus locales.  Elles constituent des outils 
d’évaluation pertinents. Des réseaux de  collecte de données si milaires à ceux mis 
en œuvre sur les eaux intérieures ont été mis en place en zone littorale. Ils ont pour  
objectif de décrire la santé des milieux et d’ assurer la sé curité sanitaire  de 
l’homme. Ces réseaux so nt gérés par  de no mbreux opérateurs (Ifremer, DDE,  
DDASS, IPS N…). 
 
 88/503

En co mplément de c es réseaux structu rés, il existe des stations l ocales gé rées par 
des industriels ou des collectivités (EDF, traiteurs d ’eau, conseils généraux…) et 
qui peu vent d isposer de chroniques d ’informations utiles. 
Enfin, l orsque cela est justifié ou en l’absence de données disponibles, i l faut 
réaliser un suivi spécifique local adapté aux enjeux. 
3.3.1 Qualité « écologique  » du milieu récepteur 
Elle s’évalue à partir de deux notions principales: l’ état « biologique », relatif  aux 
organismes q ui vivent dan s la rivière, et l’état « phy sico-chi mique », qui caract érise 
l’aptit ude de l ’eau à la biol ogie. 
3.3.1.1 L’état « biologique » 
L’analy se de s peuplements (poissons, macro-invert ébrés benthiques, diatomées)  
présents dans  un m ilieu aquatique apporte des infor mations indispensables p our 
évaluer la qualité global e de l’écosystème.  En rivière, des com paraisons entre 
l’amont et l’ aval peuvent permettre de quantifier  l’im pact des rejets sur les 
organismes vivants. Il est malheureusemen t difficile voire im possible d ’adopte r la 
démarche in verse (objectifs en matière de peuplement ➾ quant ification des flux  
maximaux admissibles). 
En m ilieu marin, des indices de peuplem ents benthiques ont égalem ent été 
développés. Pour exem ple on citera l’ indice Hily -Glemarec (F aculté de Bre st) et 
l’indice troph ique de Word  (transposition et adaptation de cet indice anglais sur la 
façade médit erranéenne p ar l’agence de l’eau Rhône-Méditerranée-Corse). Ces 
approches sont lourdes mais peuvent se jus tifier tout particulièrement dans le cas 
d’enjeu x importants im pliquant des aménage ments l ourds et coûteux. 
L’analyse de s peuple ments est complé mentaire de la qualité physico-chimiq ue. 
Elle permet a posteriori  de vérifier le bien-fondé de ce qui a été réalisé. C’est plus 
un m oyen de suivi de l’évolution de la biocénose qu’un outil opérat ionnel prédict if. 
Ce ty pe d’analy se est particulièrement bien adapté  aux rejets interm ittents pour 
lesquels la mise en évidence d’ un im pact physico-chimique est difficile à évalue r. 
Toutefois, il faut être particulièrement  vigilant car de nom breux param ètres non 
liés aux rejet s peuvent avoir un effet positif  ou négatif. Par exem ple, le fait d’être 
en année humide ou sèche, les crues, le c hoix de la station de mesure ou de la  
période de pr élèvement... 
3.3.1.2 Aptitude de l’eau à la b iologie ou état « physico -chimique »  
La potentialité biologique  du m ilieu r écepte ur peut être évaluée à partir des 
caractéristiques phy sico-chim iques de  l’eau au travers des classes et indi ces 
d’aptit ude de  l’eau à la biologie d u SEQ15 Eau. Ceci per met de fai re le lien entre  
qualité de l’ eau et organismes viva nt dans le milieu récepteur.  
 
15 Systèm e d’Évalu ation de la Qualité 
89/50 3

3.3.2 Qualité de l’eau 
Le niveau de qualité d’une  rivière pour une année calendaire est d éfini à partir des 
mesures effectuées sur un cy cle annuel ( 12 cam pagnes de mesures au m inimum). 
Dans le SEQ, les paramètres de même nature ou de même effet sont regrou pés en  
altérations. Pour chaque a ltération, on définit un i ndice de qualité (note co mprise 
entre 0 et 100), une classe de qualité (de très mauvais à très b on) et une classe 
d’aptit ude au x fonctio ns et usages. Le niveau d e qualité 
globale est celui du 
paramètre le plus 
déclass ant. Les résultats  obtenus permettent ensuite d’ évaluer les caract éristiques phy sico-
chimiques de l’eau par rapport à son aptit ude aux fonctions natur elles des milieux  
aquatiques (voir 3.3.1.2 ci-dessus), aux usages de l’ eau et a ux objectifs de  
restauration ou de m aintien  de la qualité de l’eau. 
3.3.3 La qualité bactériologique 
Il convient  de noter que  les micro-organism es sont des param ètres pris en co mpte 
par le SEQ E au dans les classes d’ aptitude aux usages (production d’ eau potable, 
loisirs et sports aquatiques, irrigation) et  dans les classes et indices de qualité de 
l’eau par altération. Cet aspect est direct ement lié à la santé. L es valeurs seuils 
définies dans le cadre des directives  européenne s doivent servir de base de 
référence pour la définition des objectifs de qualité : 
 
• la Directive Communautaire 76/16 0/CEE du 8 décembre 1975 fixe 
les normes d e qualité requises pour les eaux de baignades et donne 
des indications générales p our la m ise en œuvre de leur surveillance ; 
 
• la Directive Communautaire 91/49 2/CEE du 15 juillet 1991  fixe  les 
règles sanitaires régissant la productio n et la mise sur le marché de 
mollusques b ivalves vivants ; elle a été modifiée en dernier lieu par la 
Directive du Conseil 97/6 1/CE du 2 0 octobre 1997 . 
 
Le class ement des zones de baignade  suivant la directive européenne se décline e n 
termes de conform ité et n on-conform ité. En France,  seule l a quantité de germes 
témoins indicateurs de conta mination fécale ( E. coli et entérocoque s) présents dans 
l’eau déterm ine le classement en quatr e catégories : A (eau de bonne qualité), B 
(eau de qualité moyenne), C (eau pouva nt être momentaném ent polluée) et D (eau 
de mauvaise qualité). 
 
Le classement des zones de pro ducti on de coquillages  se décl ine égale ment en 
quatre catég ories, de A  à D, en f onction de la concentrati on en E. coli . 
Contraire ment aux eaux d e baignades, les mesure s sont ici effe ctuées sur la chair 
du coquillage . Les contam inations chim iques sont éga lement prises en com pte dans 
le clas sement  des zones. Les mesure s réalisé es sur chair peuvent servir de ba se 
d’évaluation pour la qualité bactériologique des eaux. 
 
Le fact eur d’enrichisse ment permet en effet de déduire la conc entration bactérie nne 
par millilitre d’eau de m er à partir de la concentration bactérienne par gramme de 
chair et de liquide inter valvaire d’un coquillage. Ce facteur varie suivant l e 
coquillage considéré, les conditi ons environnementales (degré de pollut ion, 
saison), mais égale ment suivant les group es bactériens considéré s. On pourra, e n 
prem ière approxim ation considérer un  facteur d’e nrichissement en E. coli  de 
l’ordre de 3 0 (10 germ es pour  100 ml d’eau co rrespondent à 300 germes par  
100 grammes de chair et de liquide inter valvaire). 
 90/503

Les valeurs seuils par classe et par usage sont indiquées au § 3.4.5 ( pertur bation 
des usages de  l’eau).  
Les données relatives à la qualité des eaux de b aignade sont fournies par les 
DDASS. Le suivi des zon es de production c onch ylicole et des zones de pêch e à 
pied est effectué par If remer (Réseau de contr ôle m icrobiologique RE MI, 
360 points) et  les DDASS.  
La qualité bactériologique peut aussi être un enjeu vis-à-vis de la potabilisation des 
eaux de surface (cf. 3.4.5.1 ). 
 
3.3.4 Les sédiments 
Les sédi ments déposés concentrent  de nom breuses substan ces indésira bles 
(micropolluants, pesticides, hy drocarbures aromatiques poly cycliques, PCB, etc.). 
Il est possible d’évaluer une classe et un  indice de qualité pour ces substances dan s 
le cadre du S EQ Eau. L ’analy se des dépôts est tributa ire entre autres des conditions 
hydrauliq ues. Ce ty pe de suivi concerne plutôt les plans d’eau que les rivières où 
les crues r endent plus difficile l’ interprétation des résultats. Le cas é chéant, les  
analy ses de sédi ments per mettent de connaître l’ histoire du milieu récepteur  
(chronologie de la sédi mentation) et de choisir les filières de stockage ou de 
recyclage des matériaux de  dragage s’ il y a curage. 
Comme l’an alyse des peuplements, ce n’est pas u n outil prédi ctif qui permet 
de faire l e lien entre des objectifs de rejet et un état dans le milieu naturel,  
même si le constat « milieu » n’est pas sans incidenc es sur la  strat égie de r éduction  
des rejets et l a prévision en terme de te ndances.  
 
3.3.5 Les outils disponibl es par ty pe de milieu 
3.3.5.1 Eau douce 
Pour chaque tronçon de ri vière, il a été fi xé par arrêté préfectoral un objectif de 
qualité que l ’on peut  com parer à sa qualité réelle. La prise en com pte de cet  
objectif s’impose à l’occasion d es auto risations ou déclarations au titre de la loi sur 
l’eau. L’outil qui a été utili sé est la grille de qualité d es eaux supe rficielles qui date 
du début des années 70 (1 A = excellent  ; 1B = bon ; 2 = passable ; 3 = médiocr e ; 
HC = Hors cl asse x très ma uvais  x). 
Compte tenu des carences de cette grille o fficielle, l’évaluation est co mplétée par 
des niveaux de qualité pour l’azote, le phosph ore, les chlorures et  la chlorophylle 
en rivière (seuils agence d e l’eau). Ces valeurs, non  réglem entaires, donnent d es 
indications su r l’état des cours d’eau par rapport à l ’eutrophisation. 
 
Mais un nouvel outil  opérationnel, (évoqué au 3.3.1.2 ci-dessus) plus com plet et  
mieux adapté a été mis en chantier, le S EQ (Système d’Évaluation de la Qualité). Il 
comprend trois volets : milieu phy sique, bi ologique (en préparation lors de la 
rédaction de cet ouvrage) et qualité de l’eau. Le SEQ eau répond à l’analy se de 
l’état ph ysico-chim ique, et le SEQ biologique a vocation à répondr e à l’analy se de 
l’état biol ogique. 
Le SEQ eau  perm et d’évaluer la qualité de  l’eau à partir des grands t ypes de 
pollutions (altérations). Ces altérations sont traduites en indices de qualité sur une  
échelle de 0  à 100. Cette échelle es t découpée en cinq parties égales qui 
représentent des classes de qualité (de très bon à t rès mauvais).  A l’ intérieur de 
chaque altération, les différents paramè tres exprimés en concentration sont  
91/50 3

transform és en sous-indice. L’indice de l’ altération est celui du plus mauvais sous-
indice de ses param ètres co nstitutifs. 
A partir des classes de qualité corresponda nt aux altérations, il est défini des 
class es d’ aptitude aux fonctions et usages. 
 
La méthodol ogie d’ évalua tion de l’aptitude d’ un m ilieu récepteur à recevoir des 
rejets à partir  des car actéri stiques phy sico-chi miques  de l’ eau lue au travers de  la 
grille de qualité des eaux superficielles est a priori  transposable à l’outil SEQ et à 
ce qui succédera à la pol itique des objectifs de qualité mise en  place dans l es 
années 70  
3.3.5.2 Plan d’eau 
Un sy stèm e d’évaluation de la qualité (SEQ) spécifique est en co urs d’élaboration. 
Cependant, des méthodes d’évaluatio n existent  déjà. On citera p our exem ple, la 
méthode dite «  diagnose rapide » (Cer eve, CEMAGREF, agence de l’eau Rhô ne-
Méditerranée -Corse et ministère de  l’environnement) qui per met d’évaluer l’éta t 
d’un p lan d’eau, en particulier son niveau trop hique. 
Par ailleurs,  la qualité bactériologique  peut , selon les usages prendre une 
importance prépondérante. 
3.3.5.3 Eau souterraine 
Là aussi, un SEQ spécifiq ue est en cou rs d’élaboration. Il faut noter l’ importa nce 
que peut pre ndre ici la qualité chi mique, qui s ’apprécie au regard des différentes 
directives, p uisque ce milieu peut êt re directement vulnérable aux substances 
dangereuses, et par ailleurs sollicité pour  la fourniture d’eau de cons ommation. 
3.3.5.4 Eau de mer 
En zone littorale, les valeurs seuils dé finies dans le cadre des directi ves 
européennes doivent servi r de référence pour  la définition des obj ectifs de qualité. 
Ces valeurs fournissent actuellement une grille de  lecture mais ne constituent  
qu’une partie de ce que do it couvrir la notion d’obje ctif de qualité puisqu’elles ne 
s’attachent qu’aux aspects san itaires liés à cert ains usages du littoral : baignade et 
production de  coquillages (voir la qualité  bactériologique ). 
La banque de donnée QUADRIGE contient des résultats sur la plupart des 
param ètres physiques, chi miques et biologiques de description de l’ envir onnement. 
Les mesures effectué es directe ment sur les eaux m arines ne représentent qu’une  
petite partie des données enregistrées. Ces dernières so nt issues du Réseau Natio nal 
d’Observation de la quali té du m ilieu marin RNO (Ifrem er et MATE) dont  les 
prem ières données datent de 1974. Les para mètres généraux de qualité des masses 
d’eaux y sont enregistrés : tem pérature,  salinité, sels nutritifs (nitrate, nitrite,  
amm onium, phosphate, silicates), chlorophy lle, oxy gène dissous (sur certains sites 
seule ment). 
Par ailleurs, un réseau de suivi de qualité  des eaux des ports mariti mes, déno mmé 
REPOM est o pérationnel d epuis 199 9. 
 
Le Réseau National d’Observation de la  qualité du milieu marin (RNO) fournit  
également des données rel atives aux métaux, organo-halogénés et hy drocarbures 
aromatiques polycycliques  qui se sont accu mulés dans la matière vivante. Les 
points de prél èvem ents son t au nom bre de 80 sur l ’ensem ble du littoral français. 
 
Un  SEQ litt oral, est actuellement en cours d’élabor ation. Il intégrera l es fonct ions 
patrimoniales et les usages du m ilieu marin littoral. 
 92/503

 Préconisations  : 
 
En eaux intérieures, on ret iendra l’appr oche de la qualité phy sico-chim ique p our
évaluer les aptitudes du milieu récept eur à accepter des rejet s urbains pour les
raisons suivantes : 
- facilité de calcul et lien d e cause à effet entre flux déversés, concentration
ajoutée et qualité du m ilieu récepteur ; 
- choix de par amètres adap tés aux effets  dans le m ilieu naturel. U ne politi que
de dépollution basée  sur q uelques para mètre s pertin ents per mettra a fortiori de
réduire globale ment tous le s flux déversés ; 
- la politique des objectifs de qualité de l’eau est en 2003 le  seul outil
réglem entaire (donc partagé par tous) en ce qui concerne une  approche de ty pe
« milieu récepteur ». La grille de 1971 puis le SEQ eau qui devrait s’y
substituer fournissent des grilles de lect ure pertinentes en terme d’ évaluation.
La Directive cadre européenne ajoute l ’obligation de  restauration de la qualité
du m ilieu, et les textes qui seront pris pour son application ont  vocation à
préciser les évoluti ons ; 
- de nom breuses données su r les milieux naturels sont disponibles via le Réseau
National de Bassin (RNB ) et les études particulières ;  
- il est possible d’utiliser cette méthode au pas de tem ps le mieux adapté aux
enjeux, de l’ heure à l’ année. 
 
Une approche bactériologique s’ impose d ès lors qu’ un usage des eaux réceptric es
pour la baig nade existe ou est envisagé. 
 Pour les zones littorales marines, es tuariennes ou lagunaires, une approc he
bactériologique et phy sico-chi mique est  pertinente. 
 Cette appro che est n écessaire mais non suffisante. Elle doit impérative ment
être compl étée par  une démarch e relative aux organismes  vivants (type IBGN
annuel ou bisannuel sur macro-invertébrés benthiques) qui confortera l e
constat réalisé et sera un outil de suivi  de la qualité  globale du milieu . 
 
93/50 3

3.4 Les rejets urbains : caractéristiques et impacts 
 
Par tem ps sec, les eaux usées urbain es ont  des caractéristiques qualitatives et 
quantitatives variables mais assez reproductib les d’un cy cle jour nalier à l’autre, 
sauf cas parti culier (activité industrielle prédom inante par exem ple). 
Par tem ps de pluie, les eaux qui tran sitent dans les réseau x unitaires ont 
générale ment des cara ctéristiques spécif iques différentes de celles  des eaux usée s 
et des eaux pluviales strictes. De s exc eptions sont possibles, ma is on observe le 
plus souvent : 
• une teneur en MES minérales supé rieure à celle  des eaux usée s de 
temps sec, associée à une meilleur e aptitude à la décantation. La 
polluti on de t emps de pluie est majoritairem ent particu laire ; 
• une biodégra dabilité moins bonne que celle des eau x usées de t emps 
sec ; 
• une concentration en MES et m étaux lourds supéri eure à celle des 
eaux usées de  temps sec ; 
• une concentr ation en DBO5, azote et phosph ore inf érieure à celle des 
eaux usées de  temps sec. 
De fortes variations des co ncentrations sont souvent o bservées au cours d’un m ême 
événem ent pluvieux.  Mais il est maintenant  adm is que la notio n de prem ier flot 
d’orage, si e lle est statis tiquement vraie en m oyenne (50 % de la mass e de 
polluants gén éralement transportés dans les premiers 30 % du volu me total) est un 
phénom ène insuffisamment m arqué pour constr uire a priori une s tratégie efficace 
de lutte contre la pollution des rej ets de tem ps de pluie. Toutefois, stocker les 
premiers flots rejeté s lors d ’événem ents pluvieux permet généra lement de colle cter 
des effluents très concentrés, ce qui peut être une mesure efficace si l’ouvrag e est 
en dérivation sur le colle cteur, car  on va ainsi conserver puis traiter un flux 
polluant m aximal pour le v olume de rétention disponi ble. Cf. T.S .M. Sp écial eau x 
pluviales, novembre 19 95  
 
Les différ ences de  composition entre l es eaux rejet ées par te mps de pluie p ar 
plusieurs déversoirs d’ orage d’ un m ême réseau d’ assainisse ment peuvent ê tre 
importantes. La variabilité des concentra tions selon les événement s est cependant  
plus forte en core. La  mesure de 10 à 12 événe ments pluvie ux au moins est  
nécessaire pour en avoir une approche significative. 
 94/503

3.4.1 Les paramètres de la pollution 
 
Ce sont essen tielle ment : 
les matières organiq ues et oxydables 
Origine  : pol lution urbaine (excréments, matiè res végétales…) et éventuellement 
activités industrielles (agro alimentaire) ou agricole. 
Paramètres  : DCO, DB O5, COD ou NK J. 
Impacts principaux  : conso mmation d’o xygène po ur la biodégradation en élém ents 
simples – désoxy génation des milieux récepteurs. 
 
les nutriments (azote et phosphore) 
Origine  : matière organiqu e et apports spécifiques (détergents, lessives, engrais). 
Paramètres  : différentes fo rmes de l’ azote (NKJ,  NH 4, NO 2, NO 3) et du phosph ore 
(PO 4, P total) . 
Impacts principaux  : facteur d’ eutrophisation et risque de toxicité aiguë par l’ azote  
ammoniacal, présent dans les rejet s urbains bruts. 
 
les substances indésirab les 
Origine  : acti vités diverses (industrie, artisanat, hôpi taux…) et ruissellement des 
eaux de pluie sur les surfac es imperméabilisées. 
Paramètres  : métaux lourds (plom b, mercure, cad mium), hydrocarbures (en 
particulier HAP, potentiellement cancérig ènes),  solvants, pesticides, etc. A  
rechercher  de préférenc e dans les  matiè res en suspension fines, dans les sédiments 
ou dans certains tissus des organismes vivants. 
Impacts principaux  : effets cu mulatifs  sur les plant es et l es organis mes vivants  
(maladies, perturbation de la reproductio n, mort). 
 
les bactéries et virus 
Origine  : humaine ou animale. 
Paramètres  : ceux des analy ses bactériologiques. 
Impacts principaux  : propa gation de m aladies infectie uses. 
 
les ma tières en suspension 
Origine  : érosion et lessiv age des surfa ces – r emise en suspension des dépôts en 
réseau. 
Paramètres  : MES. 
Impacts principaux  : col matage des f onds – trans port de  subst ances indésir ables 
qui s ’adsorbent sur les fines.  
95/50 3

3.4.2 Origine et composition des eaux usées urbaines (temps 
sec et temps de pluie) 
(voir 6.2.7 :estimation des rejets) 
3.4.2.1 Les eaux usées urbaines de temps sec 
C’est un m élange d’ eau usée do mestique et de divers déverse ments dans le ré seau 
d’assainisse ment urbain avec des e aux parasite s. 
La production d’ eau usée domestique est va riable mais assez r eproductible sur un 
cycle journalier, toutes choses égales par ailleurs. Il existe cependant des cas 
particuliers t els que les stations tour istiques en saison (var iation brutale e t 
importante de la population sur une  courte période) ainsi que les résea ux 
d’assainissement urbains qui reçoivent une part im portante de rejets industriels. 
La productio n d’eaux usé es observée par tem ps sec continue b ien évidemment 
pendant le tem ps de pluie. 
3.4.2.2 Les sources de pollution  des eaux de pluie 
Les eaux de pluie constituent l’ essentiel des eaux de ruissellement. Avant d’ arriver 
dans les rése aux, elles se chargent de pollution en deux étapes, dans l’ atmosphère 
puis lors du ruisselle ment sur les surfac es. 
3.4.2.2.1 La pollution  atmosphér ique 
Elle est due aux gaz, p oussières et vapeurs (industrie, transp ort, chauffage…) 
présentes dan s l’atmosphèr e. Les eaux de pluie n’ arrivent pas pure s au sol. 
 
Tableau 5.: Intervalle de variation des principaux paramètres de la pollution de la 
pluie. 
 
pH 4 à 7 
DCO 20 à 30 m g/l 
NH 4+ 0 à 1,5 m g/l 
SO 4 2 à 35 m g/l 
Ca 0,5 à 2 m g/l 
Na 0,5 à 2 m g/l 
Zn 0,02 à 0 ,08 m g/l 
Pb 0 à 0,15  mg/l Extrait de : F. Valiron  et 
J. P. Tabuchi, Maîtrise 
de la po llution urbaine 
par temps de p luie 
Lavoisier TEC  &DOC 
1992 (sau f NH 4+) 
 
La part de la pollutio n atm osphérique da ns la pollu tion glo bale apportée par les 
eaux pluviale s est estimée à 20-25  % sauf po ur ce qu i concerne les métaux lour ds 
où elle sem ble encore plus im portante.  
3.4.2.2.2 Les apports l iés au ruiss ellement 
Le phénom ène de ruissel lement co mmence après mouillage de la surface (de 
l’ordre de 0,5  mm de pluie) qui ne se traduit pas par u n écoulement. 
 
Les eaux de ruisselle ment sont chargées  des élé ments suivants : 
• polluti on atmosphérique ; 
• éléments solubles déposés sur les sols im perméables ; 
 96/503

• particules arr achées et entraînées par la f orce érosive des écoule ments. 
 
En zone urbaine, les principaux types de substances déposées  sur les surfaces  
imperméable s ont les origines suivantes : 
• polluti on liée au transport : hydrocarbure s, particules de pneus... ; 
• déchets or ganiques diver s : déjecti ons ani males, résidus des marché s, 
consommatio n en plein air ; 
• déchets minéraux divers : terre des ch antiers, prod uits de déneigem ent, 
usure mécanique des surfaces... ;  
• érosion des matériaux routiers et de c onstruction (béton, peinture, toiture et 
zinguerie). 
 
On constate donc que les eaux de ruisselle ment, avant même de pénétrer dans un 
réseau d’ assai nissement, peuvent conteni r une charge non négligeable de polluti on. 
 
3.4.2.3 Les dépôts en réseau 
Des dépôts s ont présents dans tous les réseaux, avan t, pendant et après la pluie . En 
réseau  unitaire, on peut distinguer les dépôts de tem ps sec,  dont les caractéristiques 
peuvent être voisines de celles des efflu ents dom estiques, et des dépôts de tem ps de 
pluie, à d ominante plus minérale. Les tronçons à fai ble pente et l es ouvrages de 
retenue sont particulière ment exposés au risque de for mation de dépôt. 
Il est im portant de prendre en co mpte le fait que les phénom ènes en cause ne sont 
pas seule ment physiques (sédi mentatio n et érosion), m ais égale ment chimiques et 
biologiques. En tem ps sec, le réseau se co mporte co mme un bioréacteur : une 
partie im portante des matières organiques facilement bio dégradables (pouv ant 
atteindre 50 % de la DBO5) est d égradée dan s le réseau  lui-m ême. Cette 
biodégradatio n se traduit p ar la formation d’un biofi lm qui va êtr e érodé pend ant 
les périodes p luvieuses. Ce  biofilm se mble égale ment jouer un rôle i mportant d ans 
la rétention de certaine s substances indé sirables ( métaux lourds en particulier). 
En réseau pluvial , le d éveloppement de bi ofilms peut aussi être observé, en 
particulier lorsque des opérations réguliè res de n ettoyage des rues ou des espa ces 
publics appor tent des matières organiques. 
 
3.4.2.3.1 Dépôts d e temps sec  
D’une m anière globale, les faibles pentes associ ées aux petits dé bits génèrent des 
dépôts im portants lors des périodes de tem ps sec. Une fraction de la pollution de  
temps sec se dépose donc dans le réseau et peu t être remise en suspension  
totalem ent ou partiellement lors d’u ne plui e qui va générer un débit et des vitesses 
d’écoulem ent suffisa mmen t importantes.  
La quantification de ces dépôts de te mps sec, re mis en susp ension lors de la 
pluie, est difficile. 
L’azote étant es sentielle ment présent sous forme d issoute, ce  para mètre  de la 
pollution est peu concerné par les dépôts en réseau. 
Une classification des dépôts dans les réseaux d’ assainissement a été proposée par 
Crabtree (G. B. 1989) et confirmée au  moins parti ellement par les observations 
réalisées par Chebbo et Ahy erre sur les ré seaux d’ assainissement dans le quartier  
du Marais à Paris. 
 
97/50 3

Ils distinguen t : 
 
• les sédi ments grossiers non cohésifs, essentiellemen t minéraux, qui 
constituent l’essentiel  des dépôts dans  les collecteurs (présence de 
matières organiques inférieure à 10 % ) ; 
• les sédim ents fins et organiques qui se déposent en couche fine, 
souvent à la surface d es sédi ments précédents ( matières organiques 
évaluées à 50 %). Cette co uche principa lement co mposée de matières 
organiques d ’origine h umaine est f acilement re mise  en suspension 
lorsque les vitesse s d’écoule ment aug mentent ; 
• les biofilms qui recouvre nt les parois dans la zone de marnage de 
temps sec (matières organi ques évaluées  à 60 %). 
 
3.4.2.3.2 Dépôts d e temps d e pluie 
 
Les périodes de pluie sont la cause  de dépôts i mportants de matières en suspens ion 
à fortes vites ses de chute (d onc très minérales), entraîn ées par l e ruissellement dans  
les zones de t ranquillisation et au pied des seuils. 
Lorsque l’ on cherche à  évaluer les flux  déversés  en temps de pluie, il est diffic ile 
de faire la pa rt entre les d épôts antérie urs, re mis en suspension par la pluie et les  
dépôts dus à la pluie elle-mêm e. En effet,  des phéno mènes de reprise de dépôts o nt 
lieu lorsque les vitesse s d’écoule ment a ugmentent en  cours d’ événe ment pluvieux. 
En réseau, on assi mile la reprise de la pl uie précédente en début d’ événem ent a ux 
dépôts éventuels en fin d’épisode pluvi eux. Le flux entrant est en moyenne voi sin 
du flux sortant.  
L’hypot hèse dem ande à êt re confir mée du fa it que ces dépôts sont plutôt m inéraux,  
alors que les param ètres d e la pollution su r lesquels on travaille sont usuellement 
les matières o rganiques et l’ amm onium. 
 
 98/503

3.4.2.4 La qualité b actériologiq ue des rejets  
Les rejets urbains de temps de plu ie contiennent  une charge bactériologique  non  
négligeable. Ce type de  contam ination a peu d’effets connus sur le m ilieu 
aquatique. En revanche, c’est une cau se de  perturb ation pour certains usages de 
l’eau par l ’homme, comme la potabilisation de l ’eau et la baignade.  
 
 Type de mili eu Coliformes f écaux 
pour 100 m l 
D’ANDREA et MAUNDE R, 1993 ;  Égout, tem ps sec 104 à 3.104 
Toronto  Déversoir d’o rage 106 
 Ruissellemen t 104 à 106 
WHITELEY et al., 1993 ; Ontario  Ruissellemen t 103 à 104 
SIM et al., 1993 ; S ydne y Ruisseau urbain récepteur  
en te mps sec 103 à 3.104 
 Ruisseau urbain récepteur  
en te mps de pluie (des 
surverses d’ orage)  5.104 à 105 
ELLIS et WU, 1994 ; Londres  Déversoirs d’orage  3.103 à 3,6.106 
ASHLEY et DABROWSKI, 1994 ;  Rése au unitaire, te mps sec 104 à 2.107 
Dundee  Rése au unitaire, te mps de 
pluie 2.104 à 2.108 
HART et W ALLER, 1993 ; Canada  Eau de ruissellem ent, quartier 
résidentiel  103 à 4.103 
   
Tableau 6.: Teneurs en  colifo rmes fécaux d ans les rejets u rbains - Présen té par 
Chebbo , Mo uchel, Sag et et Gou saille da ns T.S.M., Sp écial eau x pluviales, 
nove mbre 1 995 
 
3.4.2.5 Les éléments comparatifs des concentrations 
Le tableau 7 suivant extrait de l’ Encyclopédie de l ’Hydrolo gie Urbaine don ne des 
ordres de grandeur usuels des concen trations  habituellem ent mesurées selon la 
nature de l’ea u. 
Cf. :B .  Chocat , 
Encyclopé die de 
l’hydrologie urbaine et 
de l’assainissement  
éditions Lavoisier, TEC  
& DOC, 1997  
Paramètres d e pollution Eaux usées Eaux de ruisselle ment Eaux unitair es
MES 400 à 8 00 200 à 1 000 200 à 1 000 
DCO 600 à 1 000 100 à 5 00 100 à 1 000 
DBO5 400 à 6 00  40 à 15 0 100 à 5 00 
Azote amm oniacal 45 à 90  10 à 30 
 
Tableau 7.: Ordre de gra ndeur des conce ntrations en mg/l. 
 
(Mais voir aussi 8.3.8.2  que l’on pourra  considérer comme une mise à jour de ce 
tableau) 
 
99/50 3

Par ailleurs,  en ce qui concerne les flux produ its par unité de temp s, les 
comparaisons entre apport  d’eaux usées et d’eau pl uviales sur u ne mêm e zone 
peuvent être très variables , ce qui n’ est pas sans inc idence vis-à- vis des i mpacts 
éventuels sur les milieux récepteurs. 
Le tableau 8 suivant, tir é de Cottet , (ENPC) porte sur deux sites en région 
parisienne (Les Ullis et Maurepas). 
 
Paramètres d e pollution Base annuelle Base journalière Base horaire 
MES ER = EU/2 ER = EUx2 ER = 50xEU 
DBO5 ER = EU/27 ER = EU/6 ER = 4xEU 
DCO ER = EU/9 ER = EU/2 ER = 12xEU 
Azote orga nique et 
ammoniacal ER = EU/27 ER = EU/7 ER = 3,5xEU 
Phosphore total ER = EU/27 ER = EU/10 ER = 2,5xEU 
  
Tableau 8.: Comparaison entre eaux ruisselées ( ER) et eaux usées (EU) ava nt 
épuration. 
 
Le tableau 9 ci-après, extrait de l’Enc yclopédie de l’h ydrologie [ op. cit. B. Chocat ] 
donne des ordres de grand eur des masses moyennes annuelles de polluti on à l ’aval 
de bassins versants unitaires et pluviaux.  (En kg/ ha im perméable.)  
 
Paramètres d e pollution Collecteur s unitaires Collecteur s pluviaux 
MES 1000  à 200 0 1000  à 200 0 
DCO 1000  à 200 0 1000  à 200 0 
DBO5 800 à 1 500 100 à 5 00 
Hydrocarbu res 5 à 80 4 à 35 
Plomb 0,7 à 2, 2 0,6 à 1, 8 
 
Tableau 9.:  Masse s moye nnes annuelles de pol lution en kg/ha imperméable 
 
 100/503

3.4.3 Les impacts des rejets urba ins sur les milieux récepteurs 
 
Ces impacts sont l’ ensemble des conséquences direc tes ou indirectes des rejet s sur 
le milieu naturel et les espèces qui y vive nt et sur les usages que l’ homme en fait.  
 
Les rejet s sont susceptibles de perturber le fonctionne ment de l’écosystè me, voire 
de l’altérer. Ils en modifient la ci nétique d’év olutio n. L’i mpact d’un  rejet 
particulier peut ainsi être défini comme la part spécifique de responsabilité de ce 
rejet dans la modification du m ilieu par co mparaison entre l’état observé et u ne 
situation de référenc e, san s rejet.  
 
On peut i dentifier deux perceptions diff érentes de la qualité des milieux naturel s, 
de leur dégradation et do nc de l’im pact d’un rejet. 
La perceptio n écologique  est relative à l’équilibre général de l’écosy stèm e, et 
notamment de la biocénose. On considère que le milieu est de bonne qualité si son  
état est voisin d’un état nat urel de ré férence, souvent difficile à définir.  
La percepti on environnementalist e de la qualité  considère l e milieu comme 
l’envir onnement de l ’homme. Le milieu na turel doi t être adapté aux usages que 
l’homme veut en faire : production d’eau pot able, baignade, pêche, etc. Le milieu 
sera donc considéré co mme dégradé si sa qualité rend difficile, voire im possible, 
un usage souhaité.  
 
Dans le cadre d’une dém arche d’ approche  de l’ assai nisse ment des agglomérati ons 
qui prend e n com pte le m ilieu naturel,  la perception environnementaliste est  
retenue parce qu’elle est  en pratique plu s simple à ut iliser pour évaluer et quantifier 
l’impact d’un rejet sur un milieu récepteur . L’élém ent le plus usuellem ent uti lisé 
est la mesure de certaines caractérist iques de la qualité de l’eau pour des 
paramètres significatifs représentatifs  à la fois d e la pollution urbaine et de s 
impacts sur le  milieu ou les usages de l’ eau. 
 
Mesure r l’impact d’un r ejet (ou d ’un ensem ble de rejets rel ativement voisins) sur 
un m ilieu aquatique consi ste à compa rer la différ ence entre l’état du m ilieu 
perturbé par le rejet et l’état hypothé tique du m ilieu en l’absence du rejet (mais 
néan moins soum is aux apports diffus). 
 
Sur les cours d’ eau, cet état hy pothétique peut  être défini par référence à l’ état du 
milieu à l’am ont du rejet ou bien à l’état avant le rejet (s’ il s’agit d’un rejet 
nouveau), ou enfin par référence à un état théorique. 
Dans les plan s d’eau, la com paraison a mont/aval e st impossible.  
 
Pour l ’approc he de l’im pact des rejets urbains dans un cours d ’eau, on choisit  de 
comparer l’état du m ilieu à l’am ont de l ’agglom ération (ce qui per met de quantifier 
les altérations en provenance du bassin versant am ont) à l’ état du milieu récepteur  
à l’aval, dans un tronçon où les effets des  rejets urbains sont fortement ressentis. La 
situation à l’aval peut être un constat de l’état actu el ou un état de référence que 
l’on veut attei ndre (par exem ple respect de l’objectif de qualité).  
101/5 03

 Exem ple d’un bief long s ur une rivière de plaine à l’aval proche  
d’une agglo mération. 
 
L’am ont du seuil qui maintient le niveau du bief est une zone de dépôt probab le.
De plus, il peut y  avoir des  risques de  désoxygénatio n si le renouv ellement d’eau
est faible et les apports de p olluant im portants.  
En période estivale, l’eutrophisation est un facteur de risque sup plémentaire. Le
bief est donc une sorte de réacteur biologique.  
 S’il est néces saire de r éaliser des mesu res ou des prélève ments, c hoisir le bief 
à
l’amont du seuil qui  maintient le niveau du plan d’eau. 
 
Les phéno mènes d’im pact dépendent de la dynamique des rejets et de l’aptitude  du 
milieu récept eur à se régén érer. 
 
Les rejets de  tem ps sec et de tem ps de pluie apportent des éléments dans des  
proporti ons v ariables, mais surtout selon  des d ynamiques différentes.  
Les rej ets d e stations d’épuration  en fonction nement norm al sont con tinus et 
relativement stables, ils ont donc u n effet durable (pol lution chr onique). 
 
Les déve rsements d e temps de plui e sont événementiels et peuvent parf ois 
provo quer de s effets de ch oc. 
 
Pour les déversements urbains, la super position sur u n même tronçon de rivière des 
rejets per manents de temps sec et  des dé versements o ccasionnels d e temps de pl uie 
complique la dém arche d’évaluation des im pacts resp ectifs sur la q ualité du m ilieu 
récepteur.  
 
 102/503

Pour caractér iser l’ impact des rejets, il est  nécess aire d’ identifier, caractéri ser et 
quantifier les apports de polluants  divers sur le bassin versant étudié (diffus, 
ponctuels, chroniq ues, p ermanents, b ruts ou épur és). Cette in formation est à 
compléter autant que possible par des é léments relati fs au m ode de transfert pui s 
d’évolutio n (autoépuration , sédimentation, d ilution, absorption, et c.) dans le m ilieu 
  Flottants 
Bactéries 
Oxygène Di ssous M.E.S. 
Nutrients 
Sels Dissous Effets toxiques Hydraulique 10 m 100 m 1 km 10 km 100 km 1000 km 
Local 
Régional 
Bassin 
Tableau 10.: Échel le d’espace rel ative à l’impact des rej ets urbains [Trabuc 1989]. 
 
L’enc yclopéd ie de l’h ydrologie urbaine [op. cit. B. Chocat ] distingue trois ni veaux  
d’indicateurs d’ impacts :  
 
- les impacts physico-chimiques  qui sont caractéri sés par l’ augmentation de la 
concentration de para mètre s caractéri stiques de la po llution ur baine dans le milieu 
récepteur co mme conséquence du déverse ment ; 
 
- l’impact b iochimique qui regrou pe les réactions gl obales d’autoépuration , de 
sédimentatio n et de relargage, la  consommation d’o xygène, etc. ;  
 
- l’impact biologique , conséquence des rejets sur la b iocénose.  
 
103/5 03

L’approche de l’ assainissement urbain à partir du milieu naturel sera envisagée à 
un prem ier niveau à partir de l’impact p hysico-chimi que. D’une manière générale, 
on ém ettra l’ hypothèse que le r espect  de cert ains objectifs (non-dépassement d ’un 
niveau de co ncentration maximal dans le m ilieu naturel à l’aval  du rejet) per met a 
fortiori de rester dans l’ acceptable en c e qui concerne les i mpacts biologiques et  
biochim iques.  
 
Cette démarche, à p artir de l’impact physico-chimique et de s concentrations  
maximales ad missibles dans le milieu récepte ur, permet de définir des objectifs en  
matière de flux rejetés par les sy stèmes d’assainissement en temps sec et en te mps 
de pluie. Cette étape qui définit expliciteme nt les objectifs est indispensable pour la  
programmation de l’assainissement ur bain. 
 
En com plément, lorsque les usages de l’eau à l’aval le justifient,  une approch e à 
partir de la pollutio n bactériologique p eut être envisagée. Co mme pour l’impact 
physico-chimique, la dé marche s’ap puie sur de s concentrations m aximale s 
admissibles dans le milieu et conduit à la définition d’objectifs à p artir d’éléments 
tels que localisation, fréquence et durée de dépasse ment des seuils.  
 
Diverses  stratégies d’ actions sont envisageables : réduire le s flux déversés  
(volum es et masses de p olluants), ce qui de facto réduira aussi la pollution 
bactérienne, déplacer le (ou les) point(s) de rejet(s ) ou bien m ettre en œuvre un 
traitement spécifique au(x) point(s) de rejet (chloration, ozonatio n ou autre).  
 
En ce qui concerne l’impact biochimique , la co mplexité des phénomèn es 
simultanés mis en jeu (aut oépuration,  relarg age, diffu sion de la pollution,  cinétiq ue 
des réactions, spécificit é de chaque milieu récepteur, etc.) ne per met pas d’ en faire 
de manière si mple un outil prédictif. En revanche, dans des cas critiques, où le 
rapport de dilution est mauvais, un suivi en continu de la teneur en oxygène dissou s 
dans le milieu récepteur peut apporte r des éléments de com préhensio n de 
l’évol ution du m ilieu vis-à-vis de cet i ndicateur fondam ental des conditions de vie 
des organismes aquatiques.  
 
L’impact bi ologique  sera quant à l ui utilisé comme outil de sui vi pluriannue l de 
l’évaluation globale du milieu (IBGN, dia gnose piscicole ou autre). Il n’est pas  
possible d’ établir des r elations si mples de c ause à effet entre r ejets et  biocénos e 
dans un écosy stèm e qui subit des agressions multiples, pas uniquem ent phy sico-
chimiques.  
 104/503

3.4.4 Les effets des rejets urbains 
3.4.4.1 Les effets immédiats ou effets de choc 
Ils apportent une dégradation m omentanée de  la qualité du milieu. Ces effets sont 
particulièrement sensibles pour les déve rsements de tem ps de pluie.  
3.4.4.1.1 Évolution de la teneur en oxy gène d issous 
Elle est liée à la superposition de deux  phénom ènes. D’u ne part,  le m élange de 
volum es d’ eaux norm alement oxy génées du cours d’eau avec de s eaux usées peu 
ou pas oxygé nées et d’ autre part, la cons ommation rapide d’ oxygène nécess aire à 
la déco mposition aérobie de la matière organique carbonée et azoté e et au 
développem ent de bactéries contenues dans  les rejets urbains de tem ps de pluie.  
L’effet le plus specta culaire constaté est celui de mortalités piscicol es. 
Ce ty pe d’ impact est r elative ment f acile à appr éhender pour un événement  
pluvieux par la mesure. L’utilisation de la modélisati on pour sim uler les teneurs en 
oxygène diss ous dans le milieu récepteur est plus com plexe (no mbreux paramètre s 
influents).  
La survie d es poissons  à de f aibles teneurs en ox ygène dissous dépend  
essentiell ement des espèces présentes, d e la durée d’ exposition et de la tem pérature 
de l’eau. 
Après déversem ent, la ten eur en ox ygène dissous atteint un ni veau minimal, puis 
augmente ens uite naturellement sous l’ effet du brassage, du renouvelle ment d’ eau, 
des échanges air/eau et de la photosynthèse qui am ènent une réoxygénati on 
naturelle.  
 
 Durée d’exposition  
Espèce  1 heure  6 heures  24 heures  
Truite arc-en- ciel 
 
Gardon  1,5-2, 5 
 
< 0,5 > 3,2 
 
< 0,5 3,5-4, 5 
 
0,3-1, 3 
 
Tableau 11.: Seuils de c oncentrations en oxygè ne dissous per mettant la survi e [Milne  
et Al, 1989 ] 
La tem pératu re élevée de l’eau est un f acteur aggrav ant pour les effets imméd iats 
car elle aug mente la cin étique des r éactions bioch imiques qui consomment de 
l’oxy gène dis sous dans le milieu récept eur, tout en réduisant le niveau de saturat ion 
(quantité m aximale d’oxygène dissous pou vant être contenue dans l’eau à une 
température donnée). La présence d’ ammoniaque peut égalem ent jouer un rôle 
important. 
3.4.4.1.2 Apport d ’azote ammo niac al 
L’azote a mmoniacal est p résent dans l es eaux ré siduaires urbaines. On le tro uve 
sous la for me gazeus e NH3, très toxique, et sous la for me ionisée N H4+, plus 
anodine. Le déplacement d e l’équilibre ch imique entre ces deux form es dépend de 
la te mpératur e et du pH. Un pH élevé augm ente la  concentration de la forme  
toxique.  
En présence d’oxygène dissous, l’ azote a mmoniacal se transfor me progressivement  
en nitrites (NO 2, forme instable et toxique) puis nitrates (N O3, sans effet d irect 
connu aux concentrations habituellement observées). 
105/5 03

En term e d’effet négatif, il y a synergie e ntre les basse s teneurs en oxy gène dissous 
et la présence  d’azote a mmoniacal. Les deux phénomènes peuvent coexister (seu le 
une partie de  l’azote ammoniacal s’ oxyde rapidement) ou bien se succéder. Da ns 
les deux cas, les organism es aquatiques, en  particulier les poissons, sont fragilisés. 
Le taux de mortalité éventuel dépend des esp èces, d e l’état sanitaire et de la durée 
d’exposition à cette situati on de stress.  
3.4.4.1.3 Augmentation  brutale des débi ts et de la turbidité 
Selon les cas,  l’importance  relative des débits  rejetés  et du débit de la rivière p eut 
être non négl igeable. De tels phénom ènes en traînent une augm entation rapide des 
vitesses d’ écoulement, une variation brut ale de l’ habitabilité du milieu et une 
augmentation de la turbidit é. 
L’augm entati on de la turbidité est géné ralement due à des ap ports massif s de 
matièr es en suspension (MES) minérale s et organiques lié es aux r ejets urbains de 
temps de  pluie (RUTP) ainsi qu’ à la re mise en suspension de fines par  un 
phénom ène p urement mécanique (vitesses d’ écoulement im portant es). 
Les MES peuvent aussi avoir des effets différés e t cum ulatifs : colmatage de s 
frayères, envasement du lit et même co nsommation d’oxygène par les substances 
biodégradables déposées l ors d’ un événe ment précé dent et rem ises en suspension. 
Par ailleurs, l ’augm entation de la turbid ité peut réduire la photos ynthèse (les rayons 
solaires atteignent des profondeurs m oindres)  donc la capacité d e réox ygénatio n du 
milieu et la capacité respiratoire des poi ssons par colmatage des branchies, ce qui 
les fragilise.  
3.4.4.1.4 Apport d e bac téries p athogènes et virus 
Les rejets urb ains de te mps de pluie (RUTP) contiennent des bacté ries et virus. En 
eau douce, ils peuvent tr ouver des condi tions propices à la reproduction (oxygène,  
nutrim ents, é nergie solaire , température  de l’ eau) et dans certains cas, coloniser  le 
milieu récept eur. 
On notera cependant q ue les germ es féca ux (indicat eurs et/ou pa thogènes) ne  se 
multiplient que difficilement en milieu marin car celui-ci constitue un 
environnem ent globalem ent hostile.  
Quel que soit le ty pe de milieu récepteu r, il peut alors y  avoir des i mpacts sur 
certains usa ges de l’ eau (abreuvage, baignade,  fabrication d ’eau pota ble, 
production de  coquillages, pêche à pied).  
3.4.4.2 Les effets différés et  les effets cumu latifs 
Ils concernent des substances dont l ’effet est intrinsèquem ent durable (métaux, 
micropolluants) et des polluants relar gués progressive ment par les sédiments. 
Les eff ets immédiats de s rejets urbains de te mps de pluie sont relative ment fa ciles 
à observer car ils apparaissent à proxim ité des points de rejet et dans un délai assez 
court (m ortali tés piscicoles par exe mple). 
A l’opposé, les effets diff érés des rejets urbains d e temps d e pluie sont pl us 
difficiles à mett re en évidence , ceci pour de m ultiples raisons qui tiennent à 
plusieurs fact eurs :  
 
• évolution des phénom ènes dans le temps et l’ espace p ouvant être liée 
à des conditions extérieures ; 
• difficulté à évaluer les effets à l ong terme de certain es substances sur 
des organismes par ailleurs sou mis en même temps à l’évoluti on de 
leur bioto pe ; 
 106/503

• transferts au  sein de la  chaîne trophique et bioaccu mulation  en 
remontant la chaîne ali mentaire ; 
• transfor mation de certaines  substances déversé es ; 
• toxicité différée due à la re mise en suspe nsion de dépôts ; 
• possibilité de réaction de sy nergie ou d’antagonism e entre les 
substances ; 
• effets peu ou mal connus de certaines substances sur l es organism es ; 
• évolutio n de  la nature d es substa nces contenues dans les rejets 
ponctuels ou  diffus (en m ilieu urbain , réduction des rejets de plomb  
liée à l’ utilisation de l’essence sans plom b, nouveaux produits 
phytosanitair es...). 
3.4.4.2.1 Colmatage d es frayères 
La pollution des rejets urbains de tem ps de pluie est majoritairement particulaire.  
Les fray ères à poissons sont généralem ent des zones calmes,  à fond plat et 
recouvertes d ’une faible hauteur d’eau.  Un des effets différés les plus visibles des 
rejets urbains  de te mps de pluie concerne le col matage des fray ères. 
Si une fray ère est  localis ée à l’aval d’ un (ou plusieu rs) déversoir(s) d’orage (DO) 
important(s) et dans une z one de dépôts, l’effet p hysique des déversements de 
temps de plui e peut être l e colmatage  des herbiers et l’app ort im portant de matière 
organique et minérale. 
La fray ère perd alors sa fo nction. Ceci peut ensuite être la cause d’un déséquil ibre 
dans l’écosy stème si certaines espèces de poissons ne trouvent plus de zones de 
reproduction.  
Cette situation est parfois observée à l’av al des aggl omérations, dans des m ilieux 
aquatiques fortem ent artifi cialisés où les z ones de frai sont rares. Le phénom ène de 
colm atage des fray ères est souvent couplé avec des dépôts de matières organiques, 
de nutriments et de microp olluants. Il y  a alors une synergie d’im pacts négatifs vis-
à-vis de la pérennité de la fray ère. 
De plus, le  colmatage  limite, voire empêche totale ment, les échanges entr e la 
rivière et la zone h yporréi que (zone de sédim ents profonds, saturée, sous les cours 
d’eau, où il y a échange entre la nappe et les e aux de la rivière). Or en cas de 
polluti on de l ’eau ou d ’étiage sévère, cette  zone joue souvent un rôle extrêm emen t 
important de refuge, perm ettant la recolonisation ultéri eure du m ilieu. 
3.4.4.2.2 Apport d e substanc es indésirable s 
Les r ejets urbains de te mps de pluie contiennent des substances indésir ables. 
Celles-ci sont le plus sou vent peu biodég radables. Elle s peuvent se concentrer dans 
les sédi ments. On va trouver : 
 
les micropolluants m inéraux (cadm ium, cuivre, plom b, zinc...),  
les hydrocarbures banals  (autres que HAP…),  
les micropolluants organiques (HAP, P CB, etc.).  
 
Une grande partie de la pollution de s eaux usées  de temps d e pluie se trouve 
associée aux matières e n suspension fines , à l’exception notoire des nitrates , 
nitrites et du phosph ore so luble. Par aill eurs, les matières en suspension conten ues 
dans les eaux usées de tem ps de pluie ont une bonne décantabilité. Les 
micropolluants, métaux lourds et h ydrocarbures sont donc préférentiellemen t 
concentrés da ns les matériaux fins déposés à l’ aval des DO.  
 
107/5 03

Les zones de s édimenta tion peuvent êtr e consi dérées comme  des  end roits 
potentiellement pollués par les mic ropolluants minéraux et organiques.  
 
Les matières en suspension constituent  donc le  princi pal vecteur de la pollution des 
rejets urbains de tem ps de pluie po ur les métaux et le s micropolluants. Le suivi des 
effets est long et com plexe (étude de to xicité sur les organismes vivants). Il ne peut 
être réali sé en  routine.  
3.4.4.2.3 Eutrophisa tion 
 
Les nutrimen ts sont des élém ents nécessai res au développem ent et à la vie des 
organismes dans le milieu aquatique (al gues, bactéries, végétation aquatique...).  
L’excès de nutrim ents engendre un déve loppement anarchique de certai nes 
populati ons et des dy sfonctionnem ents du m ilieu, ce qui peut  conduire à des 
phénom ènes d’hyper-eutrophisation et amener de s carenc es en oxygène diss ous 
dans le milieu. 
Les nutriments apportés par les rejets urbains sont essentiell ement l ’azote et le 
phosph ore. 
 
Il est donc pr éférable d’éviter les rejets urbains dans  des plans d’eau. Chercher à 
réduire les apports en ph osphore est indispen sable. En effet, la mise en route des 
processus d’ adaptation du milieu à des appor ts excessifs de phosphore entraîne u ne 
transfor mation radicale du  réseau trophique. Pour restaurer un réseau trophique  
convenable, la diète phosphatée est toujours nécessaire mais p as suffisante,  il 
faudra agir égale ment sur  le plan d’eau. En  revanche, intervenir  sur les nitra tes 
sous prétexte que l’ azote est facteur li mitant de la prolifération algale peut s’ avére r 
dangereux : une carence relative en azote peut amener les cyanoba ctéries (fort p eu 
désirables) fi xatrices d’ azote à proliférer [B arroin, 1999] . 
 
En zone urbaine, les eaux de ru issellement ne constituent pas a priori  une source 
importante de nutrim ents. Les rejets per manents de tem ps sec apportent la m ajeure 
partie des flux déversés au m ilieu récept eur. Les eaux usées et des dépôts de te mps 
sec en rése aux contribuent égale ment au x apports de nutri ments lors de s 
déversements de tem ps de pluie. 
 
On observe généralement une accu mulation des nutrim ents dans les sédimen ts. 
L’effet est alors différé à la période de relargage.  
 
 108/503

3.4.5 Les perturbations des usages de l’eau 
Les a ctivités  anthropique s liée s aux u sages de  l’eau représenten t un fort enjeu 
économ ique et social (prod uction d ’eau potable, touri sme et loisirs…).  
 
Il y a conver gence entre l’objectif de pr otection du milieu et la notion de respect 
des usages de l’eau par l’homme puisqu’il est ad mis qu’une rivièr e équilibrée, tant  
sur le plan du m ilieu phy sique (absence de point s durs sur le  profil en long, 
préservation du lit majeur. ..) que sur celui des car actéristiques de la flore et  de l a 
faune, aura des capacité s autoépuratri ces opti males, toutes choses égales par 
ailleurs.  
 
Les rejets urbains d’u ne manière généra le génèrent quatre principaux effets : 
• dégradation de la qualit é de l’eau  selon des critères phy sico-
chimiques (substances polluantes, consommation d’ oxygène) ; 
• dégradation d’ordre bactériologique due à l’ apport  d’eau usée de 
temps sec et de te mps de pluie ; 
• perturbations  physiques qui affectent l’écosy stème telles que 
colmatage, co mblement, érosion, forts débits instantanés… ; 
• perturbations  biolo giques telles que le développem ent anarchique de 
la végétation aquatique. 
 
Certains usages de l’eau sont particu lièrement sen sibles à tout ou partie de  ces 
effets.  
3.4.5.1 L’alimentation en eau potable 
Une part i mportante des eaux potabilisa bles sont des eaux de surface et  notamment  
des eaux de rivière. Globalement, envi ron un tiers de l’ eau potable est prélev é 
directe ment e n rivière, un tiers dans les nappes d’ accom pagne ment, le dernier tiers  
provenant des  eaux souterraines. 
L’im pact des rejets de tem ps de pluie su r l’alim entation en eau potable peut donc 
se situer à plusieurs niveaux :  
• surcoût économ ique li é à un traitem ent plus poussé dans la mesure où  
les eaux sont plus chargées en  pollution phy sico-chi mique ou 
bactériologique ; 
• surcoût résultant d’une interdicti on tem poraire de potabilisation  de 
l’eau (nécessi te de mettre en œuvre des moyens de substitution) par  
non-respect des nor mes sur  l’eau brute ; 
• risque sanitaire lié à la consommation d ’une eau de moins bon ne 
qualité ; 
• problèm es techniques pou r le traite ment de l’eau brute résultant du 
colmatage des filtres et de la présence d’ hydrocarbure s en particulier. 
 
Ces i mpacts sont difficiles à quantifie r, à l’ exception des surcoûts liés à un 
traite ment plus poussé. Dans [ Trabuc  1989 , op. cit.] il est fait référence à des 
montants co mpris entre 400 et 2 000 k F par an pour la région parisienne (valeurs 
1989).  
 
En ce qui concerne la pollution bactério logique liée notamment aux surverses  de 
réseau  unitaire, des t eneurs  importantes peuvent être observées pe u de te mps après 
les déverse ments, elles ch utent rapidement après quelques jours. 
109/5 03

Sur le plan physico-chimique, les rejets urbains de tem ps de pluie peuvent être 
fortem ent ch argés en amm oniaque. La directive CEE n° 75/44 0 du 16 juin 1975 
qui définit la qualité requise des eaux supe rficielles d estinée à la production d’eau  
alimentaire, les subdivise en 3 gr oupes :  
A1 : traitem ent ph ysique sim ple et désinfection ;  
A2 : traitem ent normal ph ysique, chim ique et désinfection ;  
A3  : traite ment phy sique, chimi que poussé, affinage et désinfection.  
 
Pour le paramètre amm oniaque, les valeurs guides sont :  
A1 : 1 m g/l NH 4 ; 
A2 : 2 m g/l NH 4 ; 
A3  : 3 m g/l NH 4. 
 
Une aug mentation tem poraire de la concentration en amm oniaque dans l’eau  
prélevée, liée  à des rejets  urbains de te mps de pluie, peut donc, le cas é chéant, 
justifier d’un  traitement plus co mplexe donc plu s coûteux de l’eau. De plus, 
indépendamment des surcoûts économiques li és à une dégradatio n de la qualit é de 
l’eau, on ne peut totalem ent écarter  l’hypot hèse qu’ il existe aussi  un effet sur  la 
santé hu maine lorsque l ’eau distribuée est de moins bonne qualité, m ême 
temporairement.  
3.4.5.2 La baignade 
En plus de l’opacité de l’eau, de la pr ésence d’ amas filamenteux e t autres a spects 
peu engageants pour des baigneurs, les caractéristiques bactério logiques peu vent 
rendre des ea ux de surface i mpropres à la baignade.  
Le déno mbrement des  germes témoins indicateurs de conta mination fécale  est un 
indicateur de risque pour  la santé humaine, car il peut traduire la présence de 
germes patho gènes. 
Lors des rejets de tem ps de pluie, les germes sont déversés en grand nom bre en 
même tem ps que des matières organiques. 
Leur concentration dans l’eau est réduite sous l’effet de la sédi mentation, de la 
dispersion et de l’autoépuration. La di sparition progressive des germes e st fonction 
des conditions du m ilieu : turbidité, i ntensité  lumineuse, etc. Une eau très turbide, 
une faible te mpérature ou l’ab ondance  de matières organiques a uront tendan ce à 
favoriser la survie des ger mes. Une te mpérature élevée favorise la mortalité 
bactérienne, sauf si le milieu est riche en élém ents n utritifs. Toute fois, la durée de 
vie de ces populations est relative ment cour te. D’ après Gelderei ch, 1968, m oins de 
10 % des coliformes fécau x subsistent dans  le milieu naturel après une sem aine. 
 
On peut préciser que les stations biol ogiques n’ éliminent en a ucune façon l a 
polluti on bactériologiq ue, à l’exception  des lagunages, où le temps de séjour est 
long. Des traitem ents spécifiques (chlora tion, ozon ation ou autr es) doivent être 
alors envisagés sur les rej ets traités, avan t déversem ent au m ilieu naturel. Une autre 
solution consiste à déplacer le re jet vers une zone m oins sensible.  
 
La Directive Communautaire 76/160/CEE du 8 décem bre 1975 fi xe les norm es de 
qualité requises pour les eaux de baignades et donne des indications générales pour 
la mise en œuvre de leur surveillance. Ce  texte a ét é transcrit en  droit français par 
le décret 81-324 du 7  avril 1981, m odifié par le décret 91-980 du 20 septembre 
1991, fixant les « normes d’hygiène et de sécurité applicables au x piscines et aux 
baignades aménagées ». Cette directive est toujo urs en vigueur  pour  le cont rôle 
 110/503

sanitaire des eaux de baignade. Elle pré voit 14 para mètres phy sico-chim iques et 5  
param ètres microbiolog iques, devant satisfa ire à des valeurs guide s et im pératives . 
Dans la prati que, en France, seuls le s ger mes témoins indicateurs de conta mination 
fécale ( E. coli et entérocoques) déter minent le classe ment se lon les critèr es 
suivants :  
 
BON 
 
Niveau guide : 100 germ es pour 100 m l (E. coli et entérocoques) 
 
MOYE N 
 
Niveau i mpératif : 2000  germes pour 10 0 ml (E. coli  uniquem ent) 
 
MAUV AIS 
 
Tableau 12.: Classeme nt selon l e dé nombrement  des ger mes i ndicateurs de 
contamination fécale. 
 
Pour qu ’une plage soit conform e à la directive (A ou B), le niveau i mpératif doit 
être respecté pour 9 5 % des prélèvements  (soit 10 sur  10 prélèvements ou 19 su r 20 
prélève ments). 
111/5 03

Le clas sement des zones de baignade s’ effectue actuel lement co mme suit :  
 
Catégorie A  Eau de bonn e qualité pou r la baign ade 
Au m oins 80 % des ré sultats en Escheri chia coli  sont  inférieurs ou égaux au 
nombre guide ;  
et 
au m oins 95 % des ré sultats en Escheri chia coli  sont  inférieurs ou égaux au 
nombre im pératif ;  
et 
au m oins 90 % des ré sultats en entérocoques  sont in férieurs ou égaux au 
nombre guide.  
 
Catégorie B  Eau de quali té moyenne  
Au m oins 95 % des prélèv ements r espectent le nom bre impératif p our les 
Escherichia c oli ; 
les conditions  relatives aux nom bres guides n’étant pas, en tout ou partie, 
vérifiées.  
 
Les eaux clas sées en catég ories A ou B sont conform es aux norm es européennes.  
Catégorie C  Eau pouvant être momen tanément po lluée 
La fréquence de dépassement du nom bre impératif est co mprise entre 5 et 
33,3 % . 
Il est important de noter que si moin s de 20 prélève ments sont effectués 
pendant t oute la saison sur un poi nt, un seul dépassement  du nombre  
impératif suffit pour entraî ner le déclasse ment de la plage en catégorie C.  
Catégorie D  Eau de mauvaise qualité  
Les conditions relatives au  nom bre i mpératif sont dépassées au moins 1 fois 
sur 3.  
Toutes les zones classé es en catégories  D durant de ux années consécutives  
doivent être interdites à la baignade.  
Les eaux clas sées en catég ories C ou D ne sont pas conform es aux norm es européennes.  
 
Tableau 13.: Classeme nt des zones de b aignade. 
 
Outre les rejets directs sur le littoral, l es rivières peuvent également constituer un 
vecteur de transfert des pollutions de l’amont vers les eaux côtières. Ainsi, les  
plages situées près des embouchures sont gé néralement plus sensibles que celles 
placées hors de l’influence d’un cours d’eau.  
 
Cependant, la pollution m icrobiologi que reste dans une grande majorité de cas une 
pollution de forte proxim ité d’origine s trictement fécale, liée e ssentielle ment aux 
insuffisances et aux dysfonctionnement s des sy stèmes d’ass ainissement des 
communes cô tières. 
 
La pollutio n microbiologi que est non conser vative : elle disparaît plus ou m oins 
rapidem ent selon le ty pe de germ e considéré et  les conditions du milieu (capacit é 
de diluti on-dispersion-diffusion, ensole illement, transparence, et c.). Les germes 
 112/503

fécaux (indicateurs et/ou pathogènes) ne se multiplient pas dans le milieu marin car 
ce dernier co nstitue un envir onnem ent globalement hostile. 
3.4.5.3 La pêche et la conchyliculture 
Sur le long t erme, par des apports chro niques bien q u’irrég uliers et non conti nus, 
les rejets de tem ps de pluie peuvent être une cause d e déclassement t ypologique de 
la population piscicole présente. Ceci se traduit en rivière par l’ apparit ion 
d’espèces moins nobles (par exem ple, sal monidés rem placés par des cy prinidés) et 
une dim inution de  la di versité des esp èces. De  plus, certai nes altérations 
(colm atage des fray ères, perturbation de la reproduction…) sont la cause d’u ne 
diminution d es population s de poissons.  
 
Par ailleurs, les mortalités piscicoles en eaux douces sont généralement dues à des 
orages d’été (phénom ène d’anoxie résulta nt d’un apport su pplémentaire d’eaux 
usées dans u n milieu fr agilisé co mbiné parfois à un développem ent algal  trop 
important trouvant son ori gine dans de s apports en sels nutritifs en excès). Ces 
événem ents exceptionnels sont mal vécus pa r les po pulations et les élus. Le fort  
pouv oir s ymbolique attrib ué au poisson est  une cause de médiatisation des faits 
qui, outre des réactions d e protestation du public vi s-à-vis des d écideurs locaux,  
peut entraîner des poursuite s pénales av ec recherche d e responsabilités d’élus.  
De plus, dans le cas d’ implantation de pisci culture ou de conchy liculture à l’ aval de  
rejets, il peut  y avoir cont amination des m ollusques ou poissons d ’élevage par des 
toxiques ou par des germes (polluti on d’origine bactériologi que). E n milieu littoral,  
les courants côtiers peuvent être des v ecteurs de p ollutio ns. Les effets peuvent 
porter sur la santé des conso mmateurs (int oxication a limentaire) et sur l’ économi e 
locale en cas d’interdiction de vente des productions.  
 
Un cas d’in toxication (g astro-entérite) avéré en France en 1 997 a concerné 
120 personnes. Il avait c omme origine la consommation d ’huîtres. Les huîtres 
avaient séjourné pendant 15 jours dans l es bassins submersibles d’ un établisse ment 
ostréicole, situé en a mont de la rivière de  Saint-Phili bert (Morbih an). Des rejets de 
temps de pluie (60 mm d’eau en l’ espace de  48 heures) furent à l’origine de la 
contam ination.  
 
Les principaux événements épidém iques me ttant en cause les coquillages résultent 
de l’ingestion de coquillages (sauvages ou d’élevage) issus de zones placées so us 
l’infl uence de rejets continentaux et comme rcialisé s san s traite ment de 
décontam ination préalable.  
 
La réglementation applicable aux zones de  production de coquillages découle de la 
Directive Co mmunautaire 91/492/CEE du 15 juillet 1991, traduite  en droit français 
par le décret  94-340 du 28 avril 1994 et l’arrêté du 21 juillet 1995 m odifiés par 
l’arrêté du 21 mai 1999. Ces textes définissent le classement des zones 
conchy licoles selon les 4 catégories décrites ci-dessous, afin  de li miter au 
maxi mum les risques sanitaires liés à la consommatio n de coquilla ges. 
 
113/5 03

D’un point de  vue bactériologique, le cla ssement s’ effectue sur la base suivante :  
 A 
si 90 %  de résultats < 230 (et 0 résultat > 1 000)  
____ ___________ ___________ ____230 germ es*_______ ___________ ______ 
B 
si 90 %  de résultats < 4 60 0 (et 0 résultat > 46 0 00) 
____ ___________ ___________ __4 600 germ es*________ ___________ _____ 
C 
si 90 %  de résultats < 46 0 00 
____ ___________ ___________ 46 000  germes*_____ ____ ___________ _____ 
D 
si plus de 10 % de résultats > 46 000  
 
* Escherichia coli par 100  grammes de ch air de coquill age et de liquide  interva lvaire. 
Tableau 14.: Classeme nt selon l e dé nombrement  des ger mes i ndicateurs de 
contamination fécale dans le coquillage. 
 
D’un point  de vue de cont amination chimique , le cla ssement s’ effectue sur la ba se 
suivante :  
 
A, B et C si Hg total [ 0,5 mg, Cd [ 2 mg, Pb [ 2 mg* 
____ ___________ ___________ ___________ _______ 
D si Hg total > 0,5 m g, Cd > 2 m g, Pb > 2 m g* 
 
* Valeurs par  kilogram me de ch air hum ide d e coquillage. 
Tableau 15.: Classeme nt selon la conce ntration de cert ains polluant toxiques dans la 
chair humid e du coquillage. 
 
3.4.5.4 Le tourisme fluvial et la fréquentation des rives 
 
Le tourisme vert est très souvent lié à la présence de ressources aquatiques de 
bonne qualité. Les effets perceptibles des reje ts urbains de tem ps de pluie (irisation, 
flottants, ode urs) contribu ent à dévaloriser l’image du site. Ils sont particulièremen t 
sensibles dan s le ca s du tourisme fluvial où les usa gers sont en per manence sur 
l’eau. 
 
La préservati on et la valorisation du m ilieu aquatique sont des objectifs ad mis par 
tous, notamment en milieu urbain. L a manière dont une vil le va am énager les 
abords de sa  rivière, la val oriser et  la rendre acc essib le a une sy mbolique forte en  
matière d’im age et de quali té de vie dans la cité.  
 114/503

3.4.6 Propositions pour une a pproche à partir du milieu 
récepteur 
 
Les indicateurs d’ impact r elatifs aux phénomènes  en jeu sont hiérarchisés sur tr ois 
niveaux comme on l’a v u plus haut : 
 
• les impacts physico-chimiques  et b actériologiques , qui ne font 
intervenir que le param ètre de pollut ion considéré i ndépendamment 
des autre s. Ce pre mier niveau, défini co mme étant l’effet, es t la 
conséquence directe et  immédiate  de l’app ort de polluants dans le 
milieu, par exem ple l’augmentati on de la concentration d’un 
param ètre de la qualité de l’ eau dans le milieu récept eur ; 
• le second niv eau correspond à un impact biochimi que. Il regro upe 
l’ensem ble des réactions biochim iques qui se produisent dans le 
biotope : autoépuration, rel argage,  consommation d’o xygène due à  la 
dégradation d e la matière organique, etc. ; 
• enfin, le troisiè me niveau est l’impact biologique . Il peut être relatif 
soit aux conséquences directes de s rejets sur la biocénose, soit aux  
conséquences  en casc ade provoquées par les i mpacts des deux 
niveaux précédents. 
 
L’objectif est d’ aborder l’ assainisse ment de l’ agglomération à partir du m ilieu 
récepteur. Comment fair e le lien entre les rejets d’ une agglom ération et ce qu e 
devrait pouvoir absorber le milieu récept eur par rapport à son état actuel, aux 
objectifs de qualité et aux usages de l’eau  ? Comme pour l ’évalua tion de la qua lité 
du m ilieu r écepteur, on retiendra l’ approche phy sico-chim ique pour évalue r 
l’impact des rejets  à un prem ier niveau. C’est l’outil le plus s imple et le plus 
immédiatement opérationn el pour lier rejets et capacité d’absorption du m ilieu 
 
partir de la po llution bactériologiq ue peut  être envisagée. 
 
Le second ni veau (im pacts biochim iques) est trop com plexe pour être étudié en 
routine sur de nom breux milieux récepteurs  car les réactions sont m ultiples et  
simultanée s. Cependant, certains contextes justifient la prise en com pte des  
processus bio-chi miques s euls capable s d’ajuster au mieux les aménage ments aux 
objectifs de préservation ou de reconquête des milieux. 
 
Le troisième niveau doit  être plutôt un outil d’évaluation permettant de suivre 
l’évol ution de l’écosy stème par rapport aux rejets urbains. On fait le pari que 
l’amélioratio n de la qualité de l’eau de vrait avoir des effet s perceptibles sur 
l’écos ystèm e, toutes chos es égales par ailleurs (c’est-à-dire en  supposant des 
conditions équivalentes de pression anthr opique, de conditions climatologique s, 
etc.). 
 
Les para mètres de la pollution à étudi er dépendent des exigences et des 
caractéristiques du m ilieu récepteur ainsi que des usages de  l’eau les plus  
contraignants.  
 
115/5 03

Il est néces saire de procéder par étapes s uccessive s : 
 
1) quantifier les rejets, leur d ynam ique et  leur potentiel de nuisance vis-à-vis du 
milieu naturel ;  
 
2) compte tenu des caractéristiques du milie u naturel et des usages de l’eau, 
définir la sensibilité du m ilieu récepteur aux différent es altérations pouvant  être 
apportées par les rejets urb ains ; 
 
3) choisir les param ètres physico-chim iques pe rtinents qui perm ettront de faire le 
lien entre les flux ad missibles dans l e milieu récepteur et les objectifs à 
atteindre en matière de déve rsements de rejets urbai ns. 
 
En m atière de rejets urbains, la situation de départ est généralement la suivante :  
 
- pour le milieu récep teur, il y  a constat d’une situation dégradée  et/ou à 
améliorer ;  
 
- au niveau des rejet s, des effluents bruts ou  partiellem ent épurés sont déversés 
par le sy stème d’ assainissement vers le milieu récept eur. 
 
L’approche à partir du m ilieu récepteur nécessit e dans un premier temps d’en 
connaître l’ét at actuel et de définir les objectifs à atteindre. Cette prem ière étape 
doit ensuite perm ettre de faire le lien avec les rej ets de l’agglomération, ce q u’ils 
sont actuellement (données connues o u à évaluer)  et ce qu’ il faudrait rejet er à 
terme pour atteindre les objectifs définis pour le m ilieu récepteur, dans l’ hypot hèse 
où la qualité amont ne se dégrade pas.  
 
±±±  
 116/503

Partie II : La conception de l’assainissement 
 
Toute étude d’assainisse ment commenc e par un exa men attentif du terrain sous  
tous ses aspe cts, à l’ échelle du bassin versan t d’abord, pour se focaliser ensuite sur 
le territoire à équiper ( chapitre 4 ). Les i mpératifs  de prés ervation des milieux 
aquatiques obligent à prendre en considérati on son état actuel, sa situation lorsque  
le « bon état » sera atteint et à évaluer les efforts qu’il y aura lieu de consentir pour 
que les rejets urbains ne mettent pas en péril sa q ualité ( chapitre 5 ). Enfin des 
études préala bles, qu’il y aura lieu d’adap ter à chaque cas permettront de guider 
l’organisation de l’ assainis sement (chapitre 6 ). Ce chapitre présente sous forme de  
fiches constr uites sur un plan identique la démarche qu’il y aura lieu d’adop ter 
pour chacune  des étapes essentielles des études ou de la concepti on des ouvra ges 
(cf. : 6.2  Fic hes de cas ). 
117/5 03

4.1  Le territoire et son occupation : le diagnostic de 
site  
4.1.1 Les critères liés au m ilieu phy sique   
(ils sont récapitulés dans l e tableau du § 4.3.1) 
4.1.1.1 Les données météorologiques 
En l’ absence de relevés loc aux, exploita bles, et opéré s sur une durée suffisa mment 
longue, on re cueillera les données du centre météoro logique départem ental (voir la 
carte  au chap itre 7). Ces données sont i ndispensables pour  modéli ser les pluies et 
simuler les évène ments en exploitant le  modèle général de la collectivité.  
(cf. 6.2.1. 3.3 : élaboration de la ca mpagne de mesure s) 
4.1.1.2 Les données générales : 
Cette première approche, topograp hique et hydrographique, per met de défin ir le 
contour  du (ou des) bassin( s)  versant(s) interceptés par la ville. Ap paraissent ainsi  
l’ensem ble des agglo mérations concernée s, et l’interdépe ndance entre le s 
communes de l’am ont et celles de l’av al. Est ainsi déli mité le p érimètre 
potentiellement concerné par l’im pact d es futurs a ménage ments, à l’ intérieur  
duquel on va opérer l’ensem ble du recensem ent qui suit. 
Les grands axes hydrogra phiques et les principaux e xutoires sont repérés ainsi que 
la présence d es structures d’assainissement existantes. La nature, la per méabilit é 
des sols, la pérennité du co uvert  végétal sont aussi analy ser. 
4.1.1.3 Les caractéristiques des milieux  aquatiques superficiels ou 
souterrains : 
quanti tatives : elles concernent les débi ts d’étiage et de pointe des cours d’eau, le 
marnage des plans d’ eau, le batte ment de la nappe. 
qualit atives  : il s’agit de la qualité actuelle des cours d’eau, des pl ans d’eau et des 
nappes, de leurs objectifs de qualité, de la faune piscicole, hy drobiologie…et de la 
sensibilité de l’aval. 
 
Ces données vont perm ettre d’évaluer les i mpacts des rejets sur le milieu récepteur,  
tel qu ’exposé au chapitre 5 . 
4.1.1.4 Les potentia lités et les risques recen sés : 
La morphologie du bassin versant et le recensement  des aléas co nnus perm et de 
repérer l es secteurs à risqu e d’inondatio n, par débordem ent, par ruissellement o u 
par re montée  de nappe, ou encore les  secteurs  soumis au risqu e de coulées  de 
boues, ainsi que ceux qui peuvent offrir des possibilités d’ infiltration ou de 
rétention des eaux par exem ple. 
 
• On aura donc à se demander : Où le réseau hydrographique est- il à 
risque  ? Quelle est la nature de ce risque ? Et quels sont les sit es et  
équipements ou réseaux « sensibles » de ce fait ? 
Et pour chaque lit de cours d’ eau et d’oued (ou ravine): Y a t il  modification /  
comblement / obturati on / encombrem ent du lit mineur ?  Ou du lit  majeur ?  
• En suivant l’ écoulement, on repérera les gabarits transversaux des 
sections d’écoulement, les rétrécissements, les différents exutoires : y-
119/5 03

a-t-il des lits perchés ? Y-a-t-il des confusions possibles entre 
dérivation et lit du cours d’eau ? 
Pour chaque point bas, ancien étang ou bras m ort : quelles sont  les difficultés à 
gérer (absenc e d’exutoire) ?  
Pour les zo nes d’ écoulement en na ppe superficielle: où se  concentrent  ces  
écoulements ? Y a t il des  interférenc es avec le s « anciens » ré seaux d’irrigation ou 
de drainage  ? Ces écoulements peuvent ils pénétrer da ns les zon es 
urbanisées actuelles ou prochaines? Et  avec quelles conséquences ?  
 
NB : ce « check -up » minimum de l’état initial peut être utilisé av ec profit co mme 
élément de «  revue de proj et » 
4.1.2 Les critères liés à l’activité hu maine  
(ils sont récapitulés dans l e tableau du §  4.3.2) 
 
• L’urbanisation  :   
La localisation  des zones bâties, leur dynam isme, leur évolution par secteu rs 
homogènes (extension, d ensification, changem ent de m ode d’occupation) 
permet de hiérarchis er les  besoins mai s aussi les r isques en fonction des  
enjeux. 
 
• Les usages  liés à l’ eau : 
Sont repérées les zones vulnérables  du fait de leur usage : activités 
(aquaculture, agriculture, tourisme), lois irs, ou alimentation en eau potable ; 
ainsi que, d’u ne manière g énérale, tout  forage ou ouvr age hy drauli que pouvant  
avoir une incidence sur l’ écoulement naturel. 
 
• Les activités et ouvrages  divers: 
L’agriculture  en m odifiant le ruisselle ment, ou les aménage ments réalisés pa r 
le passé (ro utes en re mblais, cours d’ eau recalibrés) peuvent avoir une 
incidence sur le régim e hydraulique  local. 
 
• Les actes  d’ordre réglem entaire : 
Ils recoupent à priori la pr ésence de risques dus aux eaux, ou la vulnérabilité 
liée aux usages. Ils peuv ent aussi pro céder de démarches de protection du  
milieu aquatique ou de l’ environnemen t (zones hum ides, réserves naturelles,  
sites classés), ou d ’autres ri sques, naturels ou technolo giques. 
 
4.1.3 Les critères liés à l’urbani sation du site ou de ses abords 
(ils sont récapitulés dans l e tableau du §  4.3.3) 
 
• L’histoire et l’occupation des sols: 
La recherch e de la « trace de l’ eau » dans la ville permet de m ieux 
appréhender l’im pact de celle-ci sur le cycle urbain de l’eau. En particulier 
 120/503

l’implantation du bâti à proxim ité des c ours d’ eau actuels ou ancie ns mérite un 
examen attent if. 
 
• La population  et son «  rapport »  à l’eau : 
Les usages, les habitudes qui cond uisent à l’appr opriation d u site par la 
populati on, l a mém oire des crues passées ou des cours d’ eau anciens,  
perm ettent, en tenant co mpte de la démographie d’ estim er les « chanc es » 
d’intéresser l a population aux problèmes de l’ eau. 
 
• Les for mes de l’urbanisation et le ty pe de pay sage qu’ elles com posent : 
Les ty pes et la densité de l’habitat , le paysage, végét al ou m inéral, do nneront  
des orientations sur les possibilités d’ intégration des sy stèm es qui pourront 
être choisies, pour l ’assainissement pluvi al notamment . 
 
• La volonté  politique : 
Les options déjà prises en matière d’ urbanisme et  d’espaces publics vont 
conditionner les possibilités d’ évolution de l’assainissem ent. 
 
4.2 Le diagnostic du sy stème d’assainissement 
(ne figure pas dans les tableaux ci-après ) 
4.2.1 L’état actuel du sy stème technique 
On s’ intéresse en priorité à sa capacité à répondre aux besoins de l’ agglom ération : 
Quelles sont les conditions de collecte  des eaux usées, leur  im portance et leu r 
nature, leur mode de gestion et les pr oblèmes renc ontrés lors de l’exploitation ? 
Quelles sont les zones d’apport  d’eaux pluviales au réseau ?  
 
Quelles informations a-t-on au sujet des critè res d e cohérence et d’adéquation 
entre le sy stème te chnique et l’urbanisation ( ratio des branchements , des 
rendements épuratoires, connaissance des capacités disponibles, connaissance et 
suivi des rejets non d omestiques  ...) ?  
 
L’inventaire  complet des ouvrages co mposant le sy stème d’ assainissem ent  
comprend en particulier l es exutoires,  ains i que la liste des po ints sensibles du 
système ( vétusté, obsolescence, dysfonctionnements à répétition - odeur, 
obturations, débordem ents - sensibilité à l’ environnem ent - d épôt dans les égouts, 
tassements...) . Sa saisi e informatique en pe rmettra l a maintenance et l’ évolution, 
ainsi que la l’élaboratio n du modèle général  de la collectivité. (Voir aussi le 
diagnostic pat rimonial ) 
L’inventaire s’ intéresse au ssi aux ouvrages d’évacuation  des eaux de ruisselle ment,  
enterrés ou superficiels.  
Quels en sont les p oints singul iers ? leur statut  (public, privé, en  
servitude…notamment pour les fossé s) ?  
Quel est  le sché ma actuel des é coulements pri ncipaux en cas d’ événe ment 
exceptionnel  (insuffisance généralisée d es ouvrages :  niveau 4 ) ? 
121/5 03

4.2.2 Le fonctionnement du sy stème d’assainissement 
Le diagnosti c effectué à l’aide de simulations  conc ernant le fon ctionnement du 
système tech nique doit per mettre de mettre en évidence les in suffisances d es 
ouvrages ou au cont raire leurs capac ités résiduelles, d’expliq uer les 
dysfonctionne ments const atés, et l’ impact sur le milieu : 
Quelles données sont utili sées pour ces simulations , sous quelle forme, et avec 
quelles hypothèses ?  
(voir aussi le diagnostic du fonctionnement par temps sec , le diagnostic de  la 
station d’ép uration , le diagn ostic hydraulique  d’un sy stèm e d’assainisse ment  
existant, et l’estimation des rejets  d’un système d’ assainisse ment). 
 
4.2.3 L’état actuel des impacts 
La connaissance de l ’état actuel des i mpacts est souvent liée à la  connaissance de 
l’état des milieux récepte urs, qui, elle , en général  n’est pas d u ressort de  la 
collectivité. D’où l ’importance pour celle-ci de  travailler en relation étroite avec les 
responsables de la gestion des m ilieux aquatiques (MISE, Agences de l’ eau, et  
baie…). Nou s avons cependant donné dans le chapitre 3 les éléments de base de 
l’approche de la connaissance de l’ état de ces milieux. 
 
Quels sont le s impacts  aux exutoires, l iés au débit ( érosion, débordements, ef fets 
de chasse, inf luence sur le  régime de s eaux),  ou aux flux polluants ( par temps s ecs  
par temps d’orage, ou lors d’autres év énements pluvieux, et ce s elon le régime de s 
eaux à l’exutoire) ?  
(voir l’estimation des impacts  des rejets d’un s ystème d’assain issement sur le  
milieu récept eur). 
Quels sont les impacts sur les nappes ?  (cf. 3.2.4 : les  eaux souterraines)   
 
Mais les i mpacts concerne nt aussi la population locale : 
Y a t il des nuisances signalées, de quels types et origines (  odeurs, bruits, 
esthétique...) ? Le cas échéant, quelles en sont les causes ? 
(cf.  1.3.2.2 : la correction des dy sfoncti onnem ents et  1.3.4.3 : la connaissance de 
l’impact du sy stèm e sur les milieux et sur les usages).  
 
Enfin, une g estion inadaptée des sous-p roduits peut également engendrer des 
impacts négat ifs. 
Quels impacts sont liés à la gestion de s sous produi ts (boues, sab les, produits de 
curage, refus de dégrillage …)? 
 
4.2.4 Les règles de gestion en vigueur 
La connaissance du s ystème phy sique ne suffit pas pour en établi r le diagnosti c ; le 
cadre institutionnel et l’ organisation de la gestion doivent nécessai rement être p ris 
en com pte : 
Quelles sont les modalités d’exploitati on ( régie, affermage,...) et le découpa ge 
institutionnel  propre au système d’assainissem ent ? 
 
 122/503

Quelles sont  les procédures de gestion administrative  et le s modalités de leur  
fonctionnement ( aut orisati ons, contrôle s, servitudes, conventionne ments...) ?  
 
Quelles sont les modalités techniques de  gestion ( entretien, maintenance,  
réparations, renouvellemen t,...) secteur par secteur si besoin est ?  
(cf. 1.3.5 .3 : l’élaboration de consignes d ’exploitation  du s ystème 
d’assainisse ment) 
 
Comment capitalise-t-on l’expérienc e acquise ? 
(cf. 1.3.4.1  : la connaissance du patrim oine et 1.3.5. 2 : l’établisse ment  de 
docum ents ty pe) 
 
4.2.5 La conformité à la ré glementation et au cadrage 
environnemental 
Cette question, prim ordiale pour  la m aîtrise d’o uvrage, doit  à nouveau être pa ssée 
en revue au moment de l’établissement du diagnosti c du sy stème 
d’assainisse ment : 
 
Quelles sont les obligatio ns législatives et réglem entaires ? 
L’existant es t il en cohé rence av ec les SDAGE, SAGE , PPR, Périmètres  de 
protection des captages pour l’alimenta tion en eau pot able ( AEP) ou aut res 
documents administratifs ? 
 
Quels sont les objectifs de qualité  propres aux exutoires ?  
Quels sont les objectifs  de réduction des flux polluants  déjà définis ? sont  ils 
respect és ? 
 
Quel est l’état actuel du zonage communal  d’assainissem ent ? est il en cohérence  
avec les documents d’urbanisme ? 
Quelles sont les autres contraintes d’or dre environnemental relatives à cette zone, 
et sont elles r especté es (zo nes humides, sites class és…) ? 
 
Où en est-on de la mise en place de l’aut osurveillance ?  
Et du suivi de  la qualité de s boues  valorisées en agriculture ? 
Comment les informations  réglementair es sont elles f aites ? 
123/5 03

4.3 Les conclusions du diagnostic 
Elles dégagent une phot ographie de l’état actuel  de l’ assainissement : le niveau de 
son adéquation aux besoins, les rés erves de capa cité du sy stèm e, mais aus si ses 
faiblesses, les potentialités du territoire  ainsi que les contraintes avec lesquelles il 
faudra co mposer. Ajoutons que la pé rennisation des connaissances (cf. 6.1.1 : 
chaque étude doit s’inscrire dans un processus continu)  et l’ali mentation du 
modèle par les résultats de l’aut osurveillance doivent permettre d’aboutir à un 
« diagn ostic perm anent » . On récapitulera la situatio n en répondant aux questions 
 
Pour l’ensemble du territoire : 
 
Quels sont les sect eurs à r isque ? de quelles origines  ? 
Y a t il des secteurs favorables ou défavorables à l’implantati on de 
l’assainissement non collectif (là où le collectif n’exi ste pas) ? A la dispersion des 
eaux pluvial es (en su rface ou par infiltration, ou par création de nouve aux 
exutoires), à leur rétention, à une pratique  des techniques alternatives attractive s ? 
(cf. 6.2.1 1 : élaboration d u zonage) 
 
Pour l’existant en particulier: 
 
L’assainissement actuel est il en adéquation avec l’urbanisation et  son 
développement ?  
Quels sont les différents n iveaux d’insuffisan ce, et leur fréquence de retour, et en 
particulier quel est le niveau de risque de débor dement  généralisé en cas  de 
précipitations  exceptionnelles ? Quel est alors le cheminement  des écoulemen ts 
principaux, y a t il des secteurs particulièrement exposés ? 
 
Que résulte-t -il de ce constat ? Où sont les insuffisances ? Quelles possibilités  
s’offrent pour  les résoudre ?  
Quels sont le s enjeux actu els propres a u systè me en place tels q u’ils sont perçus 
par les responsables du servi ce d’assainissement ( son développement, sa  
modernisation, son adéqu ation aux besoins ...)? 
 
Et pour les extensions urbaines :  
 
Quelles sont  les potentialités  du site ? Que peut on greffer  sur l’existant  et 
comment ? Y a t il des secteurs fav orables ou défavorables à  l’assainisse ment 
collectif ?  
 
 124/503

4.3.1 Analyse du site  : Les critères liés au milieu physique 
 
Critèr es  
Sources  
Données à recueillir  
Finalité des données 
 
Clim atologie Météo France  Pluviom étrie locale : chronique des évène ments, valeurs  
extrêmes Modélisation de la pluie 
Topographie , et 
hydrographi e 
 
 Cartes I GN 
1/25 000 
1/5 0 00 
 Limites génér ales du bassin versant et son exutoire 
 
Principaux ax es drainant, pérennes ou no n  
Structures d’ assainiss ement existantes Nécessaire coopération e ntre les co mmunes am ont et 
les co mmunes aval 
Localisation et sens des ax es d’ écoulement 
 
Morphologie  du 
bassin Cartes I GN 
1/5 0 00 
Plans topo-
graphiques et 
photos aériennes Forme du bassin versant (allongem ent) 
Positionnem ent des zones urbanisées dans le bassin versant 
Pentes moyennes des terrains et couverture végétale de 
l’ensem ble d u bassin versant 
Singularités :étranglem ent de vallée, rupture de pente 
Points bas, dé pressions Importance de la concentration des écoul ements 
Influence sur le te mps de c oncentration 
Importance du ruissellem ent 
 
Mécanis mes d’ écoulem ent particulier 
Zones propic es au débordement ou à la rétention 
Hydrologie RNB 
Police de l’ eau 
Gestionnaire des 
domaines 
DIREN Débit des cours d’eau : à l ’étiage, en crue, (m odule) 
Marnage des plans d’ eau 
Objectifs de qualité, qualit é actuelle Détermination des lim ites aux exutoires : 
en quantité et en qualité 
 
125/5 03

Inondations  
et risque 
hydrologiqu e 
 DDRM 
Service 
d’annonce de s 
crues 
Gestionnaire des domaines, élus, 
riverains, 
archives... Communes à risque d’ino ndation  
Régim e des cours d’eau, points de dé bordem ent fréquents, 
état d’ entretien 
Lit majeur de s cours d’ eau, état d’ encombre ment 
Zones inonda bles connues avec indicati on de la vitesse des 
courants. 
Coulées de boues connues 
Phénom ènes associés au x crues :embâcles, glisse ment de 
terrain, instabilité d’ouvrages, etc... Approche de l’aléa «  inond ations »  
Recherche d e capacité s résiduelles, déter mination des 
débits adm issibles 
Recherche des zones aptes à être inondées 
Détermination fine de l ’aléa 
 
Pédologie 
Sols DDAF, D DE,
Cham bre 
d’agriculture  Nature des terrains 
Perm éabilité des sols 
Sensibilité à l’érosion 
Perm anence du couvert végétal 
Capacité de rétention des eaux par les sols Capacités d’i nfiltration (pl uies courantes) et aptitude à 
l’assainissement non colle ctif 
Risques de transport de solides 
Aptitude à retarder le ruis sellement (de façon pérenne) 
Compensation à l’ imperméabilisation 
Hydrogéolog ie BRGM,  
Police de l’ e au, 
Utilisateurs d es 
eaux souterraines 
Carte géologique Profondeur de la nappe niv eaux (m oyens et maxi) 
Mode d’alim entation de la na ppe, relat ions avec le système  
hydraulique de surface 
Vulnérabilité de la nappe 
Objectif de qualité, qualité actuelle 
Présence de sols com pressibles Capacités d’i nfiltration 
Risques de déficit d’alim entation 
 
Protection de la nappe 
 
Détermination des zones  à risque pour les ouvrages 
souterrains (comme d’ailleurs pour les bâtim ents) 
Les contrain tes 
liées à 
l’environnement DIREN, DRI RE, 
docum ents 
d’urbanism e Sites classés, réserves naturelles, milieux  sensibles du bassin 
versant, soumis à des régle mentations st rictes. 
Zones hum ides et zones s ensibles à protéger. 
Servitudes directes : risque s naturels. Respect  de c es contrainte s prises  en compte lors de 
l’élaboration des PLU 
 
Tableau 16.: Les critères liés au  milieu  physique 
 
 126/503

4.4 Exemple de prise en compte des données 
 
Le directeur des services de la ville de X, s’est vu confié la responsabilité de 
l’assainissement à l’ occasi on de son extens ion à une nouvelle zone sur laquelle un 
projet d’ aménagement vient d’ être arrêté  dans son principe. 
Les archives  du service s ont extrême ment succinc tes et s e résument à quelques  
contrats d’ent retien des ouvrages essentiels,  sommairem ent rédigés. Il n’y  a qu ’un 
plan très sché matique du réseau, sans indication de ses capacités. Seul  le 
fonctionnem ent de la station d ’épurati on est à peu près connu,  mais le milieu  
récepteur s e révèle rel ativement dégrad é, ce qui sus cite le mécontente ment de l a 
populati on. De plus, des plaintes fréque ntes arrivent en mairie, concernant 
notamment des inondation s ou des refou lements d’égouts chez les particuliers. 
 
Dans ces co nditions, il paraît im possibl e d’ esquisser l’ assaini ssement de la 
nouvelle zone à urbaniser sans acquérir au  préalabl e une bonne connaissance de 
l’existant, et sans ét ablir un programme  destiné à r estaurer le milieu récepteur et à 
résoudre les dy sfonctionne ments signalés. 
Il lui faut donc s’attacher à l’ensem ble des problèmes liés à l’h ydrologie et à 
l’évacuation des e aux usé es et des  eaux de ruissell ement du s ecteur co mprenant à 
la fois la ville  existante et son extension.  Son r ôle consiste à diriger l’ensem ble d es 
opérations qu i doivent se dérouler à partir des objectifs qui lui o nt été assignés 
(donner satisfaction aux ha bitants actuels et  futurs sans oublier la prise en compte 
des risques naturels) et ceux que lui impo se la réglementation (objectif de réduction 
des flux poll uants) jusqu’au cadrage initial des dispositions et des ouvrages qui 
permettront d’ atteindre ces objectifs. 
 
Pour l’ eau, il s’ agit de partir large  ( les ba ssins versants  concernés,  leur 
dynamisme) puis de « zoomer » sur le  territoire vis é, puis sur le s quartiers et  si 
nécess aire encore plus pré cisément, en recens ant les points sensibles d’ un point de  
vue « physique » (le terrain, les ouvrag es existants), « formel » (institutionnel, 
organisationnel ), « finalisé » (le s objectifs for mulés et les p rojets qui le s 
accompagnen t) et « effici ent » ( les moyens prévus pour atteindre les objectifs ). 
Pour traduire  cette situati on, et avant de co mmenc er les études  proprem ent dites  
plusieurs cart es sont nécessaires pour représenter l’ ensem ble des d onnées qui sont 
bien entendu adaptées à ch aque cas parti culier . 
 
Nous propos ons ci-dessous un exem ple de représent ations de ces données à p artir 
de cartes de d ifférents site s16 : 
 
16 les co llectiv ités d’où  elles son t issues n’ont bien entendu  rien à voir avec la ville d e X.  
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Sur une échelle large : 
 
1)La carte de l’hydrographie, qui délim ite les bass ins versants et repré sente  les 
grands axes du ruissellem ent et le s exutoires, ainsi que les zones e xposée s au 
risque d’inondations. Elle peut aussi représenter : 
- les structure s d’assainissement en place (aussi bien urbain que rural). 
la localisation des risques relatifs aux écoulements, les équipements et réseaux 
pouvant  être affectés, ainsi que les possibilités de rétention. Elle peut aussi 
indiquer les zones déjà pri ses en compt e dans les documents administratifs conçus 
pour organis er la préventi on de ces  phénomènes. 
 
ZAC de la Grande Terre  (Source : C ete de l’Est) 
 Le projet de la ZAC de la Grande Te rre, à Bar le Duc est situé en bordure de
l’Ornain  dont elle est s éparée par la route et la voie ferrée. C es infrastruct ures
forment barrage à l’écoulem ent, et l eurs traversées constituent des points de
passage obligés. Les ax es structuran ts de  l’agglomération, située en aval,
permettent la desserte de la  ZAC en eaux usées.  
La zone est com posée de trois sous- bassins  drainés par des talwe gs
perpendiculaires à  la rivièr e. La partie  amont en est occupée par de s prairies et des
forêts. Un ruisselle ment av ec transport de terre significatif a pu ê tre observé s ur
les parcelles de culture, à la suite de  pluies de longue durée  mais de faible
intensité ; il peut conduire à des coul ées boueuses, en cas de fortes précipitations
tombant sur des sols fraîch ement travaill és. 
Dans la  part ie aval d e ces sous- bassins, d’ancien nes cartes mentionnent  la
présence de mares, le long de la voie f errée. Elles sont aujourd’ hui rem blayées. 
Cette analy se so mmaire souligne l’ existence de ri sques liés au x écoulements
hydrauliques.  
 
131/5 03

2) La  carte d es agglomérations existant es qui  compo rte la localis ation  des usa ges 
liés à l’eau, des activités ou des systè mes de ge stion de l’eau avec d’une part, le s 
orientations i ssues des documents de pl anification li és à l’eau (SDAGE, SAGE…),  
et d’autre par t les contraint es environnementales : 
-faisant l’ objet de servitudes (établies ou en cours) : PPR, Protection de captage, 
Sites classés, Arrêté s de biotope.. 
-ou non : ZNIEFF, Zones humides, ZICO…et autres zones repérées comme 
présentant un intérêt particulier et qui peuvent faire l’objet de prescrip tions 
particulières dans le cadre d’une procédu re comportant un document d’incidence  
ou une étude d’impact. 
 
(Source : Cete d e l’Est)  
A Atton, la recherche du meilleur site pour l’implantation de la station d’épuration 
communale a am ené à sup erposer sur cette carte les captages pour l’alim entatio n en 
eau potable et leurs périmètres de protec tion, aux zo nes inondabl es d’une part, et 
aux zones affectée s par le r isque de mouvements de terrain d’autre part. 
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A une échelle plus fine :  
 
3)Le cadrage issu des documents d’urbani sme existants, les op portunités qu ’ils 
offrent, les dangers qu’ils présentent. 
On y superpose le cycle urbain de l’e au, les anciens écoulemen ts, les puits, les  
fontai nes…Sont repérés to us les « attraits » que représentent pour l es habitants l es 
ouvrages liés à l’eau. 
Elle peut reprendre au moins en partie les usages rep érés ci-dessus . 
 
Source : Cete du Sud Ouest 
 
133/5 03

 Le projet de ZAC de Chantaco, à Saint-Jean-de-Luz a pour objet de développer 
un pôle sporti f et de loisirs à proxim ité d’un grand  complexe scolaire et d’u n golf.
• Il sera sép aré du com plexe scolaire par la R.D. 918.  
• La ZAC est classée en zone III NA destinée à l’ urbanisation avec
procédure de création de ZAC, ce qui convient.  
• Un boise ment situé sur l e site du projet est  réperto rié en e space
boisé class é, interdisant tout défriche ment et toute cons truction. 
• Un aligneme nt de platanes est inscrit au PLU en raison de  sa valeu r
patrimoniale et pa ysagère, avec les mê mes re strictions que c i-
dessus. 
• Le périm ètre de la ZAC est c oncerné par la bande des 75 m  par
rapport à la route (article L 111- 1-4 du code de l’urb anism e). 
• De l’autre coté de la RD, les terrains sont en zone in ondable «  bleu
clair » au PPR inondation s de la Nivelle. Les constructions y sont
autorisées ma is soum ises à prescriptions 
En ce qui concerne le cy cle de l’ eau :  
• Il convient  de noter l ’obligation d’e xcellente qualité des rejets
puisque l ’objectif de qualité de  la Nivelle est fixé à 1A . 
• Le ruisse au de Fagosse  traverse la  ZAC  en sa  média ne. Ce tal weg
draine la zone hum ide où est situé le boisement classé mentionné ci-
dessus. Lors qu’il y a concom itance e ntre une forte marée et u ne
pluviom étrie importante, les eaux s’accum ulent dans la zone basse
pour s ’évacuer ensuite par des canalisations qui ne peuvent draine r
la totalité du secteur. 
 
On a donc là un systèm e où l’évacuatio n des débits conjug ue la régulation pa r
stockage, l’ infiltration et l’évapotranspiration par l’ espace boisé cl assé. 
Il y aura vraise mblablement tout intérêt à co nserver ce principe e n
aménageant des volum es de stockage intégrés au projet. 
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4) La carte du sy stèm e d’assainissement existant, indi quant (après di agnostic) les 
points forts et les points faibles, l es capacités résiduelles, les possibilités 
d’extension. Elle représent e les exutoires actuels et le s impacts constatés. On y 
ajoutera les autres rejets pour avoir  une perception de l’im pact de la totalité des 
rejets. Elle pe ut aussi indiquer les prescr iptions im posées. 
 
Source : Cete de l’Est 
 Dans l’exemple de la ZAC de la grande terre à Bar-l e-Duc, (voir l a prem ière carte) le
réseau exista nt, en ce qui concerne les eaux pluviales se résu me à trois lignes d e
ponceaux et de buses situ ées sous la v oie ferré e et la route. Les  débits à tr ansiter ,
dans l’ état naturel, ont été estimés lors de  l’am énagement de la route, qui  fait partie
du cont ourne ment de Bar -le-Duc, pour dim ensionner les buses.  Ces débits son t
maintenant contraignants et l’aménagement de la Z AC devra intégrer des dispositifs
permettant de réguler les écoulem ents afin de  ne pas modifier les exutoires existants
ni leurs im pacts. 
135/5 03

5) En com plément de la carte précéden te, celle des possibilités d’em ploi de la 
zone d’extens ion : on repère les secteurs  où il paraît p ossible de dis perser l es eaux 
pluviales mais aussi  ceux où le choix de  l’ assainissement non collectif semble 
possible, sous réserve de co nfirmation par les études s pécifiques 
 
Source : Le Gr and Lyo n – Di rection de l’eau 
 Pour le projet  d’am énagement du parc technologi que de la Porte des Alpes à St. 
Priest (200 he ctares au total), les coll ecteurs existants, saturés, n’off raient 
aucune possibilité d’ évacuer autre chose que  les eaux usées. De plus, le parc est  
situé, pour l ’essentiel sur une butte m orainique où le sous-sol (m oraine altérée 
recouvrant la m olasse) ne perm et pas l’in filtration. Il a été choisi de reporter 
l’infi ltration dans une zon e favorable, s ituée à la périphérie, par la construction 
d’un collecteur profo nd. E n amont toutes les techniques permettant de retarder 
les débits ont été utilisées ( végétali sation des accotements, noues, tr anchées 
drainantes rac cordées sur un exutoire, et un chapelet de bassins de r étention ; 
ceux-ci seront animés par des fontaines et jets d’ eau destinés à e mpêcher la 
nidification a fin de préveni r le risque av iaire : le site se trouve dans l’axe de 
l’aérodrom e de Bron). 
136/5 03

Une fois réunis ces éléments fondamentaux qu i font  partie du dia gnostic, on peut 
procéder à l’étude de cadrage . 
 
L’exerci ce ne peut êtr e réussi que gr âce à une conception « concourante », au 
moins entre  experts : urbaniste, pay sagiste , spécialiste des voiries, exploitant des 
ouvrages d’ assainissement … ; il est nécessair e aussi que les décisions qui enga gent 
la collectivité soient clai rement défin ies, motivées , et explicites avant d’ être 
présentées à l ’autorité responsable (choix des zonages  et de l’urbanism e qui y  est 
lié, choix des différents niveaux de service  des o uvrages et d e la fréquence de 
retour d’ insuffisance de leu r fonctionnement…). 
 
Le cas échéant, une carte des li mites d es institutions responsable s de la gestion de 
l’eau, avec indications des m odes de gestion, peut être utile. 
 
±±±  
 
137/5 03

5.2.2 .3 Équations de durée de défaillance si mples 165 
5.2.2 .4 Alternative 166  
5.2.3  Rejets dans les plans d’e au 169 
5.2.4 Rejets en e aux souterraines 172 
 
Introduct ion au c hapitre 5 
 
Ce chapitre a pour objectif d’ aider à constr uire une approche de l’ assainissement d e 
l’agglom ération qui prenne en co mpte le milieu ré cepteur, et en particulier son 
aptitude à recevoir des rejets dans le respect des équilibres écologiques et des 
usages de l’ eau. 
La dé marche doit respect er le c adre régle mentair e global et ses déclinaiso ns 
régionales ou locales mais  aussi être va lidée le plus tôt possible par les différ ents 
partenaires d e l’opération (police de l’ eau, DDASS, police de la p êche, agenc e de 
l’eau, conseil général, et  le cas éché ant co mmissi on locale de  l’eau et aut res 
agglom érations du bassin versant...). Il est nécessair e d’intégrer cette notion dès le 
départ, car elle va condit ionner les objectifs à atteindre. Or les programmes 
d’assainisse ment sont longs, coûteux et co mplexes . Ils s’ accomm odent mal de  
nouvelles con traintes et d’évoluti ons en cours de réalisation. 
Il convient d onc le plus en am ont possibl e de définir de manière pragmatique et 
cohérente les « capacités d ’accueil » du milieu récept eur à partir  de son ét at act uel 
et des objectifs qui lui s ont assignés à court, m oyen et l ong termes. L’ étape 
suivante, consistera à concevoir un pr ojet gl obal pour l ’assainissement  de 
l’agglom ération com patible avec ce que peut accepter le milieu récepteur. Le 
phasage de la réalisation e n plusieurs tran ches per met de tenir com pte des diverse s 
contraintes techniques, financières, environnem entales et autres. Au terme de 
chaque phase, il peut être pertinent de r éaliser un bilan pour mesurer les résultats 
obtenus et faire évoluer le cas échéan t les objectifs initiaux, et éventuellement  
d’ajuster ou de m odifier le projet si la réponse du m ilieu récepteur n’ est pas celle 
attendue. 
La notion de protection de s milieux récepteurs doit être co mprise au sens large,  tant 
en ce qui concerne les usages de l’eau  par l’homme (production  d’eau potabl e, 
baignade, pêche, etc.) que l’équ ilibre de l’écosystème aquatique. 
 
Trois princip es généraux ont gui dé la rédaction : 
 
• la protection des milieux r écepteurs (ou  ses objectif s de restaurati on ) est 
au centre de la problématique des rejets urbains ; 
• à partir de la connaissance du m ilieu naturel (état actuel et état de 
référenc e), il est possible d’ estimer les flux p olluants  maxim aux que peut 
rejeter une ville dans un milieu récepteur . Ceci perm et de d éfinir les 
objectifs pour les rejets du système d’ass ainissement d e l’agglom ération et 
la mise en œuvre de stratégies adaptée s ; 
139/5 03

• l’écosystème aquatique est com plexe. Pour définir  une dém arche facile à 
mettre en œu vre et reproductible et parvenir à une quantification des flux  
admissibles par le milieu r écepteur , des si mplificatio ns sont utilisées, t ant 
pour la caractérisation du milieu que pour les rejets.  
 
Compte tenu de nom breuses hy pothèses à tous les niveaux (f onctionnem ent du 
réseau d’ assainissement, poll ution coll ectée, ouvrages épuratoires et m ilieu 
récepteur) la  démarche doit être auta nt que possible itérative avec ré alisati on 
systématique de bilans  pour vérifier l es hypothèses initiales et si nécessaire les 
corriger. Les moyens mis en œuvre doivent être  adaptés aux enjeux.  En effet, les 
coûts financiers de l’ assai nisse ment pour les usagers et les colle ctivités locales  
peuvent être colossaux. Il est donc nécessaire  de procéder par pha ses successives et  
de manière p ragmatique. Le prix des études prélim inaires et des diagnostics, tant 
sur le réseau que dans le milieu naturel, reste génér alement marginal par rapport à 
celui des tr avaux. Il est essentiel de se  donner les moyens et l es délais pour les 
mener à bien car les résultats obte nus vont conditi onner la stratégie de 
l’agglom ération en matiè re d’ assainis sement et p ermettre d’optim iser le  ratio 
coût/efficacit é. 
En matièr e d’assainissement de tem ps de pluie, il y  a peu de certitudes et beaucoup  
d’hypothèses de travail. Une analy se criti que objective de l’ existant permettr a 
d’optim iser les investisseme nts pour les phases suivantes 
 
140/5 03

5.1 L’utilisation des outils d’évaluatio n des milieux 
récepteurs 
 
La qualité de l’ eau est variable dans le tem ps et l’ espace. A partir de m esures 
ponctuelles ou sem i-continues, il est diffic ile de définir une qualité représentati ve 
de l’état du milieu sur une longue période. De plus, les conditions de diffusion des 
rejets ne co nduisent pas  toujo urs à des mélanges hom ogènes. Sur une m ême 
tranche d’ eau et à un m ême instant, les car actéristiques phy sico-chi miques de l’eau  
ne sont pas nécessair ement identiques. Ceci est vrai à la fois pour  ce qui arrive de 
l’amont et pour caractéri ser la zone aval des rejets où ont lie u des réacti ons 
simultanées et com plexes de mélange, d’autoépuration et de relarga ge. 
 
Les hy pothèses de travail sont nécessai rement extrê mement si mplificatrice s. Elle s 
sont relatives à des notions de quan tité (débit du m ilieu r écepteur, vitesse 
d’écoulem ent des masses d’eau, hydrody namique c ôtière, débit des rejet s, etc.) et 
de qualité évaluée à partir d e la mesure d es concentrati ons de quelques polluants en 
quelques points dans le rejet et dans le m ilieu récepteur. Hors quelques cas 
spécifiques ju stifiant l’ étude de l’ évoluti on des panaches de dilution des rejets dans 
le milieu récepteur, on a dmettra que le mélange entre rejet et rivière est quasi  
parfait presque instantanément. 
 
L’intérêt m ajeur, mais aussi la principale difficulté de la dém arche globale init iée 
pour l ’assainissement de l’agglom ération, consiste à essay er de quantifier les fl ux 
de pollution résiduelle acceptable s par le milieu récepteur . Cette notion 
d’acceptabilité porte sur l’écosy stèm e aquatique  (tel qu’il est ou tel qu’ il devrait 
être si l’état actuel  est dégradé), sur les usag es de l’eau et bi en sûr vis-à- vis 
d’exigences réglem entair es co mme les objectifs de qualité ou les cl asses et indices 
de qualité. 
 
Il est nécessaire dans un prem ier tem ps de connaître l’état initial du m ilieu 
récepteur au niveau du bassin versant ou du tronçon d’ étude dans le c as d’ une 
rivière au linéaire i mportant. 
 
La prem ière étape est d’ordre général. Il  faut co mmencer par collecter les données 
disponibles, généralement diffuses. On peut citer la carte des objectifs de qualité  et 
les données r elatives à la qualité réell e, le SDAGE et le SAGE  s’il existe, et  toutes 
les études particulières disponibles (étud es d’im pact, études agricoles, diagnoses 
piscicoles, et c.). Ces éléments de conna issance du milieu naturel, de son évol ution 
et de ses capacités de réaction aux dive rses pollutions et  nota mment aux rejets de 
temps de pluie sont ut iles à l’amont de la stratégie de dépolluti on des 
agglom érations pour une dém arche g lobale et cohérente à l’ échelle du bassin  
versant. 
 
En ce qui concerne les rejets des agglomérations, il y  a superposition sur  un 
tronçon du m ilieu récepteur de deux phénomènes, les reje ts per manents de tem ps 
sec et les déversements occasionnels de temps de pluie ou de t ype accidentel. 
 
Il est extrê mement difficile d’ établir un li en de cause à effet entre les déverse ments 
de tem ps de pluie et les effets à long terme observés sur le milieu naturel. 
 
141/5 03

L’état actuel est la  résultante de r ejets chroniques de temps sec et de déverse ments 
occasionnels de tem ps de pluie auxquels il c onvient d’ajouter les autres 
perturbations  apportées par toutes les activités anthropiques (agriculture, indus trie, 
travaux en rivière…). 
 
L’approche de l’ assainisse ment des rejets  urbains doit être réalisée à un premier  
niveau à partir des paramètres de la po llutio n qu i génèrent des effets aigus et 
immédiats dans le milieu naturel. 
 
L’intérêt majeur de cette dém arche est de quantifier, même de façon  
approxim ative, les flux de polluti on et les fréquences de déversement acceptables 
par le milieu naturel dans des conditions réal istes en matière de dé bit de la rivière, 
de qualité de l’eau et de pl uviom étrie. 
 
Les outils à mettre en œuvre doivent être adaptés  aux enjeux. 
 
Compte ten u de l’aspe ct opéra tionnel , on fait le choix d e travailler
sur les impacts physico-ch imiqu es et d’utiliser des indicateurs
biologiques adaptés à la fois au x rejets et au milieu récepteur en
complément pour évaluer la qualité écologiqu e de l’écosystème. 
 
On utilisera  la mesur e et la modélis ation pour évaluer les fl ux polluants
admissibles par le milieu  récept eur. 
 
142/5 03

5.1.1 Les anal yses ph ysico-ch imiqu e et bactér iologique 
 
Des prélèvements ponctuels (mesures manuelles ou auto matisées en un point sur 
une courte période) sont réalisés dans le milieu récepteur p uis analy sés en  
laboratoire afin de caractér iser l’ état chimique de l’ eau. 
Ce ty pe de mesure est adapté pour les ré gimes permanents, c’est -à-dire lorsque la 
qualité de l’ eau varie peu, car on va ex trapoler les r ésultats d’ analy ses obtenue s à 
partir d’un prélèvement instantané à la qualité m oyenne de l ’eau d’un tronçon de 
rivière sur un e période lon gue (jusqu ’à un mois) à partir d ’un prélèvem ent ponctuel 
instantané. 
Cette démarche peut conv enir pour une  approche de l’im pact phy sico-chim ique d e 
rejets chroniques de te mps sec. 
 
Exemple  : les stations du Réseau Natio nal de Bassin donnent une im age d e la 
qualité réelle de l’ eau à partir de 12 à 24 analyses ponctuelles réparties sur une 
année. Pour la plupart de s paramètres (hors ox ygène dissous et nutrim ents), on 
exclut les valeurs extrêmes correspondant à des situations exceptionnelles (crue par 
exem ple) po ur retenir la valeur non dépassée pendant 90 % de tem ps comme 
référence. 
 
Les autres uti lisations possibles de ce type de mesure sont : 
 
• le calage des modèles hy drauliques pour  l’aspect qual ité ; 
• la corrélation avec des mesures en continu  ou ponctuelles par des 
méthodes alternatives ; 
• la mesure de la concentration de  certains polluants (micropolluants,  
métaux, pollu tion bactérienne) pour lesq uels c’est l’u nique m oyen. 
 
Réaliser des analy ses phy sico-chi miques pour disposer de données fiables dem ande 
rigueur et disponibi lité. Il peut exister des contraintes fortes sur les conditions de 
prélèvem ent (heure, lieu) et de représen tativité de l’ échantillon, en particulier 
lorsque le m ilieu est hétérogène. L’ utilisation de préleveurs automatiques asser vis 
peut faciliter le déroulem ent des cam pagnes, notamment lorsqu’on se propos e de 
suivre la qua lité des eaux sur une longue  période (par exem ple dans le cas de 
l’évaluation des i mpacts générés par  les rejets d e tem ps de p luie). Tous les 
problèm es n’en sont pas pour autant résolus. Les échantillons prélevés, même 
conservés da ns une encei nte réfrigéré e doivent être analy sés sous 24 heures. Pour 
que l’échantil lon analy sé soit réellement co mparable à la qualité d e l’eau de rivière 
au m oment du prélèvement, de nom breuses précautions doivent  être prises pour les 
conditions de prélèvem ent (à quel endr oit, à quelle profondeur, à  quelle distance 
des points de déversement, com bien de tem ps après une pluie, etc.) , de 
conservation (la plus restr einte et si possible en enceinte réfrigér ée), de tr ansport 
(sans heurts et au froid) et d’analy se (moi ns de 24 he ures après le prélève ment. L e 
respect de ces conditions coûte cher, n écessite du p ersonnel disponible et génère 
des contraintes i mportantes ( matériel i mmobilisé su r de longues périodes, analy ses 
en laboratoire, etc.). A cette seule c ondition, les analy ses phy sico-chim iques  
peuvent être fiables. 
 
Certains pa ramètres (oxygène dissous, température) seront impérativement 
mesu rés di rectement dans le milieu n aturel . 
143/5 03

5.1.2 La mesure en continu 
La mesure en continu  est adaptée pour l es paramètres qui peuvent varier au cours 
d’un c ycle journalier, toutes choses égal es par ailleurs (mesu re de l’ oxygène 
dissous dans l es milieux eutrophes par e xemple) et pour les rejets de tem ps de pluie 
qui sont temporaires, avec une forte vari abilité sur de courtes périodes de tem ps. 
Les paramètres usuels de la poll ution urbaine que l’on peut m esurer avec des 
sondes de me sure en continu sont les suivants : 
• pH, tem pérature, conducti vité et oxygène dissous (milieu naturel) ; 
• évaluation de s concentrations en MES  et DCO par mesure optique 
sans réactif dans le rejet ou le milieu naturel (turbidim étrie) ; 
• évaluation des concentrati ons de para mètres spécifiq ues (a mmoni um, 
nitrates, orthoph osphates, etc.) par méthode électriq ue, 
électrochim ique ou o ptique . 
 
Les sondes de mesure pour pH, tem pératur e, conductivité et oxy gène dissous sont 
fiables et peu onéreuses. 
La mesure de l’oxygène dissous  est fo ndamentale ( cf. 3.4.4.1 .1). Elle constitue un 
élément de com préhensio n important des phé nomènes d’autoépur ation et de su rvie 
des organismes aquatiques (poissons) a près déversement des rejets de tem ps de 
pluie. 
La turbidim étrie (cf. 3.4.4 .1.3) perm et de mesurer p ar corrélation l’évol ution des 
concentrations en DCO et  MES dans les milieux récepteurs, par exem ple suite aux 
déversements de tem ps de pluie, pendan t de longues périodes et à des pas de tem ps 
réduits. 
Les MES sont peu intéressantes en tant que telles pour une approche à partir  du 
milieu récept eur. En revanche , une partie i mportante de la pollution des rejets de 
temps de pluie est fixée sur  les MES. 
 
Un turbidim ètre (cf. 9.4.2) est un ap pareil qui m esure l’apt itude  de l ’effluent  à 
absorber ou à réfléchir une lum ière d e longueur d ’onde choisie. Il est possible  
d’obtenir des corrélations satisfai santes  entre les car actéristiques de l’ effluent en 
DCO et ME S et la lu mière transm ise au travers de l’ échantillon ou diffusée à sa 
surface, pour des longueurs  d’ondes spécifiques au param ètre étudié. 
Les courbes de corrélation sont propre s à ch aque site de mesure et à chaque type  
d’appareil. El les peuvent êt re par ailleurs différentes en tem ps de pluie et par temp s 
sec. C eci ju stifie de f aire analy ser de manière classique un  grand nombre 
d’échantillons d’ eau pour construire d es courbes de corrélation destinées à l a 
mesure en continu. 
 
En dépit de n ombreux facteurs qui influ encent la déterm ination de la concentrati on 
en MES ou en DCO par turbidim étrie (taille et form e des particules, concentrations 
maxi males admissibles, pr ésence de bull es d’ air, etc.), cette t echnique est attr active 
(faible coût du m atériel, pa s de réactifs, maintenance simple). 
Il existe des appareils autonettoy ants qui demandent un entretien réduit. Cette 
technique est toutefois plus adaptée aux m esure s dans les rejets qu’ à celle s 
effectué es en rivière (où les concentrations sont plus faibles). 
La mesure en continu de paramètre s spéc ifiques (a mmonium, nitrates,  
orthophospha tes, etc.) sera  réservée à des études particulières ave c des objectif s 
ciblés. Le matériel exist e (cf. 9.4.3 ), mais, à l a date de cett e rédaction, il est  
onéreux, parfois fragile pour une utili sation dans des conditions de terrain et sa 
maintenance peut être co mplexe. 
144/5 03

5.1.3 La modélisation 
 
Il est possible de si muler le fonction nement d’un rése au d’ assainisse ment  et 
l’évol ution  de la qualité p hysico-chim ique du milieu récepteur p ar l’intermédiaire 
de m odèles. La mesure perm et de conna ître les caractéristiques réelles et de caler 
les m odèles. 
 
D’une maniè re géné rale, la méthodologie à mett re en œuvre  utilisera à la  fois 
mesure s et modèles . 
 
En ce qui  concerne les m odèles « milieu naturel », il en exist e de nom breuses 
variantes, de la plus sim ple (calcul de d ilutio n pour un rejet en r ivière) à la plus 
complexe (prise en co mpte de l’autoép uration, d u relargage, etc.) pouvant  décrire 
les phéno mènes dans l e temps et l’espace. Ce ty pe d’outil perm et de visualiser la 
diffusion p uis l’autoépur ation pour certa ins paramètres (MES, DCO, azote  
amm oniacal par exem ple). 
La modélisat ion est indis pensable pour év aluer l’i mpact qualitatif de séries de 
pluies réelles ou s ynthétiques sur le milie u récepteur. Elle perm et égalem ent de 
travailler sur une approche par rapport à l’objecti f de qualité et à la durée de 
déclassement éventuelle. La modélisatio n devient m oins précise, vo ire non adaptée 
si l’on souhai te travailler sur les teneurs en  oxygène dissous dans le milieu nat urel 
(hors nom breuses ca mpagnes de mesure) . 
5.1.3.1 Les rivières 
Lorsque l’ enjeu est i mportant (faible rapport de dil ution entre m ilieu récepteur  et 
rejet), un cal age est  néce ssaire sur plusie urs évène ments (prélève ment, analy ses e t 
mesures in situ). Ce ty pe d’outil peut pe rmettre d’ évaluer la durée de déclassement 
(par rapport aux objectifs de qualité) de  la zone critique à l’aval d’une 
agglom ération, po ur de lo ngues chroniq ues de pluie et à peu de frais. 
Plusieurs t ypes de m odèles existent, de complexité variable, pouvant décrire les 
phénom ènes dans le te mps et l’espace : 
 Le plus sommaire est la modélisation macroscopique . La concentration du p olluant 
dans le cours d’eau est estimée à partir du bilan des concentrations à l’ amont et d es 
flux et débits  rejetés. On f ait l’hypot hèse d’ un régime per manent et uniform e avec 
mélange parfait (m éthode sim plifiée). 
Plus com plexes sont les modèles bi- ou tridim ension nels qui utili sent des notions 
de suivi d’ une masse d’ eau ou de points dans l’ écoule ment. 
5.1.3.2 Les plans d’eau 
Dans ce s milieux, l’ évaluation de l’ impact nécessit e en prem ier lie u une sim ulation 
des mouvements d’eau, qu ’ils soient d’ origine th ermique, liés aux vents, aux 
variations brutales de press ion atm osphérique ou bien aux entrées et  sorties d’ eaux. 
Un modèle r eprésentant un plan d’ eau comme  une masse  d’eau hom ogène  ne p eut 
être utilisé pour rendre com pte des im pacts locaux. 
Les modèles  peuvent tenir com pte des pr ocessus  tels que l’ autoépuration, l a 
sédim entatio n ou l’eutr ophisation. La sim ulation peut être mono-, bi- ou  
tridim ensionnelle. 
Le choix du modèle adéquat doit prendre en com pte les cara ctéristiques du plan 
d’eau telles que surface, pr ofondeur, etc. L’ objectif de la si mulation vise à évaluer 
un im pact global ou bie n des im pacts locaux. Il nécessite égale ment une  
identification préalable de s usages  que l’on veut pré server ou restaurer en priorité. 
145/5 03

A ce s usage s sont attach és un certain  nom bre de contraintes, qui perm ettront 
d’orienter le choix d u modèle en fonction des problè mes à résoudre. 
Pour l’évalua tion de l’im pact en  term e global (plan d’eau consid éré comme u ne 
unité hom ogène avec description d ’un ét at global décrivant le plan d’eau dans so n 
ensemble), il existe des modèles e mpiriq ues simples, t el que celui de Vollenweid er. 
Réalisé pour le co mpte de l’OCDE, il est issu de l’exploitati on statistique de 
données acquises sur 144 lacs situés en zone te mpérée. Il s’ appuie sur un ensemble 
d’abaq ues qui perm ettent d’évaluer la réponse d’u n plan d ’eau à des apports en  
phosph ore en fonction de sa profondeur, de son volume, du débit en entrée et à 
l’exut oire, etc. 
Ce modèle conduit au cl assement des pl ans d’ eau en plusieurs cat égories en 
fonction de leur état trop hique. Le  modèle de Vollenweider (cf. Barroin , 1999 ) 
fournit des prévisions quantitatives dont la prévision est à la hauteur de celle des 
données à condition toutefois : 
 
• de l’ applique r à des lacs présentant des cara ctéristi ques com prises 
dans le domaine de va riation de l’ensemble des donné es ay ant permis 
de l’établir ; 
• de ne pas oublier d’ indiquer les in tervalles de confiance attaché s à 
chaque résultat ; 
• de ne pas  chercher par  l’artifice du c alcul à être mathématique ment  
plus précis q ue ne le per met la résolution graphique proposée par l e 
modèle. 
 
Le modèle de Vollenweider (plans d’ eau) propose de relier le phosphore à la 
transparence ou au déficit h ypolim nique  en ox ygène. D’autres prop ositions o nt été 
faites notamment par Heiskary  et Walk er, Barroin, Jones et Lee, pour relier : 
 
• l’aspect ph ysique, le po tentiel r écréatif à l’état t rophiq ue, à la 
transparence, à la chloroph ylle ou au phosphore total ; 
• les intensités d’utilisation pour le lo isir, la pêche et le lagunage au 
phosph ore tot al ; 
• la productio n de poisso n à la c oncentration en phosph ore des 
affluents et au tem ps de séjour h ydrauli que. 
5.1.3.3 Le milieu littoral marin  
Dans ce milieu récepteur, des modèles physiques hydrodynam iques per mettent de 
simuler courants et phénomènes de  dilution/diffusion/dispersion. Des modules 
simples per mettent égal ement d’ intégr er des données rel atives à l a dispar ition 
naturelle de certains él éments tels que les bactéries. Le phénom ène de mortalité 
bactérienne e st décrit par  le T90, te mps néces saire  à la r éduction de 90 % du 
nombre de germ es initial. Ce dernier, très variable (y compris à l ’échelle 
journalière), est difficile à apprécier in situ  en raison de sa forte sensibilité aux 
conditions du m ilieu (ensoleillem ent, tran sparence de l’eau, etc.). Dans ces 
conditions, le s mesures ponctuelles apparais sent peu fiables et peu représentatives.  
Aussi est-il p ossible, sur des site s où les enjeux restent m odest es, de définir a pri ori 
des T90 à partir de fourchettes validées  locale ment. Dans la Man che, des vale urs 
de T90 com prises entre 20 et 40 heures pour Escherichia coli  sont couramment 
admises. Des abaques (Ifr emer et autres) per mettent également de définir le T 90 
pour des conditions donné es d’intensité lumineuse, de turbidité et de profondeur.  
Les mesures effectuées l ocalement sur la chair des coquillages (données pl us 
fréquentes su r coquillages que sur eau ) peuvent être utilisées pour le cal age du 
146/5 03

modèle en prenant par défaut un facteur d’ enrichissement  de l’ordre de 30 po ur 
Escherichia c oli. 
 
Les modèles hydrodynamiques nécessitent  une connaissance précise de la 
bathymétrie sur la zone étudiée et de  l’onde de marée aux limites du do main e 
simulé. Ces modèles sont mono-, bi- ou tr idimensionnels (1D, 2D et 3D). Les 
modèles 1D sont essentiellem ent utilisés en  zones estuariennes amont. Les résultats 
fournis en différents points par les modèles 2D sont des concentrations m oyennes 
sur la largeur de l’estuaire (2D vertical) o u sur l’intégr alité de la colonne d’eau (2D 
horizontal). Un modèle 3D restitue l es va riations spatiales de concentration en  
fonction de la profon deur. 
 
Les modèle s 3D se justifient essenti ellement dans les c as où les eaux s ont 
stratifiées, par exem ple à p roxim ité de rejets. 
 
Des modèles plus com plexes existent tels TELEM AQUE et SAM. Ils intègrent 
sédimentologie et biologie (sel s nutritifs, vitesse de conso mmation par le 
phytoplancton, vitesse de broutage du ph ytoplancton par le zooplancton…). C es 
modèles trè s puissants sont difficiles à manipuler. Ils néce ssitent une très gran de 
spécialis ation du m odélisateur. Leur usage peut s’ avérer particulière ment 
intéressant dans cert ains cas, par ex emple dans des zo nes à risque d’eutrophisati on 
(fort dévelop pement d’al gues vertes), où des décisions relatives à un choix  
nitrification / dénitrification doivent être prises. 
 
5.1.3.4 Les eaux souterraines 
 
Si des modèles d’ aide à la gestion des nappes sont fréquemment utilisés, ils portent 
sur des aspects bien identifiées de leu r fonctionne ment, co mme la recharge de 
nappe, les éc oulements souterrains, le transfert de polluants… 
L’évaluation des i mpacts  des zones urbain es est par contre peu étudiée. Elle  
nécessit e l’utilisation d’ une com binaison de m odèles capable de représenter 
l'ensemble de s phénom ènes susceptibles  de se produire dans un a quifère et sur le 
bassin hy drologique qui lui est associ é. Il faudra donc chercher à représenter : 
 
•  la répartition spatiale de l 'infiltra tion de l 'eau et des polluants à l a 
surface des sols non im perméabilisés et dans les ouvr ages 
d'infiltration des eaux pl uviales (résultant de leur  transfert à la 
surface des sols), 
•  le transfert de l'eau et d es polluants dans les zon es non saturée et 
saturée de l' aquifère. 
 
147/5 03

5.1.4 L’aspect quantitatif 
 
On distingue deux t ypes d’utilisation de la notion de débit en rivière. 
 
x Les d ébits de réf éren ce de la rivière  (module, Q MNA 1/5, Q MNA 1/2, etc.) figurant  
dans les banques de donné es ou les catalogues des débits. 
Les valeurs sont connues. Le cas éch éant, il est  simplement nécessair e de les 
recalculer  au droit de la section étu diée (interpolation entre deux stations de  
référence du catalogue). Ces débits sont à utiliser pour des calculs théoriques lors 
de sim ulations. 
 
x Le débit réel du  milieu récepteu r pendant un événement . Cette donnée est 
nécessaire lor sque l’ on veut caler un modèle hydrauli que pour connaître la dilution 
et la diffusion des polluants . 
Dans ce cas, la valeur du d ébit de la rivi ère au moment où l’ on réalise la  campagne 
est une don née indispensable (se référer aux n ormes en vig ueur pour ce t ype de 
mesure). 
Ce modèle hydraulique, c alé pour un  débit, peut ens uite extrapoler la diffusion des 
rejets ou la dilution pour toute une gamme de débits. 
 
D’une m anière sy stém atique, pour évaluer les i mpacts, on se place d ans une 
situation criti que m ais non  exceptionnel le (par exemple un débit d’étiage d ont la 
fréquence de retour est éle vée). Cela pe rmet ensuite de fixer des objectifs réalis tes 
aux rejets du sy stème d’ assainisse ment. 
 
La mesure du débit en rivière et l e cas échéant sa connaissan ce en  tem ps réel 
relèvent en  principe des attributions de la DIREN, qui gère des stations 
limnimétriques permanentes et réali se des jaugeages ponctuels en rivière. 
 
Concernant les rejets en  zone littor ale marine , une m odélisation s’im pose 
systématiquement. La pré-évaluation qua litative s’inscrit dans le cadre d’une 
démarche pro gressive. 
148/5 03

5.2 La méthode d’évaluation de l’aptitude d’un milieu 
récepteur à recevoir des rejets 
 
On traite l es eaux usée s, les e aux unitaires et éven tuelle ment le s eaux pluviale s 
pour permettre au milieu  récepteur de re cevoir les rejets dans des conditions 
compatibles avec s a capacité d’ accueil , en particulier vis-à-vis des objectifs  de 
qualité et des usages de l’eau au sens large. 
 
Intégrer la notion de protection ou de préservati on du milieu  récepteur d ans 
l’approche de l’assainissement u rbain ne signifie pas qu’il soit néce ssaire  de 
réaliser systématique ment et aveuglément de s investigations approfondies sur  
ce milieu récepteur. 
 
La méthode d’ évaluation proposée ici est b asée sur plusieurs niv eaux 
d’approche , ceci pour essay er d’ évaluer le plus en  amont possi ble l’ enjeu que 
représente la pollution apportée par les eaux urbaines de te mps sec et de te mps de 
pluie dans le milieu récepteur et adopter une dém arche d’étude adaptée au  
contexte. 
 
La dém arche vise à défini r des niveaux de  rejet qui permettront de respecter  les 
objectifs de qualité  ainsi que les classes d’ aptitude  de l’eau aux usages et fonctions.  
Ceci afin de per mettre le s usages de l’ eau en tem ps sec et en te mps de pluie, hors 
situation exceptionnelle (or age im portant pendant u n étiage sévère p ar exem ple). 
 
On peut envisager de définir des flux re jetables au milieu naturel pour un débit de 
référenc e ada pté et significatif. Ce déb it de référence sera généralem ent différent 
entre une approche des rej ets de te mps sec (r égime permanent et  rejets épuré s) et 
de tem ps de p luie (régim e variable et dé versement d’eaux brutes). Pour le tem ps de 
pluie, on travaillera préférentiellem ent sur une ou plusieurs chroniques annue lles 
ou saisonnières selon les moyens disponibles et le contexte. A défaut, lorsque les 
moyens et les enjeux sont peu importants,  on utilisera une ou plusieurs pluies de 
 
Il n’est pas possible de donner des valeurs de référen ce universelles pour les débits 
de rivière ou les pluies. Il faut im pérativ ement tenir com pte du contexte local et des 
pratiques justifiées au ni veau régional (SDAGE, SAGE, MISE, etc.) par  les 
caractéristiques hy drologiques et cli matiques. 
 
149/5 03

5.2.1 Les rejets en rivière 
5.2.1.1 Le choix du tronçon de réfé rence pour évaluer les flux 
admissibles 
L’appr oche en matière de qualité de l’eau doit être réalisée sur un tronçon 
homogène qui englobe les points de rejets  et la zone du milieu r écepteur où les 
effets aigus sont les plus i mportants. 
 
Il est souhaitable, dans un s ouci de cohérence, que le tronçon défini pour le tem ps 
de pluie coïncide avec c elui de tem ps sec. 
 
On utilisera donc deux t ypes de raisonnem ent qui se superposent :  
 
• un prem ier en term e de flux ajouté par le rejet dans l e milieu récepteur . Ce 
calcul est à ré aliser dans l’hy pothèse d’un régim e permanent, même sur un 
pas de te mps très court. Hy pothèses : dilution instantanée et mélange  
parfait au droit du point de rejet unique o u à l’aval immédiat de 
l’aggl omération ; 
 
• un second, plus com plexe à appréhe nder, qui utilise la cinétique de 
dégradation d e la pollutio n organique pour évaluer les risques en  matièr e 
de consommation de l ’oxygène disso us à l’ aval. Les zones à risque 
d’anoxie sont dans ce  cas plus dif ficiles à  localis er, hors pluies ay ant 
entraîné des mortalités piscicoles (phénomènes qui restent présents dans l a 
mémoire coll ective). En e ffet, il faut p rendre en co mpte la cinét ique de  
dégradation ou de décantation des rejets , le te mps de séjour dans des biefs  
ou des zones calmes et peu oxyg énées  et éventuellem ent d’autres 
phénom ènes ponctuels o u saisonniers. Par exem ple, l’eutr ophis ation en 
période estivale est l a cause de variat ions im portantes de la teneur en 
oxygène diss ous pendant le cy cle journalier , ce qui peut interférer su r 
l’autoépuration. 
 
5.2.1.1.1 Critères d e choix pour la limite amont 
 
Les élé ments ci-aprè s sont tirés du docum ent Agence Rhi n-Meuse/DIR EN 
Lorraine : Comment évaluer  les objectifs de réduction des flux de substances 
polluantes , (février 1997) et apparaissent pertinents.  
 
• Choisir un point am ont du tronçon  homogène proche de l’am ont de 
l’aggl omération et où l’on dispose d’inf ormations  sur la qualité de l’eau  
(station RNB ou autre avec suivi du m ilieu naturel). 
• S’étendre vers l’am ont lorsque les c onditions d ’entrée dans le tronçon ne 
dégagent aucune m arge (objectif de qua lité non atteint) ou lorsque d’autres 
apports de même ty pe sont identifié s à l’am ont (exem ple de plusieurs 
agglom érations proches su r une même rivière et ayant chacune leu r propre 
système d’ assainisse ment. Dans c e cas, l’appr oche do it autant que possible 
regrouper les agglom érations afin de fa ire partager l’effort de dé polluti on 
de manière équitable et cohérente). 
 
150/5 03

La qualité amont se rt de r éférence, notamment dans  l’hypothèse de  
simulations lorsque les objectifs de  traitement  de temps sec ne sont  pas  
respe ctés (station d’épuration pas  à niveau par rapport aux exigences  
réglementair es et r ejets di rects d’ eaux brutes). 
5.2.1.1.2 Critères d e choix pour la limite aval 
 
On veillera à arrêter la li mite aval du tr onçon à la zone directement concern ée par 
les rejets de l’agglom ération, et à intégrer  en particulier la zone à risque d ’anoxie.  
Une extension vers l’ aval peut être envisagée si ( ibid.): 
 
• l’objectif de qualité fixé plus en av al est plus contraignant que celui 
du tronçon directe ment co ncerné ; 
• il y a imméd iatement à l’ aval une confluence avec  un cours d’ea u 
dont l’objecti f de qualité est plus ambitieux (exemple : affluent  de 
qualité 2 pour  un cours d’e au principal en 1B) ; 
• il y a à l’ aval des usages contraignants (baignade, potabilisation 
d’eau de surface…) ; 
• il y a d’autres apports polluants de mêm e type à l ’aval (autre 
agglom ération par exem ple). 
 
5.2.1.2 Les rejets de temps sec en rivière 
 
En tem ps sec, l’objectif minim al appli cable à toutes les agglom érations, quelles 
que soient l es caract éristiques du milieu récepteur, est la suppression des 
rejet s dir ects, même lors des pointes  de temps sec, et la mi se au x normes  de la 
station d’épuration. 
Le niveau norm al de traitement de la pollutio n est défini par les textes 
réglem entaires, en particuli er l’annexe 2 de l’arrêté du  22 décem bre 199 4 fixant  les 
Des exigences supplém entaires (niveau de  dépoll ution plus élevé à la station 
sensibilité du m ilieu récepteur ou les usag es de l’ eau, peuvent être envisagées dans 
la mesure où le coût économique reste acceptable pour l’ agglom ération. 
On propose donc, pour fixer la qualité du reje t d’effluents épurés une approche à 
plusieurs niveaux d’ examen basée  sur l a dilution et éventuellemen t l’autoépuration 
des rejets dan s le milieu naturel. 
La dilution est calculée sur un c ycle j ournalier en utilisant les flux et volumes 
déversés par temps sec. P our les paramètr es critiq ues, la qualité réelle est connue 
ou estimée à l’am ont de l’a gglom ération, en entrée de tronçon. 
 
En régime p ermanent, o n retiendra un débit de réfé renc e adapté au contexte  
local afin de décrir e une  situation d’étiage estival non excepti onnel du mil ieu 
récept eur. Le plus souve nt, on utilise le QMNA 1/5, mais il y  a des cas où c ette 
valeur n’est pas disponibl e ou bien inappropriée. On utilisera alors un autre débit 
dont le choix  sera justifié : valeur liée au module ou bien au contexte local dans la 
mesure où le débit de l a période criti que est influencé par des prélève ments 
importants ou  un soutien  d’étiage. 
 
151/5 03

Sur un tronço n donné, il es t possible de calculer le flux m aximum adm issible pour 
une substance. Ce flux est la différence entre le flux maxim um permis par l’objectif 
de qualité au droit du rejet ou  en sortie de tron çon (concentration m aximale 
admissible x débit d’ étiage de référe nce) et le flux réel en e ntrée de tronçon  
(concentration observée n on dépassée  penda nt 90 % du te mps x débit d’ étiage de 
référence). 
On peut fixe r en sortie d e tronçon de s seuils de c oncentration inférieurs à l a 
concentration maxim ale adm issible pour le respect de l’objectif de qualité et des 
class es d’ aptitude de l’ eau aux usages et fonctions. 
 
Si l’objectif de qualité n’est pas attein t en entrée de tronçon (qualité réelle plus 
mauvaise), o n fera le calcul du fl ux disponi ble à partir de l a concentration 
maximale correspondant à l’objectif de qualité. Le flux en entrée de tronçon n’est 
plus alors le flux réel mais le flux maximal ad missible (concentration maximale 
objectif de qualité am ont x  débit d’étiage de référence amont), ce qui peut déga ger 
une marge disponible par rapport à la situati on réelle (dans la mesure où le débit en 
sortie de tronçon serait supérieur à celui de l’ entrée) et évite d’ imposer  des  
exigences épuratoires disproporti onné es aux agglomérations sit uées à l’ aval de 
cours d’ eau dégradés. 
 
La co mparaison entre les fl ux maxi maux ad missibles dans le tronçon et le total des 
flux de poll ution qui so nt ou seront rejetés pe rmet de  vérifier que les objectifs li és 
aux rejets permanents de te mps sec sont suffisants. 
 
C aval est la concentration dans le m ilieu récepteur a près mélange avec le rejet :  
 
  C am ont x Q am ont + C rejet x Q rejet 
C aval = 
Q amont + Q rejet  
 
5.2.1.2.1 Premier n iveau d’examen  : l’objecti f de qualité es t 
respecté au  droit d u rejet 
 
C aval < concentration m axi de l’objectif de qualité. 
 
Dans ce cas, i l n’y a pas de contrainte s upplémentaire sur les rejets de tem ps sec.  
 
5.2.1.2.2 Second niveau d’examen : l’objecti f de qualité n’est pas 
Deux cas s e présentent : 
a) si l’object if de qualité n’est pas r espect é à l’amont , il faut envisager une 
démarche gl obale au ni veau du ba ssin versant. Inutile a priori  de fi xer 
arbitraire ment des contraintes fortes  à l’agglomération aval qui ne fait que subir 
cette situation ; 
 
b) si l’objectif de qualité est respecté à l’amont , calculer les flux m aximaux 
rejetables pour que C aval < concentrat ion m axi de l’objectif de qualité. 
152/5 03

S’il est techn iquement possible d’attein dre ce niveau épuratoire renforcé à un coût  
économ iquement acceptable pour la collectivité, ces exigences supplémentaires 
sont à prendr e en co mpte pour les rejets de tem ps sec. 
 
Dans l’ hypothèse où il n’ est pas possible de respecter l’objectif de  qualité au droit  
du rejet, on envisage un troisième ni veau d’examen : resp ect de l’objectif  de 
qualité en sortie de tronç on. 
 
5.2.1.2.3 Troisième n iveau d ’exam en : respect de l’objecti f de 
qualité en s ortie de tronçon 
 
A ce troisième niveau, on a dopte la m ême dém arche que précédemment avec : 
 
• un abattement des flux dû à l’autoép uration  dans le milieu naturel entre 
le rejet en sortie de tronçon (le taux d’autoépuration e st à esti mer selon les 
cas) ; 
• une meilleur e dilution : si le débit de référence en sortie de tron çon est 
supérieur au débit au droit  du rejet, la dil ution est améliorée. 
•  
 
L’autoépuration peut être désignée par : ∆C rejet x Q rejet 
 
  (C am ont x Q am ont) + (C rejet x Q rejet) –( ∆C x Q rejet) 
C aval = 
 débit de référence rivière a val 
 
Si C aval < concentration maxi de l’obj ectif de qualité :  
il faut envi sager quand même un niveau épuratoire renforcé à un coût 
économ iquement acceptable pour la collectiv ité puisque l’ object if de qualité n’est 
pas atteint au droit du rejet. 
 
S’il n’est pas possible de respecte r l’objectif de qual ité en te mps sec en sortie de 
tronçon à un coût économ iquement acceptable  pour  la collectivité, dans un premier 
temps, le ni veau de reje t sera au moins conforme aux exigences minimale s 
réglem entaires. 
Ensuite, sous l’autorité du préfet, il sera fixé  des éché ances au niv eau local et sur le 
bassin versan t, pour l ’ensem ble des acteurs qui génèrent de la p ollution afin de  
réduire progr essivement l’ ensem ble des rejets pour tendre vers le respect des 
objectifs de qualité du m ilieu récepteur.  
153/5 03

SYNOPTIQUE « temps sec » 
 
Niveau 1 :      C aval < con centration maxi de l’obje ctif de qualité ?  
 
Non Oui 
 L’objectif de qualité est-i l respect é à 
l’amont ?   Les rejets d e temps sec seront conformes  
aux exigences régle mentaires. 
 
Non Oui  
 
Démarche globale au niveau du  
bassin versan t. Pas de cont raintes 
spécifiques a  priori sur les rejets  
de l’ag glomération. Con formité 
aux exigences régle mentaires  Niveau 2  : Calcul des flux maxim aux rejetables 
pour respecter l’objectif de  qualité au droit du rejet 
pour le débit  de référence. 
Est-il techniquem ent possible d ’atteindr e ce niveau  
épuratoire renforcé à un coût écono miquem ent 
acceptable ?  
 
Non Oui 
 
Niveau 3  : Définir le niveau de rejet de 
temps sec à partir de la notion de respect de 
l’objectif de qualité en sortie de tronçon et  
des possibilités techniques et économ iques.   
Niveau d’épuration renforcé en  
temps sec.  
 
C aval est la concentration dans le milieu r écepteur après mélange avec le rej et des 
effluents épurés (niveau de rejet régle mentaire) dé versés dans la rivière au débit 
d’étiage de ré férence au droit du rejet. 
 
    Flux amont + Flux déversé 
  C aval = 
      Q am ont + Q déversé 
 
Tableau 19.:  synoptique « temps sec » 
 
154/5 03

5.2.1.3 Rejets de temps de plu ie en rivière 
 
Il est i mpérat if que l’ approche des objec tifs de l’ assainisse ment de te mps de pluie 
soit cohérente avec ce qui est envisagé pour le tem ps sec et le dimensionnement de 
la station d’épuration en situation futur e. En terme de flux pollu ants déversés au  
milieu récept eur, il n’ est pas pertinent d’ envisager un niveau épura toire renforcé en  
temps sec sans faire de mêm e pour le tem ps de pluie. Les déversem ents de tem ps 
de pluie pris  en com pte sont en priorité ceux des réseaux unitaires. Le même 
raisonnem ent peut être appliqué aux rejets strictement pluviau x. 
 
Lorsque les objectifs de réduction des flux s ont défi nis (ou déjà atteints) pour le 
temps sec, il est possible de passer à l’approche du tem ps de pluie. 
 
Par rapport a ux niveaux de service  du système d’ assainisse ment,  la lim ite ent re 
niveau 1 (plui e faible, pas d e rejet  par les DO) et nivea u 2 (pluie m oyenne, surverse  
par les DO) s era définie après concertati on entre les acteurs locaux, en conform ité 
avec les pratiques habituell es et les moyens techniques et financiers disponib les. En  
niveau 1, le seul rej et du système d’ assainis sement (hors reje ts exclusive ment 
pluviaux) es t celui de la station d’é puration, avec respe ct des valeurs des 
param ètres définies pour l e temps sec. L’étude  de rejets de tem ps de pluie co ncerne 
donc le nivea u de service 2.  
 
Rien ne just ifie a priori  que l’objectif pour le niveau de service 1 du réseau 
d’assainisse ment unitaire soit la pl uie de réfé rence mensuelle. On p ourra 
traiter le s petites pluies  et une partie des volumes produits par les pluies pl us 
importantes,  en essayant si possible d’ éviter l es rejets di rects lorsqu’il y a d es 
pics de concentration. 
N.B. : l’examen de la dilution  de temps sec a été fait sur la base d es flux et vol ume 
journaliers de temps  sec. Lors d’une pluie de niveau de servi ce 1, ces  flux e t 
volume seront supérieurs à ces valeurs de temps sec. Il y a donc un risque de 
détérioration à l’aval du rejet. Toutefois, la situation reste néces saire ment 
meilleure que lorsque les survers es commencent à fonctionner. 
 
Le débit de la rivière à retenir pour l ’approche « temps de pluie » est a priori 
supérieur à c elui de te mps sec. En régi me pluvial océanique ou pluvio- nival  il est  
possible d’ut iliser le module d ’étiage, soit une valeur voisine du Q MNA 1/2. 
Toutefois, comme mentionné ci-dessus pour l’ approche de tem ps sec, on suggère  
de retenir u n débit de référ ence adapté au contexte local afin de décrire  une 
situation d’étiage estival non exceptionnel du milieu récepteur . Le choix sera 
justifié par le contexte local. 
 
Si la situatio n de te mps sec n’ est pa s conforme e n niveau de rejet et  taux de  
collecte, il faut prendre comme hypothèse de travail pour le t emps de pluie l a 
situation future (qualité am ont actuelle ou prévisibl e + rejet s théoriques de tem ps 
sec lorsque le s objectifs ser ont atteints). 
Si la situation de tem ps sec est conforme en niveau de rejet et ta ux de collecte, il 
est souhaitable d’ utiliser les données act uelles correspondant à la qualité de l’ eau 
en lim ite aval  de tronçon. 
 
155/5 03

De la situatio n la plus fav orable à l a plus contraignante, on pe ut envisager les  cas 
suivants : 
 
A - rapport de dilution t rès favorable entre les volumes dévers és et le débit 
du m ilieu récepteur. Pas de problème  particulier. Calcul qua ntitati f 
exclusivem ent. Évaluation des flux admissibles par le m ilieu récepteu r 
inutile ; 
 
B - rapport de dilution moyen  entre le débit des rejets et  celu i du m ilieu 
récepteur : a pproche par les flux ajoutées ;  
 
C - rapport de dilution médiocre. Cas le plus défavorable où la faible 
dilution nécessite de définir un tronço n hom ogène à  la sortie duquel des  
objectifs devront être respectés. Une ét ude du m ilieu récepteur adaptée 
aux im pacts principaux est indispensable. 
 
L’approche est exclusivement quantitative.  Elle est basée sur un si mple rap port 
entre l’ estimation des débits déversé s par te mps sec et par t emps de pluie, et l e 
débit de référence de la rivière. 
 
Par te mps sec, la co mparaison s’ effect ue entre le v olume déver sé sur un cy cle 
journalier et le volume co rrespondant au dé bit de référence de tem ps sec de la 
rivière pendant la mêm e période. 
 
Pour le tem ps de pluie, la p ériode retenue  pour le calcul de dilution  correspond à la 
durée approximative des déversemen ts par les déversoirs d’o rage. A défaut 
d’inform ation contradictoir e, on réaliser a le calcul pou r une durée d e deux heures. 
Pour les déversements de tem ps de pl uie, on com pare le s volumes dire ctement 
déversés pour une ou plusieurs plui es de référence , de niveau de service 2 , 
choisies pour leur représent ativité, et le vol ume correspondant au débit de référence 
de tem ps de pluie de la rivi ère. 
Le choix de la ou des pluies de référen ce n’ est pas ai sé. En t oute rigueur, les  
conditions de dilutions doivent être vérifiées pour t outes les plu ies de niveau  2. 
Mais à ce st ade de l’ étude, le seuil sé parant le niveau 2 du niveau 3 n’ est pas 
forcém ent arrêté. On aura recours utilement à la modélisation  ou à une chroni que 
de pluies. 
5.2.1.3.1 Rapport de dilution très favorable  
(> 50 en temps sec et > 20 pour une pluie de réfé rence). 
 
Dans c e cas, les volumes  que représe ntent les reje ts épurés de temps sec et  la 
polluti on de tem ps de pluie sont peu im portants par rapport aux caractéristiq ues 
hydrologiques du m ilieu récepteur. 
On ad met que l’ apport de polluti on des  eaux usées d e temps de pl uie d’une pet ite 
ou m oyenne collectivité située au bord  d’une rivièr e ou d ’un fleuve im portants 
n’est pas un enjeu priorita ire pour  le milieu récepteur. Si le fleuve est peu pol lué, 
les rejets de tem ps de pluie de l’agglo mération n’en dégraderon t pas la qualité d e 
manière s ensible. Inversement, s’ il est très pollué par ce qui arrive  de l’ amont, il  
n’est pas justifié de de mander à la collec tivité aval  des efforts qui ne seront pas  
perceptibles en terme de qualité  globale du m ilieu aquatique. 
156/5 03

Avant même d’avoir défi ni les pluies correspondant au niveau de service 2 , cette 
approche peu t être réalisée avec une chr onique de pl uies, pour  laquelle on  vérifie 
que la conditi on est respectée pour plus de 90 %  des déversements. 
5.2.1.3.2 Rapport d e dilution moyen   
(une au moi ns des deux conditions de dilution par 50 en temps sec ou pa r 20 
en temp s de pluie n’est p as respe ctée). 
 
A ce nivea u, il est né cessaire d’évaluer les flux pollu ants produits pa r 
l’agglom ération en tem ps de pluie. 
L’appr oche est une form e de modélis ation si mplifiée qui ajoute l es flux rejet és à 
ceux de la rivière, à l’ amont. L’ évalua tion de l’ impact à l’ aval de l’ agglom ération  
sera appréciée par rapport aux grilles de qualité  et aux usages de l’eau et du m ilieu 
par l’ homme.  
Pour le débit de référence de la riviè re adapté au contexte local (étiage non  
exceptionnel), on sim ule les rejets en flux et volum e apportés par u ne chronique de 
pluies. La démarche consiste à vérifi er qu’il n’y a pas (pour les pluies de niveau 2 ) 
de déclassement de plus d’ une classe d e qualité par rapport à l ’objectif du m ilieu 
récepteur à l’aval du rejet,  et qu’ il n’y  a pas  de pert urbation des usages de  l’eau à  
l’aval. 
La base de tem ps qui va  servir au calcul de dilution dépend du type de m ilieu 
récepteur et de la réactivité du s ystème d’ assainisse ment en tem ps de pluie , en 
particulier la durée de déversement. 
Il existe dans ce cas une latitude pour la  définition du seuil (fréquence de la pluie) 
séparant le  niveau de servi ce 1 du niveau de service 2 (prem iers déversements aux 
déversoirs). Mais l’exigence devrait être supérieure lorsque le rapport de dilution 
est moyen par rapport à une situation où il est très favorable, tout es choses égales 
par ailleurs. 
5.2.1.3.3 Rapport d e dilution médi ocre   
(après évalu ation des flux polluants telle que d écrite ci-d essus, on obtient un  
déclassemen t de plu s d’un rang par ra pport à l ’objectif de qualité, ou une 
perturbation des usages de l’eau à l’aval). 
 
C’est le niveau le plus critique, lorsque  le rapport d e dilution ent re le débit de la 
rivière et  celu i des r ejets devient faible ou bien lorsqu e les rejets de tem ps de pluie 
perturbent de manière chronique certains usages de l’eau. 
exceptionnel), les flux ajo utés par les rejets dans la rivière lors d es chroniques de 
pluies (ne dé passant pas le niveau 2 ), apportent un déclassemen t de plus d’une 
classe par rapport à l ’objectif de qualit é ou remettent en cause certains usages de 
l’eau. 
A l’approche précédente qui évalue la c oncen tration à l’aval de l’ agglom ération, on  
ajoutera une estimation de la capacité épuratoire du milieu récep teur. 
Dans ce cas, l’objectif à atteindre co ncerne la so rtie du tronç on homogène d e 
référence dans le milieu récepteu r. 
A ce niveau de com plexité, il est indisp ensable de mettre en œu vre des moyens  
important, p our la mesure et la modélisation, tant au ni veau du réseau  
d’assainisse ment  que po ur le milieu naturel . Une modélisation sophistiq uée avec  
calage  par des mesure s perm ettra de vérifier le bien-fondé des hy pothèses 
préliminaires  et aidera  à construire un ou plusieurs sc énarios visant  à att eindre des  
objectifs préc is. 
157/5 03

Dans ces situations critiques plus encore que dans le s cas précédents, il faut définir 
des objectifs et un échéanc ier de ré alisat ion en concertation avec le s acteurs loca ux 
(police de l’ eau, agence  de l’ eau, collectiv ité, etc.) . Ceci doit r ester compatible 
avec les moyens techniques et financiers disponi bles. 
 
Dans ce contexte, il est reco mmandé de mettre en œuvre sy stématique ment un 
suivi du m ilieu naturel amont et aval  en routine (au m inimum, hydrobiolo gie). 
 
Le calcul du rapport de di lution nécessi te la connaissance des vol umes rej etés et
des volum es écoulés en rivière. 
Le volum e écoulé en rivièr e sera évalué sur la base du m odule d’ étiage ou à défau t
du Q MNA 1/2 de la rivière pendant la duré e du déversement. 
Le volum e rejeté par tem ps de pluie peu t être obtenu par mesure o u modélisatio n. 
Lorsque des données qualitatives ou quantitatives su r le milieu naturel et les rej ets
existent, les utiliser autant que possible pour les sim ulations. 
 
5.2.1.4 Justifications des choix de l’approche ci-dessus. 
5.2.1.4.1 A - dilution des rejets de temps d e pluie Premier nive au de  test : 
Nous sommes partis du po stulat que lor sque le rappo rt de diluti on du rejet dans  le 
milieu récept eur est supéri eur à 20, l ’impact des r ejets est peu perceptible pour le 
milieu naturel. 
Pour affiner l ’analy se, deux notions ont été utilisées,  dilution en temps  sec et en 
temps d e pluie  : 
Pour les rejets épur és de temp s sec, on com pare le débit moyen journalier de 
temps sec de la station d’épuration avec l e débit d e référence  de temps sec du 
milieu récepteur (choix à justifier qui n’est pas im pérativement le Q MNA 1/5). 
Lorsque le rapport de dil ution est supérieur à 20, il n’y  a pas a priori d’im pact 
perceptible. Puisque ces r ejets sont per manents, on ajoute un coeffic ient de sé curité  
de 2,5 p our porter ce rapport à 50. 
Pour les rejets de temps de pluie , on calcule les volum es produits par une  ou 
plusieurs plui es de référen ce, puis on éval ue les volumes r ejetés directe ment par l e 
réseau. On com pare ces volum es dév ersés au volume produit  par le débit de 
référence de tem ps de pluie (choix à ju stifier qui n’est pas i mpérativement le 
module d’étiage ou le Q MNA 1/2) de la riv ière pendant la durée de déversement. 
Dans ce cas, l e rapport de dilution j ugé accep table est 20, car les r ejets de temps de 
pluie sont occasionnels. 
 
A défaut d’i nform ation sur la durée réelle des déversements pour la pl uie de 
référenc e, on réalise l e calcul pour une durée de deux heures. 
158/5 03

Ces plui es de référence doivent être  repré sentati ves du niveau de service 2 du 
système d’assainissement ( rejets par les D.O., impact sur le milieu limité et 
contrôlé). Mais attention : la notion de pluie o u d’ensembl e de pluies de 
référenc e est uniquement  utilisée pour les tests en  matière de dilution dans le 
milieu naturel : que produira l’une de ces pluies les plus fortes survena nt 
pendant un étiage sévère ? 
 
Donc, si : Test : 
(Q réf. te mps sec rivière/ Q temps sec rejet) > 50 
et 
(Q réf. te mps pluie rivière/Q te mps pluie produit par l’aggl omération) > 20, 
les rejets de tem ps de pluie ont u n impact peu perceptible sur le m ilieu naturel.  
 
Sauf contraintes particuliè res, les exige nces seront faibles en ce qui concerne le 
traitement de la pollut ion de tem ps de pluie. Le seuil séparant les niveaux de 
service 1 et 2 pour le sy stème d’ assainissement peut correspondre à une fréquen ce 
assez élevée et donc à de t rès petites pluies. 
Si on réalise une si mulation sur une lo ngue chronique de pluies, on peut 
intégrer la n otion de toléra nce de d épassement d u seuil. Un calcul de dilution 
est effectué p our chaque d éversement. Si pour pl us de 90 % des déversements en 
période d’étiage, le rapp ort de dil ution entre le vo lume produit  par le débit  de 
référence de la rivière pendant la durée du déversement et le volu me déversé est 
supérieur à 10, alors l’ évaluation des flux  adm issibles  n’est pas nécessair e. Mais si 
la si mulation est réali sée sur une  ou plusieu rs pluies de référence (non  
exceptionnelles), on s’en ti endra à une lectur e sim ple des rapports de dilutio n, sans 
tolérance de dépasse ment.  
 
A défaut, si : 
 
(Q réf. te mps sec rivière/ Q temps sec rejet) < 50 
ou 
(Q réf. te mps pluie rivière/Q te mps pluie produit par l’aggl omération) < 20, 
 
on passe au second niveau de test : 
 
5.2.1.4.2 B - c oncentration théorique en r ivière d u fait des rejets de 
temps  de pluie Second niveau de test  : 
Les conditions du prem ier niveau ne sont pas respectées. Les rap ports de dilution 
entre les déve rsements et l e débit de la rivière ne per mettent pas à p riori d’ affirmer 
que les im pacts des rejets d e temps de pluie seront peu perceptibles. 
Il est nécessaire de passer au second niv eau d’évalu ation qui con siste à quantifier 
les flux déversés en te mps de pluie pour une pluie ou un ensemble de pluies de  
référenc e et à les com parer aux flux admissibles dan s le m ilieu récepteur (calc ul de 
concentration pendant la  durée du déversement). 
Le débit de rejet esti mé sera le quotie nt du volum e global déver sé divisé par la 
durée de déversement. La concentration du rejet est supposée constante pendant la 
durée du dév ersement. 
159/5 03

Les concentrations de référence dans la rivière (a mont – aval) doivent également  
être connues afin d’en  estimer les flux. 
 
Estimation des flux déver sés. 
 
Elle est faite par tout m oyen disponible adap té à la taille de la co llectivité et aux 
enjeux prévisibles vis-à-vis du m ilieu récepteur ( mesure , modélisation , donnée s 
biblio graphiq ues, etc.). 
On choisit les hy pothèses les plus défavorables pour avoir  une quantification 
maximale des flux prod uits (dépôts sur les so ls et da ns les rés eaux en particulier)  
car l’ objectif est la protection du m ilieu récepteur. On se situe donc délibérém ent 
dans les conditions les plus  défavorables pour l ui. 
 
Les flux et volum es dév ersés sont al ors supposés connus pour une pluie de  
 
Il est possible  d’estim er sommai rement les flux à partir du prod uit du vol ume rejeté 
par une concentration moyenne estimée  dans le s rejet s. Da ns ce cas, o n se 
positionnera dans la gamme haute des concentrations (voir  3.4.2.5  ou autres  
données locales ou générales). 
On conserve l’ hypot hèse du régim e permanent pendant la durée du déversem ent. A 
défaut d’ autres données, on choisit une durée de déversement  esti mée à d eux 
heures. 
 
Si l’objectif de qualité et d’usage à l’aval est respecté en temps sec : Test 
 
Pour les para mètres DC O, DBO 5 et NH 4, on ajoute au flux aval de tem ps sec  
Caval x Qaval (incluant le rejet de te mps sec : Crejet x Qrejet) le fl ux 
correspondant à la pluie de référence, et  on calcule la concentration théoriq ue 
obtenue à l’ aval : 
 
   (C aval x Q aval) + (C plui e x Q pluie) 
C théorique aval = 
     Q aval + Q pluie 
 
3 cas sont alors possibles :  
 
• C théorique aval < C maxi adm issible p our l ’objectif de qualité. L es 
exigences ser ont m inimales sauf contraintes particulières ; 
• C théorique aval < C maxi adm issible pour un déclassement d’ une 
classe de qualité. Les déversements de t emps de pluie ont un im pact 
observable mais a priori acceptable au regard de  l’approche des 
objectifs de qualité de tem ps de pluie (le dépassement de classe de 
qualité du m ilieu récepteur est inférieur à 10 % du temps) ; 
• C théorique aval > C maxi adm issible pour un déclassement d’ une 
classe de qualité. Il faut envisager une approche de t roisièm e niveau  
(cf. ci-après).  
 
160/5 03

Si l’objectif de qualité et d’usage à l’aval n’est pas respecté en temps sec : 
 
La pre mière priorité consistera à rechercher les  causes et à trou ver les soluti ons 
pour atteindr e cet objectif . Si à partir de l’ état de l’ amont (dans l’ hypot hèse d’un 
respect  de l’objectif de q ualité à l’amont ) et d’une  simulation p our le tem ps sec 
(objectif de réduction des flux) l ’objectif  de qualité est respecté à l’aval, on se 
réfère au paragraphe précédent. Si l’objectif de  qualité n’est pas resp ecté à 
l’am ont, il faut co mme pour l ’approc he de tem ps sec envisager une dém arche 
globale au niveau du bassi n versant. Il est i nutile a pri ori de fixer ar bitrairem ent des 
contraintes fortes à  l’agglomération aval  qui subit cette situation et  le cas échéa nt 
apporte une d égradation supplémentaire. 
 
5.2.1.4.3 C - approche sommaire d e l’autoépuration  des rejets d e 
temps de pluie en rivière troisième nive au de test 
Les conditions hy drauli ques (dilution trop faible) ou morphologiques (rivière lente 
de plaine), ne permettent pas a priori  de se contenter des calculs de flux ajo utés 
pour évaluer les aptitudes de la rivière à rece voir des effluents de tem ps de pluie. Il 
est alors néc essair e d’étudier l’ évolution d es rejets, en particulier l’ autoépuration 
sur un tronçon adapté. 
 
Choix du tro nçon (cf. 5.2.1.1) 
Les eff ets de la désoxy génation se font ressentir jusqu’ à 7 à 8 jours après le  
déversement. Toutefois, les situations critiques sont presque toujours obse rvées 
dans un délai plus court, de quelques heu res à 2 ou 3 j ours. 
Un exem ple connu est f ourni par  la S eine dans et à l ’aval de l’aggl omération 
parisienne. Après un orage im portant, le ni veau d’ox ygène dissous décroît dan s le 
bief, de l’ amont vers l’ aval. C’ est le passage en sur verse au-dess us des barrages  
destinés à maintenir le  niveau d’ eau des bief s navigables qui assure la  
réoxy génation. Les phénomènes s’ attén uent progressive ment au fur et à m esure du 
transfert des volum es pollués vers l’ aval. 
Cette situation est e ssenti ellement obser vée sur  les rivières l entiques forte ment 
anthropisées. Si le tem ps de séjour dans un bief  est long, en l’ absence de 
réoxygénatio n et en présence de rejets urbains de tem ps de pluie non traités, il peut 
y avoir un ris que non négl igeable de créati on de zones d’anoxie, en particulier en  
été dans les ri vières eutrophes. 
Le tronçon d e référence à l’aval de l ’agglom ération  peut d onc être délim ité par le 
passage  en surverse sur un ou plusieurs s euils, artificiel s ou naturels, qui 
contribueront  à la réoxy génation de l ’eau ou bien par la confluence avec une au tre 
rivière im portante. 
Dans l e cas particulie rs d’usage de l’ eau par l’ homme à  l’aval, cla irement ident ifié, 
il est possible  d’y localiser la sortie de tr onçon.  Attention, les paramètres pertinents 
ne sont pas toujours les p aramètres u suels de la pollution urbain e (bactériologie, 
sels dissous, etc.). 
 
Caractéristiq ues ret enues pour l’autoé puration  
A défaut de données locales disponible s ou de mesu res spécifiqu es, il est proposé 
dans le docu ment Agence Rhin-Meuse/DIREN Lorraine [ op. cit .] des résulta ts 
obtenus à partir d’ une série de cas concr ets. 
L’autoépuration apparent e en rivière de plaine est estimée pour 10 km de cours 
d’eau à envir on 30  % du flux po ur la DBO 5 et 60 % pour l’azo te organique et 
amm oniacal. 
161/5 03

Mode de calcul : 
 
Évaluation de s flux déversés pour une pl uie de référen ce 
Estimation de la longueur de rivière jusq u’au secteur critique (aval du bief, zone de 
mortalités pis cicoles anci ennes ou actuelles, prise d’ eau…) 
Calcul des flux avec abatte ments dus à l’ autoépuration (cf. ci-dessus, rejets de 
temps sec) 
Procéder au même calcul que pour  le second ni veau de test (cf. B ci-dessus ). 
 
Si la concentration théorique à l’aval sur la sectio n critique (b arrage du bief,  
aval de la zone lentique) est supéri eure à la concentration m axim ale 
admissible p our un déclasse ment d’u ne classe de qualité, il est recommandé de 
passer à une phase d’étude avec mesures  et modélisatio n du systè me 
d’assainisse ment  (en incl uant le c as échéant les  rejets strict ement pluviaux) et du  
milieu naturel pour caractériser le fonctionnem ent du système d’ assainis sement et 
l’état du milieu récepteur  (qualité de l’e au, hy drobiol ogie…).  Test 
 
162/5 03

SYNOPTIQUE « temps de pluie » 
 
Premi er nive au 
et (Q réf. te mps pluie rivière/Q te mps pluie prod uit pa r l’agg lomération) > 20 
 
Non Oui 
 
Second niveau  
Calcul théorique de la concentration 
aval.   La dilution dans le milieu 
naturel est très bonne. Investigations 
complémenta ires inutiles sauf 
contraintes particulières. 
1) Quantification des apports : f lux 
produits et fl ux déversés pour une pluie  de 
référence.  
2) Calcul de la concentration théori que 
aval de la rivière pour DCO, DBO5  et 
azote a mmon iacal (et  tout autre para mètre 
pertinent).  
Pour au m oins un paramètr e, déclass ement 
supérieur à une classe de qualité : 
 
 C théorique aval > C maxi objectif Qua lité 
– une classe ?   
 
Non Oui 
 
Impacts des rejets de te mps 
de pluie a priori  moyen.  Niveau 3 : approche de l ’autoépuration . 
Suivi lourd du réseau et du m ilieu récept eur. 
Investigations complémentaires inutiles 
sauf cas parti culier.  Choisir un tr onçon de référence intégrant la 
zone critique pour les  phénom ènes de 
désox ygénati on. 
Gérer au mieux le réseau  
d’assainisse ment pour  
réduire les déversements et stocker en rés eau.  Calculer l’autoépuration en sortie de cette 
zone Objectifs : respect de l’objectif de qualité  
et des usag es de l’ eau et du m ilieu par 
l’homme en  sortie de tronçon. Définir les 
objectifs en matièr e d’assainisse ment de te mps 
de pluie de l ’agglom ération. 
 
Tableau 20.:  Synoptique « temps de pluie » 
 
163/5 03

5.2.2 Rejets en milieu  litto ral marin 
 
L’évaluation des i mpacts des dévers ements en zone littorale  ne peut être abord é 
simplement à partir de calculs de diluti ons. 
5.2.2.1 Approche des rejets urbains en zone littorale 
 
La méthode préconisée consiste à iden tifier l es rejets de tem ps sec, les 
déversements sur la zone d’estran et les usages (b aignade, zon e de product ion 
conch ylicole,  autres). Dans un premier temps, il convient de vérifier la 
compatibilité avec les directives europée nnes et la réglem entation française. 
 
En zone littorale, les problèmes li és aux perturbations des usages  tels que 
conch ylicultu re, pêche à pied et baignad e serviront de repères pour l’évaluation du 
milieu et la définition des objectifs. 
L’analyse statistique des données bactér iologiques (acquises dans le cadre du suivi 
des zones de baignade, de conchy liculture et de pêche à pied notamment p ar 
l’Ifrem er et la DDASS ) et des données pluviométriques peuvent permettr e 
d’identifier d ans un prem ier tem ps des im pacts dus aux rejets de tem ps de pluie. 
 
L’approche préconisée pour une conception de l’ assainissement prenant en co mpte 
l’impact des rejets de tem ps de pluie re pose sur l’utilisation de chroniques de pluies 
réelles couvrant plusieurs années. 
Un m odèle h ydraulique de réseau est indi spensable. Les charges bactériennes et /ou 
les concentra tions en germes bact ériens seront sim ulées et/ou issues de mesure s 
et/ou d ’origine bibliograp hique. 
La dém arche consistera à analy ser les dépassements des fréquences de non-
conform ité o u durées de défaillance au re gard du classement actuel de la zone 
(baignade, conchy liculture et pêche à pied) et des objectifs de qualité visés. 
 
Pour évaluer l’ impact à l’aide des grill es de qualité en zone d e baignade, de 
conchy liculture ou de pêc he à pied, il est néces saire de modéliser  le devenir des 
bactéries aprè s rejet. 
 
Les méthodes décrite s ci- dessous repr ennent les pr océdures dite s UPM ( Urban 
Pollutio n Managem ent) en  vigueur au R oyaume-Uni. 
 
Trois niveaux d’ approche  sont proposés correspondant à des rep résentations plus 
au moins dét aillées du milieu et des i mpacts. La méthode la plus si mple (identifiée 
sous le vocable alternativ e) est également la plus sécuritaire, elle peut donc 
conduire à prévoir des programmes d’équi pement plus conséquents que ceux qui 
auraient été envisagés en é valuant l’ impact sur le  milieu avec de s méthodes plus  
détaillées. 
Citons également l’approc he canadienne, qui  interdit  la baignade d eux jours apr ès 
tout déversement par les déversoirs d’orage.
164/5 03

5.2.2.2 Utilisa tion d ’un modèle détaillé 
 
L’uti lisation de ce ty pe de modèle suppose la simulation de longue s séries de pluies 
avec un m odèle de rés eau adapté puis la si mulation des i mpacts d es déverse ments 
sur les zones  côtières (ré sultats fournis  par le modèle de réseaux) à l’aide d ’un 
modèle littoral préalablem ent calé sur les contraintes propres au site étudié. 
 
Au Roy aume-Uni ce ty pe d’appr oche correspond à la méthode dite SCRAM : 
Storm  Coastal Risk Asse ssment Model. 
 
Les durées de défaillance peuvent s’expr imer proportionnellement à la d urée 
d’imm ersion de chaque cellule du dom aine modélisé au cours de la période de 
baignade d’ une année donnée ou au cours de l’ ensem ble des années si mulées. La 
comparaison des résultats obtenus avec les valeurs s euils présidant aux class ements 
des zones de baignade, de conch ylicultu re ou de pêche à pied per mettra d’orienter 
les actions à mener. 
 
5.2.2.3 Équations de durée de défaillance simples 
 
La dé marche s’appuie sur un nombre réduit de scénarios. Un premier jeu de 10 à 
15 simulations conduites à l’aide d’un  modèle côtier ou estuarien utilise 
3 déversem ents de diverses i mportances (petit, moyen et grand) débutant  à 
différents moments d’ un cy cle de m arées de mortes-eaux ( marée haute, jusant,  
maré e bass e, flot). Aucun vent n’ est sim ulé. 
 
Pour chaque simulation, les durées de défaillance (c’ est-à-dire les laps de tem ps 
pendant lesquelles les valeurs seuils co rrespondant à un objectif de classement  
donné sont dé passées) dans la zone de ba ignade ou de conchy liculture sont notées. 
 
Les r ésultats de ces si mulations sont utilisés pour cali brer une équation de durée de 
défaillance si mple qui peut  prendre la form e suivante : 
 
durée de déf aillance (en heures) = A (  1- e –BL ) 
 
avec : 
L : charge bactérienne dans le rejet ; 
A, B :  paramètres de calib ration. 
 
La durée de défaillance varie suivant ce tte équation de 0 pour des charges 
bactériennes rejetées faibles à des vale urs proches de A (en heures) pour des 
charges i mportantes. Des d urées de déf aillance supéri eures à A son t impossibles.  Il 
est im probable de rencont rer des valeurs de A supérieures à un cycle de m arée, 
mais en Médi terranée ell e peut prendre des valeurs im portantes. 
 
A et B pren dront différentes valeurs suivant l ’état de la m arée au m oment du  
déversement. La calibration de  ces équa tions ne néce ssite pas une grande précision. 
L’important est d’ assurer une m arge de sécu rité adéquate, la durée de défaillance 
165/5 03

évaluée par la méthode sim plifiée devant êt re plus im portante que  celle issue d’une 
évaluation pa r le modèle détaillé. 
 
Quelques si mulations sont ensuite répétées en  utilisant un cy cle de grande marée et  
un vent de terre puis un vent de mer. Les changements de durée de défaillance sont 
notés et utilisés pour introduire un coefficient correcteur ten ant co mpte des 
conditions de vent et de marée (par ex emple, des durées de défaillance lors de 
grandes marées = 0,8 x durées de défaill ance lors des mortes-eaux). 
 
Une fois ces équations de défaillance ét ablies, aucune autre si mulation du littoral  
n’est nécessaire. Les équations peuvent  être appliquées directement aux longues 
séries de déversements de tem ps de pl uie afin d’ estimer les durées de défaillance.  
La co mparaison des rés ultats obtenus avec  les valeurs seuil s présidant aux 
class ements des zones de baignade, de conch yliculture ou  de pêche à pied  
permettra d’ orienter les act ions à mener.  
 
Cette méthode est particulièrem ent ad aptée sur des sites où un à deux r ejets 
occasionnent l’ essentiel des déversements et où la zone la plus sensible est  
facilement identifiable. Lorsque ce n ’est pas le cas, il se peut  que la m éthode 
précédente ( Modèle détaillé - Storm  Coastal Risk Assessment Mo del SCRAM) soit 
mieux adaptée. 
 
5.2.2.4 Alternative 
 
Dans le cas où ce ty pe d’appr oche par modélisatio n du m ilieu marin s’avérerait 
infaisable ou injustifié, les fr équence s de r ejet p réconisées  au Roy aume-Uni 
(AMP2 Guidelines) pour  les zones de ba ignades peuvent éventuellement être 
utilisées. 
 
Le postulat consiste à li miter le nom bre maximum de rejets de tem ps de pluie 
indépendants via des déversoirs d’orages da ns des eaux de  baigna de ou  à pro ximité 
de ces dernières. La fréquence de déve rsement maximale autorisé e est de  3 par  
saison. La notion de saison fait référen ce à la période de baigna de (en général, de 
juin à septembre). 
 
L’évaluation des fréquences de déversemen t nécessit e l’usage de longues séries de 
pluies réelles et d’un m odèle hydraulique de réseau. 
Si cette approche se révèle trop co ûteuse en  term e d’in vestissement à réaliser pour 
mettre en conform ité l e systèm e d’assai nissement, l’ utilisation d’un m odèle 
d’impact littoral reste un choix envisageable (voir ci-dessus). 
 
Dès lors que les fréquences de dépasse ment s eraient supérieures à ce lles 
préconisées ci-dessus, de s aménage ments per mettant de réduire le no mbre de 
déverse ments s’imposent. 
 
Tableau 21.:  Synoptique  « littoral marin » (Pag e suivante) 
166/5 03

Chroniques météo complètes.
Longues durées.
Modèles de réseaux calés
sur des mesures.
Résultats de simulations
Déversements.
Nombre – Volumes – Masses.
Méthode simplifiée - Choix de quelques
déversemen ts d’importances différentes.Méthode déta illée
Tous les déversements.
Simulation de l’impact pour
tous les rejets à l’aide d’un
modèle dynamique côtier ou
estuarien détaillé.
Conditions de milieux
reproduites par un modèle
dynamique calé sur les
contraintes propres au site.
Reproduction des conditions
du milieu sur une longue
période.Simulation de l’impact pour un nombre
limité de conditions de déversements.
Conditions de milieux décrites de
manière simplifiée : type de marée
(mortes-eaux et grandes marées),
différents moments du cycle
dmarée (marée haute, jusant, marée basse,
flot), aucun ven t, vent de terre et vent
dmer. Ceci revient à tester 24
configurations possibles du milieu pour
N déversements différents.
Plusieurs simulations de périodes
courtes à l’aide d’un modèle.
Comparaison des concentrations
simulées avec les valeurs seuils.
Évaluation des durées de défaillance
(dépassement du seuil) sur la totalité des
déversemen ts (longues séries).Comparaison de la
fréquence de
déversement à une
fréquence déversemen t
seuil définie à priori
(3 déversemen ts par
an).Alternative : référ ence aux seules
fréquences de déversements.
Pas de
modélisation du
milieu naturel.
Comparaison avec les durées
de défaillance admissibles
pour respecter l’objectif
dqualité (ex. : objectif de
classement des zones de
baignade).
Objectif atteint (durée de
défaillance ou fréquence de rejet).Classement des
déversements en
fonction de leur
Importance.
Application des équations de défaillance aux
longues séries de déversements.Calage des équations de défaillance simple.Com paraison des concen trations
simulées avec les valeurs seuils.SITUAT ION
EXISTANTE
Modification
du modèle.
Scénarios
d’am énagement.
Réduction des flux polluants
nécessaire – Recherche d’un
compromis technico-économique.Fin - Pas de
contraintes
supplémentaires.non ouiSynop tique « littoral mar in»
167/5 03

Complément à la démarche d’évaluati on de l’ impact de l’existant en z one littorale.
ÉTA PE 1
Référe nce aux seules
Comparaison de la fréquence de déversement à une
fréquence déversemen t seuil définie a pri ori
(3 déversements par an).
Fréquence d e
déversement < 3
par an.
Fin.
Pas de contraintes
Supplémentaires.ÉTA PE 2
Simulation de l’impact d ’un déversement
important débutant à différents moments du
cycle de marées de mortes-eaux : marée haute,
jusant, marée basse et flot. Aucun vent.
ÉTAP E 3
Simulation de  l’impact d’un déversement
moyen débutant à différents moments du
jusant, marée basse et flot. Aucun vent.Concentrations simulées < valeurs seuils quel que
soit le moment du  cycle de marée pendant lequel
a lieu le déversement.
Fin si aucun
problème d’usages
avéré.
Supplémentaires.
Concentrations simulées < valeurs seuils quel que
soit le moment du cycle de marée pendant lequel
avéré.
Supplémentaires.ÉTAP E 4 : méthode simplifiée complète ou
méthode détaillée.
déversements de temps de pluie (longues
séries).
Durées de défaillance < durées de
défaillances admissibles.
avéré.
Supplémentaires.Identification et classement des rejets ayant
généré des défaillances afin d’orienter les
recherches de solutions visant à réduire les flux
polluants.oui non
ouiouioui
nonnonnon
168/5 03

5.2.3 Rejets dans les plans d’eau 
 
Dans la  mesu re du possible, on cherche ra à éviter to ut rejet per manent d’ effluents 
urbains dans un , en le dirigeant vers un autre milieu moins sensibl e à 
l’eutrophisation (horm is le cas des lagunes prévues à cet effet). plan d’ eau
 
Si la suppression totale de ces r ejets s’avère i mpossible, pour des raisons 
économ iques, techniques et environne ment ales, il conviendra a lors d ’évaluer la 
réduction de flux nécessai re à la pr éserva tion ou à la reconquête du plan d’ eau. 
L’approche préconisée consiste à éval uer la nature  des actions à entreprendre à  
partir des enjeux en ter me d’usages exis tants ou envisagés (esthétique, pêche, voi le, 
baignade, régulation des débits, irrigation,  alimentat ion en eau p otable, lagunage,  
etc.). 
 
Les utilisations potentielle s d’un plan d’eau  ne sont pas toutes com patibles entre 
elles. Des co nflits d’usage naissent en tre autres des caractéristi ques différentes 
voire opposées que nécessit ent la pratique de chaque activité. 
 
L’identificati on des usages et leur lo calisation constitue donc un préalable 
indispensable. En cas d’ usages inco mpatibl es, une hiérarchisati on des priorités 
s’impose. Le choix pourra alors porter su r la préservation de certaines utilisations 
compatibles entre elles, voire d’ un seul usage [Barroin , 199 9]. On pour ra 
également s’orienter vers la reconquête du milieu en vue d’un usage laissé p our 
compte. Dan s ce dernier cas, il conviendra de s’ assurer que les objectifs fi xés 
n’aur ont pas de contreparties négatives sur d’autres usages majeurs du plan d’eau. 
 
Après avoir défini les priorités d’ usages, l’ identific ation des problè mes av érés ou 
susceptibles de se manifester conduit à l’ identification des par amètre s 
contraignants (ex. : transparence de l’eau , développe ment d’algues, bactériologie… 
pour u ne zon e de baignade). Cette étape perm et d’effectuer un choix de m odèle 
« milieu » ad apté au problèm e posé à condition toutefois qu’ aient été prises en  
compte les sp écificités physiques du pla n d’eau : surf ace, profondeur... 
 
La si mulation de l’ impact s’effectuera  à partir des  déverse ments réels et de ceux 
simulés à l’ aide d’un modèle  « réseau » sur une  longue péri ode. L ’appro che 
préconisée pour une conception de l ’assainissement prenant en com pte l’impact des 
rejets repose sur l ’utilisation de chr oniques m étéorologi ques réelles couvrant 
plusieurs années. 
 
Les i mpacts différés  induits par l’ accumulation des polluants néce ssitent des 
simulations sur de longues durées afin d’évalu er l’évolutio n des paramètres 
contraignants sur le long te rme. 
169/5 03

Des si mulations sur de plus courtes périodes sont nécessaires pour évaluer des 
impacts i mmédiats. 
Par exem ple pour l ’usage baignade , il sera donc envisagé deux niveaux  de 
simulations : 
• l’une rendra compte sur le long term e de l’état trophique du m ilieu auquel  
sont liés les para mètres tels que la transparen ce de l’ eau et le 
développem ent algal ; 
• l’autre permettra d’ évaluer les i mpacts à plus co urt ter me de  chaque  
déversement sur la transparence de l’ eau et la qualité bact ériologi que des 
zones de baignades. 
 
Dans c e deu xième cas, l a démarche consistera à  analyser les dépasse ments  des 
fréquences d e non-confor mité ou durées de défaillance au regard d’un s euil 
admissible pour la préservation de l’usage cibl e. Le choix de la péri ode sur laque lle 
portera l’anal yse sera fonction du t ype d’usage (ex. : juin à septem bre pour la 
baignade). 
 
Une dém arche itérative permet d’identifi er : 
 
x les défaillances possibles dans la c onfiguration actuelle d’aménagem ent 
en regard des objectifs d’usages ; 
x les différents  scénarios d’ aménage ment permettant d ’atteindre l’ objectif  
visé ; 
x l’incom patibilité totale ou partielle entre les usages visés et les 
possibilités techniques, économ iques, voire politiques.  
 
Dans ce derni er cas, il  restera toujours possible de r evoir à la  baiss e les prétentions  
en ter me d’usage du plan d’ eau. 
 
Des interventions « pour a ménager au m oins mal les conséquences du flux résiduel  
de polluti on » [ , 1999] pourront également être définies. Barroin
 
Sur un plan  d’eau où l ’enjeu relève de la  recon quête du m ilieu et lorsque la 
réduction de flux polluant s envisageable s’ avère suffisante pour que le plan d’eau  
retrouve des caractéristiq ues convenables,  il convient d ’évaluer le tem ps de 
réaction du la c à une réduc tion de flux  polluants. Cett e donnée per mettra d’évaluer 
la nécessit é ou non d’ accélérer les proce ssus de régénération par des interventions 
sur le lac [ibid.] 
 
Tableau 22.:  Synoptique  « plan d’eau » (Page suivante) 
170/5 03

 Identificatio n des u sages actu els et 
projetés : typ es, localisatio n… 
 
 Un seu l usage ou compatibilité des 
diffé rents u sages. 
 
 oui non 
Identificatio n des pr oblèmes avérés ou  
susce ptibles de se m anifester. 
Identificatio n des p aramètres co ntraign ants 
sur chac un des usages à c ourt et long term e. 
Ex. : transparence, développement d’algues, 
bactériologie… pour la baignade . Définition du  ou des 
usages prioritaires 
compatibles. 
Choix d u ou des 
modèle(s) de milieu 
adéquat(s). 
Simulation de l’impact pour tous les rejets à 
l’aide du ou des modèl es. 
oui Court terme. Long term e. 
Évaluation des  fréquences de no n-conformité et 
des durées d e défaillan ce su r une ou plusieurs 
périodes (dépassem ent du seuil) po ur la t otalité 
des déversem ents (l ongues sé ries). 
Comparaison avec les quali tés requises p our respecter 
l’objectif (ex. : objectif de class ement des zones de 
Objectif attei nt pour le
ou les usage(s) visé(s). Réduction des fl ux 
pollua nts néces saire. 
Recherc he d’un 
compromis technico-
économ ique. Modification du modèle
de réseau. 
Scéna rios 
d’am énagem ent. 
nonSTOP Caractéristique s du 
plan d’eau : 
surface,  
profondeur… 
Évaluation de l’évolution des param ètres 
contraignants du milieu au  cours du 
temps pour la t otalité d es déversem ents 
(longues séries ). Révision des 
usages. Possibilité de dérivation du rejet vers un  autre milieu . Solution à préférer oui
non
Scéna rio d’am énagem ent à 
mettre en  œuvre. 
171/5 03

5.2.4 Rejets en eaux sout erraines 
 
L’infil tration  des eaux pluviales présente s ouvent une alternative intéressante à 
l’assainissement classique par can alisat ions enterrées. Outre l’ aspect économ ique, 
elle présente l’avantage de  maintenir une recharge de s  qui pourrait être en 
partie co mpromise par l’i mperm éabilisat ion des sols. nappes
 
L’infil tration est réalisée au moyen d’  spéci fiques tels qu e fossé s, noues,  
bassins, puits... ouvrages
 
Les conditions de choix sont d’abord d’ordre réglem entaire. 
D’une part, les périmètres de protecti on des captag es destiné s à l’alimentati on 
humaine peu vent être asso rtis de prescri ptions lim itant l’ infiltration. 
D’autre part, les SDAGE  et locale ment un SAGE peuvent com porter des règle s 
visant à la p rotection des nappes, ainsi d’ailleurs que d’autres  instruments de 
planification co mme les contrats de na ppe. De même, des organes tels que des 
syndicats de gestion, soucieux de pr éserver l a qualité des eaux souterraines,  
peuvent lim iter le recours à l’infiltration. 
 
Rappelons aussi que les rejets d’eaux pl uviales ou d’effluents dans le sous-sol, 
comme d’ailleurs les rejet s en rivière, sont soum is au régi me d’autorisation ou 
déclaration institué par l’ar ticle 10 de la loi sur l ’Eau ( devenu L 214 -1 à 1 1 du code  
de l’Environnement ). 
 
Les im pacts attendus sur les eaux souterrain es sont définis par l ’évolution , dans 
l’espace et le  temps, des n iveaux piézométri ques de la nappe et des concentrati ons 
des différentes substances contenues dans l’eau. Celles de ces  substances qui 
peuvent être l’ agent de pollutions d’or igine anthropique sont essentielle ment les 
nitrates, les p hosphates, les produits phy tosanitaires (pesticides...) , les chlorures et 
sulfates, les hydrocarbures, les métaux lourds , les micropolluants organiques, et les 
agents pathogènes (bactéries...). 
 
De nom breux  mécanis mes de transforma tions phy siques, chi miques  et biologiques 
affect ent ces substances pe ndant la percola tion de l’ eau dans la zone non saturée.  
La plupart de ces phénomènes vont dans le  sens d’une épuration de l’eau. Cette 
épuration pe ut être défini tive (dégrada tion des p olluants) ou non (rétention des 
polluants dans la matri ce poreuse avec risque de  relargage).  Ces mécanis mes 
peuvent se prolonger dans la zo ne saturée, mais avec beaucoup m oins 
d’im portance. 
 
L’ensem ble d e ces phénomènes e st très complexe, et i mparfaite ment appréhendé.  
Les expéri mentations connues concluent à l’ impact li mité de l’infiltration des eaux 
de ruisselle ment sur les  nappes, mais soulignent l’accu mulation  importante de 
substances p olluantes dans les sols, la plupart du te mps dans les  pre miers 
centi mètres, avec risque de relargage si la zone po lluée n’est pas régulièrement 
nettoy ée. 
 
La contrepartie à la dépoll ution des eaux par les premiers niveau x est la pollution 
des sols. En conséquence, un entretien est indispens able et  pas fo rcément difficil e 
car la couche de sol pollué est générale ment peu épaisse et bien circ onscrite. 
 
172/5 03

Des augmentations de ten eurs en zinc, plom b et HAP ont été o bservées  dans l a 
nappe, sur c ertains sit es. De même, les sels sont peu retenus par les sols et 
parviennent à la nappe. Les pesticides sont  largement utilisés en milieu urbain et  
leur i mpact mérite d’être surveillé, mais dans la mesure où on évite de concent rer 
les rejet s, il n’y a pas à attendre d’effet notable. Par ailleurs, les nitrates et  
phosphates sont généralement  peu im portants dans l es eaux  de ruissellement 
urbaines, et n’o nt donc pas d’effet n otable sur la nappe. 
 
De ces consi dérations, auxquelles s’ ajoute le  risque de poll ution accidentelle, il  
ressort que l a faisabilité de l’ infiltrat ion dépend des caract éristiques de trois 
composantes : 
 
x la nature et  la quantité des substa nces véhi culées par les eaux de 
ruisselle ment, elles- mêmes liées aux usa ges des surfa ces drainée s ; 
x les caracté ristiques de la z one non sat urée où s’ effectuera l’ infiltration, 
notamment s on épaisseur, sa per méabili té ainsi que s on aspect fiss uré ou  
non, o u enco re la présence de couches solubles (ex. : le g ypse, ce qui 
exclut totalement l’infiltra tion) ; 
x les caract éristiques de  la nappe , son im portanc e, ses  usage s, ses 
fluctuations s aisonnières, la cote de so n plus haut  niveau, le sens et la 
vitesse de son écoulem ent, sa qualité et sa vulnérabilité. 
 
Le tableau 23 ci-après, extr ait de T.S.M. Spécial eaux  pluviales de novem bre 1995 
propose des choix en croisant le ty pe de z ones de ru issellement et la perméabilité 
de la zone non saturée où s’effectue  l’inf iltration des eaux pluviales. 
 
Tableau 23.:  Possibilités d ’infiltra tion (Pag e suivante) 
 
173/5 03

Perm éabilité du sol 
Zone de 
ruissellement Sols très peu 
perméables à 
imperméables  (limons, 
argiles, argiles 
sableuses ) Sols pe rméables (s ables fins) Sols pe u 
perméables 10 ≤ P ≤ 10m/s -5 -4
10 ≤ P ≤ 10m/s -7 -5et sols trè s perméables (sables avec 
graviers) 
P ≥ 10-4m/s P ≤ 10 m/s -7
Zone d’h abitat : 
faible po llution, eaux 
de bonne qualité 
(peu de fines,  peu de 
pollua nts). Infiltration p ossible s ans 
préca utions 
particu lières, exce pté le 
problème d ’évacuati on 
des dé bits. Infiltration p ossible 
sans préc autions  
particulièr es. . Si l’infiltratio n se fait dans  une couc he non 
saturée de 1  m d’ép aisse ur au min imum, 
infiltrati on sans  précaut ions p articuli ères. 
. Sinon, l a nappe éta nt vulnérable, ne p as 
infiltrer, o u ne le fair e qu’avec de s érieuses 
préca utions. 
Zone d’acti vité : 
hydr ocarbure s, 
polluants 
persistants , toxiques,  
MES (1). Infiltration sans 
préca utions pa rticulièr es 
si l’on admet q ue la 
pollution rester a pié gée 
dans l es premi ers 
centimètres du sol. Infiltration p ossible 
à cond ition 
d’imp erméabiliser 
les zon es à ris que. Selon la vul nérabilité du mi lieu : 
. pas d’infiltration, 
. ou prétraitem ent av ant infiltration : piégeage 
de la pollution en am ont d e l’infi ltratio n par 
traitement ou par confin ement . 
Zone commer ciale :  
a) zones de  
circulation lourde, 
de déch argement, de 
char gement....  
Ne pas i nfiltrer,  mais traiter ce s zones en assainissement traditio nnel. 
b) zones de parking 
et circulation de VL. Idem « a xes de circul ation et parki ngs » ci-d essous. 
Axes  de circulati ons, 
parkin gs : MES, 
polluants 
persistants . 
(Hormis la desserte 
d’installatio ns 
classées) Pas de précautions 
particulière s à 
prendre si l’on admet que la 
pollution restera 
piégée dans les premiers 
. ou prétrait ement avant  infiltration  : 
piégeage de  la pollutio n en amont de 
l’infiltration p ar traitement ou par 
confinement. 
Station d ’essence ou 
de lavage de 
véhicules.  
Toutes  zones, pour  
prévenir les  
pollutions 
accidentelles. Sur ces  zones peu perméa bles, on a le tem ps 
d’intervenir, do nc le tr aiteme nt de l a pollution 
peut être c uratif, par p urge (enlèveme nt du 
matéria u pollué avec u ne pelle mécan ique par 
exemp le). Sur ces  zones très perméables, il faut des  
dispositifs de  préventi on des pol lutions 
accid entel les, dans l e but de créer un o bstacle 
à l’écoulement. Par exemple, des fi ltres à  sable 
ou des b arrières de protectio n. 
Dans les c as où un trans it importa nt d e 
véhic ules a lieu s ur ces zones, il faut un 
dispositif de  préventi on des po llutions 
accidentelles ( voir case ci-c ontre). 
 
174/5 03

(1) Hors installations classées, so umises à autoris ation ou déclaration, pour lesquelles les conditions de 
l’évacuation d es eaux de ruissellem ent sont  analysées  dans l ’étude ou la notice d ’impact. En revanch e, 
rien n ’est p révu p our la voirie publique desservant ce s installations, o r le risque existe à ce niveau. 
 
L’avis d’un hydrogéol ogue  est indispensable  lorsque le milieu apparaît sensible ou 
dès que l’infiltration atteint une  certaine i mportance. Lorsque le  seuil de la 
déclaration au titre de la loi sur l’Eau est atteint, un docum ent d’incidence est à 
établir (ce qui nécessit e le concours d’ un hydrogéologue). 
 
Une inconnue subsiste sur les effets à long term e de l’ accum ulation des charges 
polluantes retenues par les sols. Ne risque-t-on p as de voir se produire d es 
relargages massifs suscept ibles de m igrer vers les nappes ? Par ailleurs très peu  de 
systèmes de modéli sation peuvent prétendre aujourd’hui représenter l’ ensemble des 
phénom ènes susceptibles de se produire da ns un aquifère et sur le bassin  
hydrologique qui lui  est associé. 
 
Aussi, i mporte-t-il de m ettre en place un su ivi m éthodique et pérenne de la qualité 
des eaux de nappes à l’aval hydraulique d es ouvrages d’infiltrati on. La sim ulation 
des phénomè nes entrant e n jeu doit aussi être  envisa gée, en partic ulier lorsque les 
zones urbanisées r ecouvrent une partie  importante du bassin hy drologi que 
alimentant l’aquifère, et que l’infiltrat ion apporte une contribut ion significative 
(par exem ple la nappe de l’Est lyonnais).  
 
L’assainissement non collectif, avec épandage des effluents dans le sol, se f ait, de 
façon pérenne, à l’intérie ur de la zone délim itée en application de l ’article 
 du CGCT. Cette déli mitation est faite en fonction de critères 
économ iques et urbanistiq ues, mais doit te nir com pte également de l’aptit ude des 
sols. Les terrains i mperméa bles ne posent en général p as de problèm es en  termes 
d’im pact, mais rendent plus difficile la réalisation des ouvrages. Dans les terrains 
plus perm éables, la vulnérabilité de la nappe doit être prise en considération, en  
particulier par rapport à l’ azote, qu e ces dispositifs produi sent en quantité 
importante. L 2224-1 0
 
175/5 03

Introduct ion au c hapitre 6 
 
Ce chapitre a pour objectif d’aider les responsables d ’opération à choisir au mieux 
les outils d’ étude en fonction de la na ture du projet, des enjeux, des surfaces 
concernées, du ty pe d’ouvrage à concevoir, etc. Il traite trè s large ment de s 
techniques de l’ assainiss ement par c analisations enterrée s, mais les élé ments 
nécessaires à l’intégration de l’eau dans  la ville y sont également présents. 
Par outil d’études , nous entendons d ’une part modèles et méthodes de cal cul et  
d’autre part métrologie . Ces deux élé ments sont en effet indissociables dans la 
conduite des  études. Le  détaille la présentation des modèles les plus 
couramment utilisés. Le  four nit des indications sur la façon de mettre en  
place un sy stème métrologique. chapitre 8
chapitre 9
 
Nous avons généralement considéré le cas d’ un système d’assainissement au moins 
en partie de ty pe unitaire, cas le plus fréquent en France et aussi cas l e plus 
compliqué du fait du m élange d’eaux d’ origines diverses. 
Trois princip es généraux ont gui dé la rédaction : Ces trois principes, et  en 
particulier le dern ier, 
s’app liquent quelle qu e soit 
la taille d e la collectivité. 
En effet, une petite 
collectivité p eut être 
amenée à réal iser des 
projets prése ntant des 
enjeux i mportants. Dans  ce 
cas, il est néce ssaire 
qu’elle mette en  œuvre les 
moyens d’étude qu i 
s’imp osent. Il l ui sera  en 
effet toujours possible de 
trouver  à l’ext érieur de ses  
propres  servic es les 
compétence s qui lui font 
défaut. • toute étude doit s’inscri re dans un processu s continu visant à 
enrichir la c onnaissance du réseau et  de son fonc tionnement , la 
finalité principale étant d’ assurer le  meilleur service aux usagers et  à 
maintenir la qualité écologique des m ilieux naturels, c eci, quelles que 
soient les conditions clim atiques (depuis le te mps sec jusqu’ à la plui e 
exceptionnelle) ; 
• la responsabilité finale du choix incombe , quelles que soient  les 
modalités pratiques de l ’étude, à la collectivité maître d’ouvrage  
qui a la charge de la gestion de son réseau ; 
• toute étude doit bien  évidemmen t tenir co mpte des moyens 
techniques e ffective ment mobilisab les par le prestataire (m oyens 
financiers, c ompétences,  équipe ment informatique et logiciel s 
disponib les, etc.) mais les outils mis en œuvre doivent cepend ant 
être syst ématiquement a daptés aux enjeux. 
 
Ces trois principes ainsi que les consé quences qui en découlent sont développés 
dans le sous chapitre 6.1 ci-après. Le second sous chapitre (6.2)  est constitué de 
 proposant des règles spécifiques per mettant de choisir les démarc hes 
adaptées aux différents cas  particuliers. fiches
 
179/5 03

6.1 Principe s généraux à pr endre en compte dans le 
choix d’ une mét hode d’étude 
6.1.1 Chaque ét ude doit s’inscrire dans un processus continu 
La collectivit é qui assure l a maîtrise d’ ouvrage d’un s ystèm e d’assainissement doit 
avoir pour o bjectif prem ier de faire fonctionner celui-ci de la manière la plus 
performante possible et ce quel que soit  le mode choisi pour la gestion du servi ce 
(délégation, régie, etc.). La notion de pe rform ance im plique de prendre en com pte 
les différents t ypes de fonctionnem ent que peut re ncontrer le réseau (temps sec,  
pluie faible, m oyenne, forte ou exceptionnelle) ainsi que les servi ces multiples que 
l’on en attend (santé publique, confor t, minimisation des risques d’ino ndati on, 
maintien de l a qualité des milieux naturels, etc.). Il est bien évident que, selon les 
conditions prises en com pte, l’importa nce rel ative accordée à ces différent s 
services pourra être différente. L’ensemb le des études doit 
s’intégrer d ans un 
processus progressif, 
continu et itératif visa nt à 
connaître de  mieux en 
mieux l a structure, l’état et 
le fonctionn emen t du 
système d’ass ainisseme nt. 
La modélisation 
informatique du réseau  
constitu e le sup port 
matériel perme ttant 
l’intégration et la 
valorisation des différen tes 
études. Pour faire fo nctionner le sy stème d’ assainissement de manière optimale, il est en  
prem ier lieu nécessaire que le maître d’ouvrage le connaisse (existence phy sique,  
topographie, etc.), et qu’ il connaisse son fonctionnement. 
Or un sy stème d’ assaini ssement est  un objet complexe, r épondant à  des 
fonctionnalité s multiples, dont le f onctionne ment est difficilem ent observable  et 
qui est soum is à des sollicitations extrêmem ent diversifiées, spéci alement lors des 
épisodes pluv ieux. 
Pour connaît re son fonctionnem ent il est donc en général indispensable que la 
collectivité d ispose au pré alable d’ outils de simulation, et ce ci quelle que soit  sa 
taille. 
Disposer d’outils de simulation  implique d’utiliser un logiciel  de sim ulation du 
fonctionnem ent de réseau, de disposer des données  décrivant ce ré seau, et enfin de  
disposer de mesure s en réseau  qui per mettent de  caler le modèle. Il est de plus 
impératif que la collectivité ait la maîtrise totale de ces outils, ceci  pour ne pas être 
prisonnière de l’ exploitant du système d’assainissement par exem ple. 
Ce préal able peut sem bler contraignant, compliqué et coûteux. En réalité, une 
étude-diagnostic du foncti onnem ent du réseau ne repr ésentant souvent  qu’une 
fraction infime du budget assainissement de  la collectivité (et par ailleurs 
susceptible d ’être très larg ement subventi onnée) apporte les éléments nécessai res. 
De plus, si les co mpétences n’ existent p as au sein de la collectivité, elles sont 
présentes et f acilement mobilisables dans l’ ingénierie publique ou privée. 
Dans le coût d’une telle étude , la partie principale n’e st d’ailleurs pas associée aux  
frais informat iques (achat du m atériel ou du  logiciel), m ais à l’acquisition et à la  
structuration des données. L’ utilisation d’un l ogiciel, quel qu’ il soit, im plique en  
effet d’ utiliser un certain nom bre de données qui sont notamment le découpage de 
la surface étu diée en sous-bassins versa nts, les caract éristiques de ces sous-bas sins 
versants (sur face, pente, populati on, i mperméabilisation, m ode de collecte des 
eaux, etc.), les relevés alti métriques et  planimétriques des ré seaux  et des ouvrages 
annexes (déversoirs, siphons, ouvrages de stockage…), etc. 
Or toutes ces données constituent des éléments de la connaissance du réseau 
d’assainissement qui sont indispensables à l a collect ivité maître d’ouvrage pour 
assurer la ges tion de son patrimoine. Un bénéfice i mportant d’ une étude-diagnosti c 
bien conduite  est donc pour la collec tivité de disposer de ces données sous une 
forme informatique facile à stocker, à manipuler et à utiliser. A ce titre, l’utilisation 
d’une base de données urbaines (BDU) ou d’un s ystème d’ inform ations 
géographiques (SIG)  pour conserver l’ information associée au m odèle const itue 
une solution pertinente et effica ce. 
180/5 03

Enfin, la m ise en place de l’autosur veillance , imposée par la ré glementation, va 
conduire les collectivités à installer des a ppareils de mesure dans leur s ystème 
d’assainissement. Là encore les coût s, tant en i nvestissemen t initial qu’en 
fonctionnem ent, vont être im portants. Il est donc parfaitement jus tifié de valoriser 
les données qui seront recueillies en les utilisant non seulement de façon ponctuelle 
dans le te mps et dans l’ espace (une mesure effe ctuée en un point et à un instant), 
mais co mme des inform ations perm ettant de caler un modèle global du réseau. Le 
gestionnaire aura alors accès à la connaissance du f onctionnem ent en des poi nts 
non équi pés en capteurs et pourra extrapol er le fonctionnem ent à des événements 
différents de ceux mesurés. 
6.1.2 La collectivité doit contrôler et garder la trace de chaque 
étude ponctuelle 
Dans la pratique actuelle, lorsqu ’il y a des travaux n eufs à prévoir, quelle qu ’en 
soit la nature, depuis le sim ple branch ement nouveau pour le raccordem ent d’une 
maison d’ha bitation j usqu’à la co nstructi on d ’une grande zone  d’activité o u la 
reconstruction d’ un réseau, la collectivité maître d’ouvra ge est souvent 
techniqueme nt désar mée. Dans ce ca s, soit elle baisse le s bras et reprend par 
exemple les prescriptions du PLU (lequel da te souvent de plusieurs années sa ns 
validation utilisant des technologies récent es), soit elle dem ande au concepteur des 
travaux neufs de réaliser d es études qui ne sont pas nécessair ement en rapport avec 
la réalité du projet. Cette dém arche peut  d’ailleurs la conduire à  des situations 
difficiles à justifier : on ne peut par exem ple pas dem ander à un architecte qui 
dépose un p ermis de construire pour  une  maison de faire une sim ulation d e 
l’ensem ble d u réseau ! La collectivité ma ître 
d’ouvrage doit contrôler et 
conserver une trace de la 
manière d ont le 
conce pteur dimensi onne 
ses ouvr ages, même  si le 
conce pteur agit dans le 
cadre d’une opération 
privative. La collectivité 
doit imposer des 
préconisations préci ses 
sur la manière et le 
support sous leq uel les 
élémen ts justifica tifs lu i 
seront fournis. En réalité, il appartient  à la collec tivité maître d’ouvrage  de four nir des 
prescriptions claires au concepteur du projet. 
Si la collectivité maître d’ ouvrage possède un outil de si mulation du 
fonctionnem ent de son réseau, elle peut in tégrer dans cette si mulation le nouveau  
réseau à créer  et préciser ai nsi les prescri ptions à fournir au concepteur de celui-ci. 
Si la collecti vité maître d’ ouvrage ne possède pas encore ces out ils de si mulation, 
et en att endant qu’ elle s’ en équipe, elle p ourra i mposer au concepte ur des travau x à 
réaliser de justifier que ceux-ci ne pe rturbent pas le fonctionnement du sy stème 
existant d’ assainisse ment. Pour cela, le concepteur devra fournir au minimum une 
simulation du fonctionnement du réseau  de l’ ensem ble du bassin versant concer né 
montrant que les nouveaux ouvrages ne pertur bent pas le fonctionnement du réseau 
en prenant en co mpte des conditions aux limites amo nt (pluies à utiliser en entrée) 
et aval  (haute ur d’ eau im posée aux exutoires par exemple) fixée s par la collecti vité. 
A défaut de fixation par l a collectivité des conditions aux lim ites, le concepteur  
devra en proposer et les fer a valider par la collectivité. 
Ces règle s doivent égale ment s’ appliquer au cas de s lotisse ments privés (quels que 
soient les  aménageurs, prom oteurs ou p ropriétaires actuels). L’ expérience montre  
en effet que la gestion et l’exploitation de  ces ré seaux  finit toujours par revenir à la 
collectivité à plus ou m oins long term e. 
181/5 03

6.1.3  Les outils doivent être adaptés aux enjeu x 
En matière d’assainissement, les problèmes  auxquels sont confrontés les chefs de 
projet lors de s études sont extrê mement diversifiés : L’ou til de référen ce est 
toujours con stitué par le 
modèle géné ral du système  
d’assainissemen t. Du fait 
de la diversi té des ét udes et 
de la variab ilité des enjeux, 
la collectivité ma ître 
d’ouvrage peut accorder 
des dérogations et 
autoriser le concept eur à 
utiliser d es méthodes 
d’études plus simples 
lorsque les  risques en cas 
de dysf onctionnement sont 
peu importants. • diversité des  eaux à prendre en c ompte (eaux usées, e aux 
industrielles, eaux de nettoy age des voir ies, eaux d’exhaure, eaux de 
ruisselle ment, etc.) ; 
• diversité des enjeux (risques d’inon dation, risques de pollution d es 
milieux naturels, risques sanitaires,  nuisances diverses,  sans co mpter 
les enjeux économ iques et financiers) ; 
• diversité des disciplines à manipuler ou à mettre en  œu vre 
(clim atologie, h ydrologie, hydrauliq ue, chim ie, biolo gie, génie civ il, 
aménage ment urbain, etc.) ; 
• diversité des  échelles de  temps et d ’espace à in tégrer (depuis 
l’ouvrage iso lé jusqu’à la  définition d ’une stratégie générale d e 
gestion de l ’eau urbaine). 
Il est bien évident que cette grande vari été de problèmes ne peut pas être abordée  
avec une seule méthode. Bien au cont raire, leur appréhension c orrecte nécessite 
d’adapter les moyens d’ études au contex te, en puisant dans une large gamme de 
modèles. 
L’argum ent principal qui  doit être pris e n com pte pour choisir les outils les m ieux 
adaptés à un problèm e par ticulier est la  cohé rence de l’approche.  En particulier, il 
doit y avoir : 
• adéquation e ntre les enjeux et les m oyens (humains, financiers et 
délais) ; 
• cohérence des moyens consacrés au recueil de d onnées et à la 
modélisation ; 
• équilibre entr e métrologie et modélisati on ; 
• cohérence ent re les modèle s. 
 
Ces a spects s ont détaillés dans les para graphes suivants. 
6.1.3.1 Adéquation entre les enjeux et les moyens (humains, financiers et 
délais ). 
Une étude ne constitue jamais une fin en so i. Elle marque le départ d’un processu s 
qui abou tira généralement à la réalisation de travaux  ou à la m odification de règles 
d’exploitatio n ou de gestion. Ce n’est pas l’étude elle-même qui résoudra les 
problè mes qu’e lle aura contribué  à mettre en évidence, mais la mise en place 
pratique des solutions qu ’elle aura permis  de construire. Sy métriquement, ce n’est 
pas l’ étude qui mobilisera  le plus de  moyens financiers, ni qui né cessit era le plus 
de délais de réalisation. Pour cette rais on, il est indispensable d’ affecter à l’ étude  
des moyens humains et financiers, ainsi que des délais, en rapport avec les enjeux 
associés aux problèm es à résoudre et à l’importance des solutions à mettre en 
place. C’est le coût tot al de réalisation (études + travaux ) qui doit  être 
minimi sé, et non le coût de l’étude seule . Ainsi, dépenser plus en études peut 
souvent per mettre de trouver une solutio n technique m oins onéreuse et plus 
effica ce. 
Dans la plupart des domaines de l’in génierie, on co nsidère généralement qu ’il est 
de bonne pratique de consac rer aux études d’avant-projet un montant co mpris en tre 
5 et 15 % du m ontant des travaux qu ’elles vont générer. Ce montant ne co mprend 
pas le coût du diagnostic et/ou du sché ma d’assainis sement. Cette évaluation ne  
doit certes pas être consi dérée co mme  une règle absolue. Elle fournit cependant  
une indicatio n, qui  pourra être affinée selon la difficulté du pr oblème à résoudre. 
182/5 03

6.1.3.2 Cohérence des moyens consacrés au recueil de données et à la 
modélisation 
La modélisati on du f onctionnement d’un système d’assainissement ne pourra être 
pertinente que si elle s’appuie sur une description adaptée du sy stèm e phy sique  
(bassin versa nt et réseau en particulier).  Cette étap e de modélis ation du s ystème 
physique doi t être condui te avec beau coup de soin car c’est souvent elle qui 
déterm inera l a qualité des résultats obte nus. Une erreur dans l’esti mation des 
surface s imperméables dir ectement connectées (p aramètre qui joue un rôle maj eur 
dans la genèse des débits de poi nte) aura ainsi souvent  beaucoup plus de 
conséquences qu’un choix  de modèle de simulation mal adapté . Cette  étape  est 
souvent diffi cile. En effet, le réseau  d’assainissem ent est souterrain, et sa 
connaissance n’ est pas toujours suffisante. De  ce fait, des levés de terrain peuvent 
s’avérer indis pensables, malgré leur coût élevé. C’e st d’ailleurs s ouvent le coût de 
saisie des données relatives à la description physique des réseaux qui constituera l e 
poste de dépense le plus im portant. Un e autre difficulté réside dans la description  
correcte des singularités et en particulier d es déversoirs d’orage, q ui jouent un r ôle 
majeur dans l e fonctionne ment des sy stèm es d’ assainissement. 
6.1.3.3 Équilibre entre métrolo gie et modélisation 
Le troisiè me point à souligner concerne la co mplé mentarité entre mesure  et 
modèle. En effet, la mesure constitue le  complément et non l ’alternative à la 
modéli sation. Elle est nécessair e pour caler  les modèles ( choisir les valeurs des 
param ètres les mieux appropriés), voire pour les construire (aspect cognitif). Très 
peu de modèles sont en effet totalement prévisionnels , et la plupart ne peuvent être 
utilisés que si  l’on dispose de mesures (même en nom bre lim ité) pour les valider et 
les caler. 
De façon symétrique les modèles sont i ndispensables pour extrapoler les mesures 
dans le te mps et dans l’ espace. L es mesures sont en e ffet néce ssairement loc ales et 
limitées en d urée. Or on s’ intéresse souvent au fonctionnem ent du système dans sa 
globalité et pour une gamme d’événements importan te. En particulier l’estim ation 
des débits de crue de fréquence rare n’est jamais possible par la mesure seule. Ceci 
est dû au fait  que la pr obabilité d’obser ver une crue sévère pendant une période 
d’observation nécess airement courte est faible , mais aussi à la difficulté de garantir 
le fonctionne ment correct du m atériel dans des conditions extrêmes. 
Enfin, contrairem ent à ce que l’on po urrait penser, la modélisation ne rem place pas 
la mesure. Bi en au contrai re, plus l’on voudra utiliser de s modèl es sophistiqu és 
et perfor mants, plus l’effort métrologique néces saire se ra important . 
6.1.3.4 Cohérence entre les modèles 
Le dernier point  est relatif à la cohé rence glob ale de la modélisation. La 
représentatio n du foncti onnem ent d’ un système d’ assainissement nécessite souvent 
d’utiliser successivement et de façon enchaînée différents modèles représent ant 
chacun une ou plusieurs phases du cy cle de l’ eau. L a règle de  cohérence inter ne à 
respecter est simple : la qualité finale de  la modélisati on sera celle du pl us mauvais 
des modèles utilisés. Il ne sert donc à ri en de représenter de façon très précise l’ une 
des étapes d u processus (par exe mple la modélisati on hydraulique du réseau), si  
l’on est incapable de représenter avec l e même niveau de qualité  les autres ét apes 
(par exe mple la transfor mation pluie-déb it ou la représentation de la pluie elle-
même). 
183/5 03

6.1.4 Stratégie générale de choix des méthodes d’étude 
En fonction des trois principes généra ux précéde mment présent és et dévelop pés, 
nous propos ons d’ organi ser les études gé nérales autour des trois idées-forces 
• Il est néce ssaire de mettre en place une modélisatio n com plète du réseau  
d’assainissement et de son fonctionnement, par tem ps sec et par t emps de 
pluie, sur les aspects quan titatifs (crue) co mme sur les aspects qualitatifs.  
Cette modéli sation constitue un préalable indispensable. Elle peut être 
réalisé e au moment de l’ élaboration du programme d’ assainisse ment. Elle  
constituera le cadre à l’intérieur duquel la collectivité contrôlera les études 
réalisées par des prestataires extéri eurs et constituera la mém oire  
permettant de consolider au cours du  temps la connaissance du réseau et de 
son fonctio nnement. 
• Les données recueillies dans le cadre de la mise en place de 
l’autosur veillance seront utilisées pour caler et valider  le modèle pr écédent.  
L’autosurveill ance du réseau constitue en ef fet l’un des élément s d’un 
dispositif cohérent que l es collectivités doivent mobiliser pour m ieux 
connaître leur réseau et son  fonctionnement. 
• La diversité des études et des échelles im posent cependant de p ouvoir  
utiliser des outils plus ou m oins lourds et sophistiqués selon les enjeux 
associé s aux travaux qui s eront m is en œuvre en conséquence des  études.  
Une règle souvent  utilisée cons iste à proposer deux ou 
trois niveaux d’outils allant du pl us si mple au plus sophistiqué. Le niveau 
le plus sophistiqué, qui ser vira de référence, sera celui justifiant les travaux  
par l’utilisation du m odèle général de  fonctionnem ent du réseau. Selon les 
enjeux, la collectivité devra prescrir e au concepteur d’ utiliser au moins le 
niveau 1, 2 ou 3. Le concepteur pourra toujours justifier ces choix de  
conception en utilisant un niveau d’out il plus élaboré que celui st rictement  
exigé. 
184/5 03

6.2 Fiches de cas 
Les fiches de cas proposées ci- après ont pour objet d’ illustrer les principes 
généraux développés dans le pa ragraphe préc édent s ur des situati ons types. Il est 
bien évident que dans la réalité chaque étude est un cas spécifique. En 
conséquence, les situations réelles ne correspondront  que rarem ent de façon exacte 
aux situations ty pes choisies. L es fi ches ne doivent donc pas être considérées 
comme des norm es à suivre de façon aveugle, mais plutôt co mme des guides 
illustratifs perm ettant d’aider un chef de pr ojet à choisir la méthodologie la mieux  
adaptée à son propre cas.  
On peut les regrouper selon  trois thématiques principales : 
1-Stratégie générale de manage ment de l’ assainisse ment 
• Organisation :     6.2.1  / 6.2.3 / 6.2.3 2 / 6.2.33 
• Application de la réglementation :  6.2.1 1 / 6.2.12 / 6.2.13 / 6.2.14 
2-Diagnostic du s ystème d’assainissement 
• Diagnostic ph ysique :   6.2.2   
• Hydrologie :    6.2.6  
• Qualité du m ilieu récepteur  : 6.2.7  / 6.2.8 
• Eaux usées - réseau :   6.2.4  
• Eaux usées - station d’ épuration : 6.2.5  
3-Conception  et dimensionnem ent des ouvrages 
• Eaux usées - réseau :   6.2.9  / 6.2.10  
• Eaux usées - STEP :  6.2.1 5 / 6.2.31 
• Temps de pluie : 6.2.1 6 / 6.2.17 / 6.2.18 / 6.2.19 / 6.2.22 / 6.2.23 
• Ouvrages spé ciaux : 6.2.2 0 / 6.2.21 / 6.2.24 / 6.2.2 5 / 6.2.26 / 
6.2.2 7 / 6.2.28 / 6.2.29 / 6.2.30 
 
Par ailleurs,  les modèles proposés corr espondent à un état particulier des 
connaissances scientifiques (2002). Du fait de l’ évolution per manente d e ces 
connaissances, il est parfaitem ent justifié  d’utiliser de s modèles non présentés dans 
ce document si ceux-ci s’ avèrent m ieux adaptés au contexte que les modèles  
proposés. 
De la même façon, les méthodes recommandées correspondent à des solutions qui  
sont techniqu ement et économ iquement r éalistes pou r résoudre le problèm e traité 
dans la majorité des situations  et no n dans leur totalit é. Il s’agit  donc de m éthodes à 
envisager en  priorité mais absolu ment pas de méthodes à utiliser de façon  
systématique. 
Enfin, de façon vol ontaire, le texte ne cite aucun logiciel. Un logiciel n’ est rien de  
plus que la traduction, c odée dans un langage informa tique, d’u n ensem ble de 
modèles. Son choix par une collectivité doit s ’effectuer en fonction de ses qualités 
techniques (m odèles effectivem ent utilisables), mais aussi en fonction de ses 
qualités ergonom iques (facilité d’uti lisation) et d’élém ents économ iques (co ûts 
d’acquisition, de form ation, de maintenance, et c.). Un crit ère i mportan t à 
considérer est  la capa cité du logiciel à é changer les d onnées avec d’autres logic iels 
et en particulier avec les base s de données et  les sy stèmes d’ inform ations 
géographiq ues. Le coût d’acquisition d u logiciel est en effet toujours très inféri eur 
à celui d’ acquisition des données qu’ il nécessite.  Il est donc  fondam ental de 
pouvoir récupérer les données (le modèle topologique du s ystème 
d’assainisse ment) si l’ on dé sire changer de logiciel de si mulation. 
 
185/5 03

6.2.1 Élaboration du modèle général 
6.2.1.1 Objectifs des études de ce type 
Le modèle général de la collectivité va constituer l e principal outil de suivi et 
d’aide à la dé cision. L’ élaboration de  ce m odèle est donc une phase essentielle du 
processus de gestion du s ystème d’ assai nissement. En pratique, il s’agira d’ ailleurs 
d’un processus progressif et continu, c onstitué d’ une succession d’ itérations 
perm ettant l’adaptation perm anente du modèle en fo nction des modifications d e la 
ville et du s ystème d’assain issement ainsi que son am élioration. 
6.2.1.2 Principes de base 
La construct ion du m odèle  génér al du réseau n écessite un double effort de 
représentatio n : 
• déco mposition du sy stème phy sique  à étudier en élé ments en 
interaction (sous-bassins versants , tronçons de conduites, ouvrages 
spéciaux, etc. ) ; 
• choix des modèles de représentation des phénom ènes phy siques et 
déterm ination de la vale ur de leurs paramètres. 
Ces deux opé rations ne sont bien évide mment pas indépendantes et nécessit ent un 
support, généralement constitué pa r un l ogiciel de simulation. 
La prem ière question à se poser est cell e du choi x entre l’unicité ou la m ultiplicit é 
des supports. Faut-il construire un seu l modèle représentant le sy stème 
d’assainisse ment, ou faut-il en construire plusieurs adaptés cha cun à des tâc hes 
spécifiques ? La question e st difficile. Les SIG perm ettent de gérer facilement d es 
volum es importants de données en offrant de grandes qualités d’ergonom ie et de 
nombreuses fonctionnalité s mais ils n’offrent  pas de possibilités de sim ulation. A 
l’opposé, il  existe actuellement sur le ma rché d’excellents outils de si mulation de 
réseau, mais dont les quali tés en matière de gestion de  données sont m oindres. 
Il est donc tentant d’utili ser deux modèles distincts : un s ystème d’inf ormations 
géographiques (SIG) dest iné à la gesti on quotidienne du réseau (cartographie,  
fourniture d ’inform ations, organisation des tâches d’exploi tation, etc.) et un 
logiciel dédi é aux études techniques. L’uti lisation d’outils diffé rents ne devrait  
cependant pas avoir co mme conséquence la saisie de différents modèles dé crivant  
la structure phy sique du r éseau. Faire ce choix im pose en effet de conduire deux 
fois les t âches de saisie initiale et  surt out celles de mise à jour, avec les ri sques 
importants d’incohérence que cela entraîne. 
Il est préf érable d’essay er d’ avoir une liaison aussi f orte que possible entre la base 
de données manipulée par le SIG et l e modèle du r éseau utilisé par le logiciel de 
simulation. La solution idéale serait que le logiciel de si mulation reconstruise 
chaque fois e t de fa çon automatique so n modèle de réseau  à parti r de la  base  de 
données. Cette solution i déale est encore un peu lointaine, m ais la plupart des 
logiciels de simulation sont cependant maintenant capables d’exploiter au mieux  
les données contenues dans les SIG, pour peu que ceux-ci aient ét é bien conçus  au 
départ. 
A défaut, s’ il s’avère néce ssaire de con struire plusieurs m odèle s complémenta ires, 
de niveaux de finess e diff érents et  adaptés à de s objectifs diver s (planificati on, 
exploitation, conception, e tc.), il faudr a veiller à une m ise à jour cohérente et  
régulière de chacun d ’entre eux. 
186/5 03

6.2.1.3 Méthodes recommandées 
La mise au point du m odèle général constitue, co mme nous l’avons signalé plus 
haut, un proc essus progressif, continu et ité ratif. L a méthode que nous préconisons 
ici est donc uniquem ent destinée à fournir un canevas ty pe utilisabl e en particulier 
lors de la construction initiale du m odèle. Elle distingue cinq phases succe ssives : Atten tion : La q ualité de 
la représe ntation dépend 
beaucoup du soin mis 
par le modélisateur pour 
repérer  les éléments  les 
plus sensi bles du rése au, 
relever et saisi r les 
données et c aler le 
modèle. 
Aucun modèle 
spécifiq ue, et a fortiori 
aucun logiciel, n’est 
donc pr oposé comme 
constitu ant une 
En pratique, seule la 
validation des résu ltats 
du modèle, obtenue  par 
la comp araison entre les 
résultats si mulés et les 
résultats mes urés, pour 
des évé nement s n’ayant 
pas été utilisés p our le 
calage initial, permet 
d’évaluer la qualité d e 
la mod élisation. 6.2.1.3.1 Choix  du logic iel support 
Nous ne préconiserons ici aucun logicie l spécifique. Quelques règles élé mentai res 
peuvent cependant être rappelées : 
• le tem ps doit être pris en com pte : l’évo lution  rapide des technolog ies 
inform atiques  fait que les logiciels sont relative ment vite dépassés,  il 
faudra donc obligatoirem ent gérer des v ersions successives du même 
logiciel (voire s’ adapter à des logiciels successif s différents) ; il est  
impératif que ces changements de version (ou d’outil) ne rem ettent 
pas en c ause de façon i mportante le tra vail de modélisation du réseau  
ou de calage des modèles ;  
• il est préférable de choisir un logi ciel offrant plusieurs options  de 
représentatio n des différents phénom ènes de façon à pouvoir adapter  
l’outil aux dif férents problèmes à traiter (voir les fiches suivantes) ; 
• le coût du logiciel ne doit pas êtr e considéré co mme un para mètre 
fondam ental ; le coût d’ac quisition de cet outil sera de toute façon  
relativement faible au regard d es autres dépenses (en particulier 
acquisition de s données et cam pagnes de mesures) ; 
• les aspects fo rmation, infor mation, possibilités d’ assistance et d’ aide 
en ligne, ainsi que les possibilités de développements spécifiques et 
d’adaptation des outils inf ormati ques (connexion au SIG local par 
exemple) son t en revanche des aspect s essentiels ; 
• il est essentiel de se souvenir qu ’un logiciel doit être utilisé 
régulièrem ent pour être bien utilisé ; plus que l ’ergonom ie (qui 
constitue cependant un facteur im portant), il faudra donc chercher un 
logiciel prés entant des f onctions m ultiples et bie n adaptées  aux 
besoins de la collectivité. 
 
6.2.1.3.2 Construc tion du mod èle struc turel 
La constructi on initiale du modèle r eprésentant le sy stèm e d’assainissement peut 
elle-même se déco mposer e n cinq étapes succes sives :  
• étape 1 : si possible déco mposer l e territoire en sous-rése aux 
indépendants ; 
• étape 2 : rechercher l’informati on disponible (ext raction SIG si 
existant) en  attachant u ne im portance particulière aux ouvrages 
spéciaux ; 
• étape 3 : repérer les tronçons structurants du sous-réseau ainsi que le s 
nœuds à con server i mpérativement ( confluence, présence  d’ouvrage 
spécial, chan gement de fo rme de section, changement im portant de 
pente, etc.) ; 
• étape 4 : déco mposer l e territoire  en sous-bassins ver sants  
homogènes e t rechercher les cara ctérist iques de chaque sous-bassin  
(surface, pen te, imperméabilisation, pl us long parc ours de l’ eau, 
populati on, etc.). Si un  SIG existe, des applicatifs spécifiques 
peuvent faciliter cette caractérisation ; 
• étape 5 : décrire les ouvrages spécia ux (cette étape est généralement 
très dépendante du logiciel utilisé). 
 
187/5 03

6.2.1.3.3 Élaboratio n de la c ampagne d e mesure 
La réflexion sur l’ élaborat ion de la stratégie de recueil des données doit débuter  le 
plus tôt pos sible dans le processus. En effet, la métrologie  est souvent une 
opération longue et dif ficile, par aille urs soumise aux aléas cli matiques.  
Commencer les mesures le plus rapidem ent possib le est donc une garantie de 
disposer d’une inform ation  suffisante (en quantité et en qualité) au m oment où on 
en aura besoin. 
Il est i mportant de se souvenir que les données vont  être utilisées de deux façons 
différentes : 
• dans l’étape de calage/validation p our choisir les valeurs optim ales 
des paramètr es et pour s’ assurer de l a cohérence des résultats four nis 
par le modèle, 
• dans l’étape d’ex ploitatio n pour fo urnir les entrées du m odèle (ceci 
concerne tout particulièrement les donné es pluviom étriques). 
Les mesure s pluviom étriques  ont pour prem ier objet de co mprendre les 
hydrogrammes m esurés. Elles devront également p ermettre de bâtir les entrée s du 
modèle : longue chroniq ue de pluies, pluies de pro jet, etc. Pour cette deuxième 
utilisation, cinq années de mesures constituent une base minimale permettant de 
traiter certaines applicatio ns (voir les pa ragraphes suivants pour des informations  
plus précises sur le nom bre d’années de mesure s néce ssaire s selon l’ application). Il 
est égal ement néces saire de disposer d’ un nom bre s uffisant de pluviom ètres pour 
avoir une bonne représentation de la répar tition spatiale des pluies. Les exigences 
sont plus grandes pour la phase de calage que pour l es phases ult érieures. A ti tre 
d’exem ple, l’Organisation Mondiale de la Météorologie reco mmande d’utiliser  au 
minimum 1 pluviom ètre / km² ; cette densité peut être considérée comme un ordre 
de grandeur souhaitable sur les bassin s versants situés à l’am ont des points de 
mesure débit métriques.  
Concernant les points de mesure débitmétri ques, le choix des site s doit rép ondre à 
des exigences multiples de gestion : permettre une mesure de bonne qualité, être 
facile à exploiter, etc. Un autre para mètre essentiel d oit égale ment être considéré : 
les site s doivent per mettre un calage effectif  des modèles. De ce point de vue,  un 
bon site est un site où le débit est le plus sensible possible à la valeur des 
param ètres d e calage. Par exem ple, il n’ est pas astucieux de positionner un p oint de 
mesure après un gros déversoir d’orage q ui régulera le débit à l’aval.  
6.2.1.3.4 Calage et validation du modèle 
Le calage est  l’ajustem ent des valeurs num ériques a ttribuées aux para mètres du 
modèle afin que les valeurs calculées d’ une variable ou d’ une grandeur soient a ussi 
proches que possible des valeurs observées de  cette va riable ou de cette grandeur. 
Afin de lim iter la subjecti vité dans l’é valuation de la qualité de l’ajustement des 
param ètres, on essay e généralement de mettre en œuvre des méthodes 
mathé matiques de  calage. Ces  derniè res reposent sur le  choix d’ une fonction  
numérique, appelée critère (ou foncti on critère ou encore fonction obje ctif) 
mesurant l’ écart entre les variables calculées et leur s mesures, puis sur l’ utilisation 
de techniques de m inimisation de cet éca rt. On parle alors de calage optim al. 
Le cal age op timal n’ a de sens que si l’on est cap able d’ effectuer des mesures  de 
bonne qualit é, réparties sur la totalité  du dom aine de variation des différentes 
variables explicatives. Dans le cas contraire, le calage risque de donner un  
senti ment de sécurité illusoire du fait qu ’il repose sur des outils mathématiq ues 
élaborés. 
La phase de calage  ne doit pas être confon due avec la phase de validation qui 
consiste à s’ assurer que les modèles  et les para mètres choisis  permettent de 
188/5 03

représenter de façon satisfaisante l e comportement du s ystèm e pour des 
événe ments n ’ayant pas été pris en com pte dans le cal age. 
Le calage do it d’abord être effe ctué en  temps sec (e aux usées et eaux parasite s), 
puis en tem ps de pluie. 
6.2.1.3.5 Exploita tion du mod èle 
La difficulté principale d’exploitation du m odèle est le choix des entrées  
représentativ es des périodes pluvieuses  (cf. 8.3.5 ). Les différentes  entrées possi bles 
sont les suivantes : 
1.  de plusieurs années ré elles (temps sec et temps de Simulation en continu
pluie) à faible pas de te mps 
C’est sans doute la soluti on d’avenir.  Son ut ilisation pose cependant encore des 
difficultés de tem ps calcul et de taille mém oire. 
Si le no mbre d’années e st faible (inférie ur à 3 à 5 ans), il e st important de véri fier 
la représentat ivité de la période retenue en co mparant ses car actéristiques ave c 
celles d’une l ongue chroni que (hauteur moyenne annuelle, nom bre d’événem ents 
pluvieux, valeurs d’ intensité maximum sur différentes durées d’ analy se, etc.). 
2. Simulation de chroniques continu es reconstituées ou d’années sy nthétiques  
Cette solution permet de raccourcir la durée de la s imulation. Il est néce ssaire de 
s’assurer au  préalable d e la r eprésentativité de la chronique reconstituée en  
fonction des variables étudiées. 
Les méthodes de ce ty pe néces sitent l’ identification préala ble de péri odes 
pluvieuses et de durées de te mps sec. Pour cela, il est fait appel à deux critères :  
• hauteur m inimum de pluie prise en co mpte ; 
• durée inter-événem entiell e. 
Deux événe ments pluvieux seront considérés comme  distincts dès lors que la duré e 
les séparant e xcède la duré e de leurs effets (retour au  débit de base par exem ple si 
l’on ne considère que les a spects hy drauliques). 
3. Sim ulations  (non prise en com pte des périodes de tem ps sec) événementiell es  
La difficulté est alors de tenir co mpte de la succession des événe ments (par 
exemple par l a prise en com pte de la durée de te mps sec anté céden te). 
Il peut également être nécessaire de r egrouper les événem ents si l’on ne retrouve  
pas un état de fonctionne ment voisin d e celui de tem ps sec entre deux événements 
succes sifs. 
4. Simulations d’ événem ents reconstitués r eprésentatifs de class es de pluies  
La constitution des classes doit se faire av ec deux ou trois critères au maxim um. 
Pour des pluies ponctuell es, on pri vilégiera les couples (hauteur totale, inten sité 
maxim um) à des couples (hauteur totale , durée). La répartitio n en classes se 
complique très vite lorsque  l’on veut tenir com pte des  durées de tem ps sec ou de la  
répartition spatiale des pluies. 
Il est de toute façon nécess aire de conser ver toutes les pluies les plus fortes. 
5. Utilisation de pluies de pro jets 
Cette solution doit être réservé e à des site s simples ou à des pre mières 
approxim ations sur sites com plexes. 
6.2.1.4 Autres méthodes utilisables 
Sans objet. 
189/5 03

6.2.2 Diagnostic patrimonial  du sy stème d’assainissement 
(phy sique et économique) 
6.2.2.1 Objectifs des études de ce type 
Le diagnostic patri monial s’ intéresse aux ouvra ges eux- mêmes et à l eur 
environnem ent. Il a pour but de perm ettre de connaître l’état des ouvrages et la 
pérennité des investisse ments consentis. Il vise à mettre en place des programme s 
de suivi, d ’entretien et de renouvellement. 
6.2.2.2 Principes de base 
Le diagnostic patrim onial do it être considéré co mme co mplémen taire des autres 
formes de d iagnostic (de nature foncti onnelle). En pratique, les différentes 
démarches sont en effet susceptibles de  s’enrichir mutuellement. Par exe mple les 
défauts (diagnostic phy sique) peuvent provoquer de s infiltr ations (eaux parasites : 
diagnostic fonctionnel), qui à leur tour  peuvent  accélérer l e processus de 
dégradation (entraînem ent de fines). Ainsi des mesures de d ébits sont-elles 
susceptibles  d’orienter des inspe ctions vidéo. De  même, une actio n de  
réhabilitation des réseaux est susceptible de résoudre des problèmes fonctionnels 
(dilutio n des effluents), à conditi on de bien  identifier non seulem ent la localisatio n 
des défauts d’étanchéité, mais aussi  leur cause (diagnostic ph ysique) . 
Le diagnosti c patrim onial s’appuie tr aditionnellement sur une évaluation des 
risques potentiels, puis sur  la mise en œuvre de techniques d ’auscultation de plus 
en plus sophistiquées, appliquées sur d es linéair es de plus en plus réduits, 
éventuelle ment com plétées par une m odélisation du comporte ment mécanique des 
ouvrages. 
6.2.2.3 Méthodes recommandées 
Quelle que soit la démarche envisagée, la  base consiste à connaître au mieux son 
patrimoine et à organiser cette c onnaissance de façon à per mettre un  
enrichissement progressif (à la fois en ter mes de précision et de fiabilité) des 
données disponibles. 
Le projet national RERAU 1 a permis  l’élaboration d’une méthodologie  de 
diagnostic visant à programmer les tr avaux de réhabilitation des ouvrages 
visitables. Cette méthodologie fonction ne en quatre étapes successives permettant 
de réduire progressivem ent le cham p d’investigation (présélection, prédiagnosti c, 
auscultation, préconisation). 
Une dém arche du m ême type est en cours pour  les réseaux non vis itables (action 2 
du pr ogramme RERAU 5/6). Cette dé marche doit aboutir à l ’édition d’un guide 
méthodologi que. 
6.2.2.4 Autres méthodes utilisables 
Différentes collectivités ont entrepris une réflexion sur le suivi d e leur patri moine 
assainissement, reposant généralement sur l’ utilisation de SIG. Le but poursuivi est  
de tenir com pte au mieux du contexte lo cal. 
6.2.2.5 Critères de choix 
L’élaboration  d’un diagn ostic doit être c onsidérée c omme une ét ape particuliè re 
d’un processus per manent de suivi de  l’état physique du rés eau. En ce sens, il  est 
difficile de conseiller une méthode partic ulière. En de hors des obje ctifs spécifiq ues 
de la collecti vité, les critè res suivants peuvent être considérés dans le choix d’u ne 
méthode particulière : 
• parts relatives de réseaux visitables et non visitables, 
190/5 03

• disponibilité des données (en particulier existence d’ un SIG), 
• possibilité d’expl oiter les enregi strements vidéo résultant des 
inspections télévisées (pour les réseaux non visitables). 
La principale règle per mettant de choisi r une méthode est celle de la progressivité.  
La notion de continuité du processus  est ici indispensable et  toute action doit ê tre 
conçue pour enrichir la connaissance gl obale du réseau. 
6.2.2.6 Pour en savoir plus 
RERAU - M éthodologie de programmation de r éhabilitation des collecteurs 
visitables ; MELT/DRAST  ; IREX. 
191/5 03

6.2.3 Diagnostic global de fonctionnement d’un sy stème 
d’assainissement existant 
6.2.3.1 Objectifs des études de ce type Au vu des pri ncipes 
géné raux énoncés en  
6.1,  ce type  d’étude 
constitu e l’un des 
éléments de base 
indispensable à la 
gestion du système 
d’assainissement. Nous 
lui consacrer ons donc 
tout un ensemble de 
fiches : une fich e 
géné rale décri vant les 
principes géné raux, et 
des fich es spécialisées 
portant sur cer taines 
études diagnostic 
spécifiq ues. L’objectif général d’u ne étude portant  sur le diag nostic de fo nctionnem ent est 
d’évaluer la  qualité du service rendu pa r chacun des éléments d’un s ystème 
d’assainissement existant : réseau, ouvrages annexes et station d’ épuration. 
En pratique, il est nécessaire de préciser le ty pe de  diagnostic que l’ on souhaite 
réaliser. En effet le sy stèm e d’ assain issement doit répondre à  des objectifs 
multiples que l’on peut  organiser autour de trois foncti ons principal es : 
• préserver la commodité et la qualité de  vie des citoy ens ainsi que leur 
santé ; 
• ne pas porter atteinte à la qualité de  la ressource en eau ni à celle des 
milieux aquatiques ; 
• limiter les risques liés aux inondati ons. 
 
De plus, le f onctionnem ent des ouvra ges doit permettre d’ assurer une quatrièm e 
fonction, liée  à l’existence même du systèm e : préserver l’inté grité des ouvrages et 
en faciliter l’exploitation. 
L’étude doit donc, sauf exception, porter sur ces différentes fonctions et perm ettre 
une évaluation globale du s ervice rendu par le sy stème d’ assainissement. 
Évaluer la qualité du service rendu, nécessite de  définir au préalable une échelle de 
mesure de c e niveau de service. 
Si la définition de cette échelle de mesu re est r elativement simple en te mps sec 
(voir la fiche 6.2.4 ), il n’ en est pas de même en ce qui concerne le te mps de pluie. 
S’agissant de  la m esure de la qualité de service rendu par un système sou mis aux 
aléas climatiques, la définition de l’ échelle de mesure doit tout d’ abord tenir  
compte du fait qu’ il n’est pas possible d’ assurer un niveau de s ervice identique  
quelles que soient les circ onstances météorologiques. 
De fa çon pratique, les te chniques m ises en œuvre  en matière de collecte, de 
transport, de stockage, d’i nfiltration ou  de traitemen t des eaux pluviales reposent  
toutes sur la recherche plu s ou moins bien explicitée  d’un com promis technic o-
économ ique entre l’aspiration à une pr otection absol ue, pratiquement irréalis able, 
et le souci  de limiter  tant le c oût d’investissem ent que les  sujéti ons 
d’exploitation 17. La notion de  recherc he de 
compromis ne doit pas 
être confondue  avec celle, 
plus technocratique et  
beaucoup plus irréa liste, 
de recherche d’un 
optimum  économique, qui 
minimiserait un coût 
global , évalué comme  la 
somme des coûts ob jectifs 
(d’investisse ment et de  
maintenance)  et de 
l’espér ance mathématique  
des c oûts associés aux 
dysfonctionnement s. Ce co mpromis doit en  outr e tenir com pte du fait que l’am élioration du  niveau de 
service correspondant à l ’un des objectifs peut  se faire au détriment du niveau  de 
service correspondant à un autre o bjectif. Par exem ple, élever le seuil d ’un 
déversoir d’orage permet de lim iter les rejets au  milieu mais conduit  à une 
augmentation des débits t ransités ver s la station d’épuratio n, donc des risq ues 
d’inondation à l’aval. 
Une solution possible consiste à utiliser une  approche hiérarchisée des objectifs à 
respecte r en fonction des circonstances météorologiques. 
On peut proposer une hiér archisation des objectifs  d’un sy stèm e d’assainisse ment  
unitaire en f onction de cinq niveaux de se rvice associé s à des i mportanc es 
croissantes d e précipitations. Ces nivea ux de service devront bien sûr être adap tés 
dans le cas d’ un réseau sép aratif eaux pluviales ou eaux usées. (Voir aussi 2.3.3. 3). 
                                                      
17 Inst ruction techni que INT 7 7 284 relative aux  réseaux d’assainissem ent des 
agglomérations. 
192/5 03

0. Temps sec : NIVEA U 0 
- Objectif de service  : tous les ouvrages de traitement fonctionnent  avec 
leur rendement nom inal, p as de nui sances (olfactives ou autres) pour les 
citoy ens, m inimum d’ eaux paras ites dans le r éseau, conditions 
d’autocurage vérifiées. 
- Exemple d’utilisation  : opt imisation du f onctionnem ent par tem ps sec. 
1. Pluies faibles  : NIVEAU 1  
- Objectif de service  : maintien de la qualité du traitement, pas de rejets 
d’eau non traitée par le s déversoirs d’ orage, pas de mise en char ge des  
réseaux, li mitation de l ’envasement des ouvrages. 
- Exemple d’utilisation  : fixation des débits de référence des déversoirs 
d’orage et de la capa cité de  la st ation d’é puration (évé nements pluvieux  
non exceptio nnels au sens de la réglem entation). 
2. Pluies moyennes : NIVEA U 2 
- Objectif de service  : pas de d ysfonction nement hydraulique d u système 
d’assainisse ment autre q ue des mises en charge localis ées san s 
débordem ent. Surverses acceptées pour les déversoirs d’orage ainsi  
qu’une baisse des perfor mances épuratoires des ouvrages de tr aitement.  
L’im pact sur le milieu récepteur doit rest er limité et co ntrôlé. 
- Exemple d’utilisation  : conception d’un système de g estion du sy stème 
d’assainissement et défini tion des consignes pour lim iter les r ejets 
polluants et l eurs effets sur le milieu. 
3. Pluies fortes : NIVEAU 3  
- Objectif de service  : déborde ments loc alisés et limités dans le t emps 
acceptés sur  les espaces publics. Le s débordements ne doive nt pas 
provo quer d e dégâts importants dans  les immeu bles ni de risque 
d’entraînem ent po ur les voitures. Pas de risque d e dégradation des 
ouvrages d’as sainissement. Plus de contrô le des rejets par les déversoirs 
d’orage et acceptation d’un risque de  détérioration sensible de la qualité 
du m ilieu récepteur. La pri orité est la  gestion du risque d’i nondation, la 
préservation de la qualité du m ilieu à moyen terme peut être conservée 
comme objectif secondaire. 
- Exemple d’utilisation  : dim ensionnement h ydrauli que des ouvrages. 
4. Pluies exceptionnelles : NIVEAU 4  
- Objectif de service  : déborde ment génér alisé de s réseaux susceptible de  
provoquer de s dégâts éco nomiques sérieux accepté.  Abandon de tous  
les objectifs sur la qualité des milieux, la seule prio rité est  d’évit er les 
dommages au x personnes. 
- Exemple d’utilisation  : prévention du ris que (prescriptions d’urbanis me, 
ouvrages, consignes d’ent retien et de  gestion ) et organisation de la 
gestion de crise. 
 
Reste à fixer les seuils  corr espondant à chacun de ces niveaux (par exem ple, quelle 
est la lim ite entre une p luie forte et une pl uie exceptionnelle ?). Mêm e si la 
réglem entatio n impose, du moins pour certaines fonctions, des niveaux m inimum à 
respecte r, la définition précise des nive aux de service à as surer re ste clair ement de  
la responsabilité du maître d’ouvrage. El le peut également, du moins pour certaines 
fonctions, faire l’ objet de négociations avec les se rvices chargé s de la police des 
eaux. 
193/5 03

Elle doit donc être argum entée su r les plans technique, écono mique et 
environnem ental. 
De façon générale, la qualité des études dépend pour une large pa rt de la qualité du 
cahier des ch arges et de c elle de son suivi. Ceci est particulièrement vrai lorsque  
les études so nt faites par un prestataire ex térieur. Aussi, les si tuations parfois  
complexes de certains sy stèmes d’ assainisse ment et/ou le m anque de m oyens  
humains et t echniques, peuvent rendre u tile, voire  nécessaire, l e recours à une 
assist ance à maîtrise d’ ouvrage pour  la réalisatio n du cahier des ch arges, l e 
dépouillem ent des offres et/ou le sui vi de l’étude. On peut également avoir  intér êt à 
confier l’ens emble de l’opération de c onsultation et suivi au m ême interven ant 
pour assurer la cohérence entre les stipulations du cahier des charges et les 
possibilités de réalisation sur le terrain. 
6.2.3.2 Principes de base 
Quel que soit le type de di agnostic consid éré (m is à p art, dans une certaine mesu re, 
le diagnostic par tem ps sec), le caractèr e épisodique et aléatoire des phénomènes 
hydrologiques en cause, et donc des niveaux de risque associés, conduit 
généralement à retenir une approche de t ype pro babiliste reposant sur le concept de 
période de retour. 
Ce concept de fréquence d’apparition ou de période de retour d’un phénomène 
affect ant le sy stème d’ assainisse ment  (surverse d u déversoir d’orage, m ise en 
charge du réseau, débordement sur l a voirie, etc.) a été très largement utilisé depuis 
de nom breuses années, p arfois sans di scernement sur ses conditions d’ emploi. 
Ainsi, la péri ode de retour associ ée au x conséquences d’ un événe ment pluvieux 
générateur es t-elle général ement assimilée par simplification à la période de re tour 
de cet événe ment. Cet as similation nécess ite de no mbreuses hy pothèses qui ne sont 
que rarem ent vérifiées dans la réalité. 
De plus, la non-station narité des phénom ènes dans le temps (évolutio n de  
l’occupation des sols, modification des conditions de drainage de s ruissell ements, 
etc.) confère une grande incertitude aux ajuste ments statistiques (d’ autant plus  
grande que la période de re tour considérée est importante). Les résultats doivent  
donc t oujours être exam inés avec prudence. La mesure exacte du niveau  de 
protection effective ment assurée ne pouvant rigoureuse ment être garantie, il s’ agit 
plus de veille r à la qualité des données expl oitées et à la rigueur de la démarche 
suivie. 
Enfin, la simple évaluation du risq ue de dysfonction nement (par exem ple période 
de retour associée à un débordem ent sur chaussée o u fréquence d’un rejet par un 
déversoir d’ orage) est souvent insuffisante. Il est généralement nécessaire d’ évaluer  
les eff ets do mmag eables  prévisibles s usceptibles d e résulter  de cette  défaill ance 
(gravité des i nondations pr ovoquées par le débordem ent, risques sur la qualité du 
milieu récept eur associés au rejet par le déversoir, etc.). 
6.2.3.3 Méthodes recommandées 
Les méthodes conseillées dépendent bien évidemment du t ype de diagnostic 
envisagé. Elles s eront donc présenté es dans les fiche s suivantes. Notons cependant  
deux règles g énérales im portantes : 
• on utilisera sy stématiquement des méthodes détaillées (voir 8.3) 
reposant sur le modèle général (voir fiche 6.2.1 ), 
• on associera t oujours m odélisation et mé trologie. 
Ce ty pe d’étude peut diffic ilement être envisagé sans l’aide d’ outils inform atiques. 
 
194/5 03

6.2.4 Diagnostic du fonctionnement par temps s ec 
6.2.4.1 Objectifs des études de ce type 
Les études d e ce ty pe visent à connaître (et à optimiser) le fonctionnement de  
l’ensem ble réseaux de  collecte/statio ns d’épuration en de hors des  périodes  
pluvieuses. 
Le prem ier objectif est tout sim plement d’évaluer pré cisément les flux arrivant à la  
station d’épur ation, à la foi s en ter me quantitatif  (volume, répartition tem porelle) et  
en terme qualitatif (concentration des e ffluents). Cette esti mation, outre son 
caractère obligatoire dans le cadre de l a mise en place de l’autosurveillance , est 
nécessaire p our tenter d’esti mer les t aux effectifs de collecte et constitue un 
préalable au diagnostic de  fonction nement pa r tem ps de pluie. Ell e doit s ’intég rer 
dans le diagn ostic global d e la station d’épuration qui fait l’objet de la fiche 6.2.5 . 
Un autre objectif essentiel  est d’évaluer les apports anorm aux d’eaux clai res 
provenant d’ infiltration sur les r éseaux d’ eaux usées conçus sur le mode séparatif  
ou sur les réseaux unitaires. Ces apports pert urbent considérablement l’ efficacité 
des traitemen ts en conduisant à des surver ses, des pertes de boues, des baisses d e 
rendem ent, etc. Il est donc nécessair e de quantifi er, identifier et localiser  les 
apports parasites, de façon à définir les actions susceptibles d’ en réduir e la 
nocivité, par exem ple par des réhabilitati ons de réseau, des ouvra ges de stockage,  
des actions de re mise en c onform ité des  branche ments, etc. 
Le dernier objectif consist e à reche rcher les rejet s de temps sec su sceptibles de se 
produire du fait d’erreurs de branchement  (eaux usées rac cordées  sur le réseau  eau 
pluviale), de défaut de conception (seuil de  déversoir d’orage réglé trop bas) ou de 
dégradation d es ouvrages (perte d’étanchéité). 
6.2.4.2 Principes de base 
Sur un site donné, le co ntenu d ’une étude variera beaucoup en fonction des 
problèm es lo caux, mais au ssi des informations  déjà disponib les, et en particulier de 
celles qui ont pu être acquises lors d’études antéri eures. Vis- à-vis de ces deux 
aspects,  la p ratique des « pré-études » (ou un phasage adéqua t de l’ étude) est 
souvent utile  pour faire le bilan des problèmes iden tifiés, ou suspectés, ainsi que 
des infor mations brutes potentiellem ent exploitables et des connaissances élaborées 
déjà disponib les. 
Un aspect im portant de la définition des études diagnosti ques (par tem ps sec 
comme d’aill eurs par tem ps de pluie) est lié à l’utilis ation du terme de diagnost ic  
dans les textes régle mentai res (CGCT ar ticle R 2224- 19 et recommandation du  12 
mai 1995 x section 1. 4.1). Par exem ple, l’arrêté  du 22 décem bre 1994 relatif à la 
surveillance des ouvrages évoque certaines méthodes de diagnostic applicables à 
l’évaluation a nnuelle des perfor mances d’ un systèm e d’assainissement. Cet arr êté 
met l’ accent sur la quantification des divers rejets, et en particulier des survers es 
d’orage, mais il ouvre égalem ent d’autres pe rspectives (contrôle des branchements, 
inspection télévisée, enre gistre ment d es débits tr ansités par les principaux 
émissaires, etc.). Ce texte illustre bien les différents cadres dans lesquels peuvent  
s’exercer ces  activités, et  la co mplémentarité en tre celui des  études (études  
diagnostiq ues) et celui d e la gestion quoti dienne  (autosurveil lance, diagnostic 
permanent). 
6.2.4.3 Méthodes recommandées 
Les démarch es les plus ef ficaces pour conna ître la variabilité des débits de tem ps 
sec et leur co mposition reposent sur la métrologie. Les débits de tem ps sec sont en  
195/5 03

effet plus réguliers que les débits de te mps de pluie , et de ce fait plus faciles à 
mesurer. 
La prem ière dém arche envisageable consiste  à mesurer en continu le débit e t si 
possible cer taines c aractéristiques physico-chimiques de l ’effluent (pH, 
conductivité,  tem pérature, turbidité) en utilisant un dispositif am ovible sur une 
période donn ée. La durée de cette période sera d’au m oins une semaine (pour tenir 
compte des variations inter-journali ères qui pe uvent être f ortes en cas de 
branchem ents industriels). 
L’anal yse d’échantillons prélevés péri odique ment dans l’efflue nt est également  
utile. La fréquence d’éc hantillonnage devr a être adaptée à la variabilité des 
effluents. Dans la plupart des cas, le  compromis se situera entre 2 échantillons 
journaliers (valeur diurne et valeur noc turne) et 24 échantillons (m esures horaires). 
Dans le cas des collectivités sou mises à de fortes variations saisonnières de l eur 
populati on, il  sera bien év idemment nécessaire de r econduire cette cam pagne d e 
mesure à différentes pério des. 
L’organisation de ce ty pe de campagne de  mesures doit tenir com pte du fait qu’il 
est souvent di fficile de profiter d’une pé riode d ’une semaine sans apports pl uvieux. 
Il est donc toujours nécessaire de prévoir une durée de cam pagne plus longue que 
celle strict ement nécessair e. Une durée longue permet en outre d’ atteindre d’ autres 
objectifs, et en particulier de per mettre une bonne connaissance de s eaux parasit es. 
En effet, jus qu’à une époque récente, on conseillait  d’évaluer les apports en eau 
parasite par une dém arche croisée : une simple mesure nocturne du débit et une  
mesure de dilution de l’a mmoniu m. Les dé marches de ce ty pe ne paraissent plus 
suffisantes aujourd ’hui. D’une pa rt, le développem ent de l’équi pemen t 
électro ménager des ménages, associé à l’utilisation très fréquente des départ s 
différés des appareils pour profiter d ’une énergie nocturne plus économ ique, ont 
sensiblement m odifié la répartition journa lière des rejets. D’autre part, les eaux 
parasites ont des origines multiples et, selon leur nature, les apports sont 
inégalem ent répartis dans le te mps. On peut ainsi distinguer : 
• les apports perm anents, non  liés à la situation climatique, 
éventuelle ment variables selon la sais on (source captée, draina ge 
d’une nappe s outerraine à niveau stable, etc.) ; 
• les apports saisonniers correspondant principalem ent à la pénétration 
d’eau de nappes à niveau variable ; 
• les apports rapides, se manifestan t pendant les épisodes pluvieu x et 
quelques jour s après leur fin. 
 
Il paraît donc préférable d’utiliser des mesures de débit de plus longue durée 
(idéale ment c ontinues), permettant d’ évaluer les différ entes co mposantes lié es à la 
pluviom étrie dans la variation des débits observés, c omplétées pa r des ca mpagnes 
de mesures nocturnes en période fav orable. A minim a, la répétition de ces 
campagnes à différentes saisons est nécessair e pour avoir une i dée des variabilités 
intra-annuelles. L’ associati on de mesures de concen tration aux mesures de d ébit 
peut égale ment aider à déter miner la pa rt des eaux parasite s per manentes et le t aux 
effectif de raccordem ent. 
Des modéli sations si mples reposa nt sur la construction  d’h ydrogramme s 
journaliers horaires peuvent aider à amélio rer le diagnostic. La démarche la p lus 
adéquate consiste à calculer un v olume journalier mo yen produit  par chaque sous-
bassin versant en foncti on de sa popula tion et/ou de la conso mmation d’ eau 
facturée, puis à répartir ce volum e sur la journée de f açon à retrouver au m ieux les 
formes d’ hydrogrammes observées lors des ca mpagnes de mesures. L’ utilisation du  
modèle général perm et alors de prop ager ce s hydrogramme s dans le sy stème  
d’assainisse ment et d’ avoir une idée des débits obtenus en tous points. 
196/5 03

La recher che de l’origine des e aux paras ites pose une autre cat égorie de problè me. 
Les eaux parasites correspondent en effet à deux t ypes d’ap port : 
• des apports ponctuels qui résultent de l’ensem ble des raccordem ents 
non conf ormes tels que les branchem ents d’eau plu viale, captages de 
sources, rejet s d’eaux claires industr ielles, raccordements de drains,  
etc. ; 
• des infiltrations diffuses, à traver s des joints non étanches, des 
fissures, des é chelons de regard mal scel lés, etc. 
Si les prem iers apports pe uvent assez facilement êtr e repérés par des visites ou des 
inspections télévisée s (voir 6.2.2.2), les seconds nécessitent souvent un travail 
beaucoup pl us long et difficile d’enq uête et de confrontation  entre les résultats 
attendus (calculés par le modèle) et les valeurs mesurées ou si mplement observées.  
L’utilisation d’essais spéci fiques (tests d’étanchéité, essai s à la fumée, contrôles a u 
colorant) est indispensable pour am éliorer le diagnosti c. 
6.2.4.4 Autres méthodes utilisables 
La résolution correcte de ce ty pe de  problèm e né cessit e la mise en œuvre  de 
l’ensem ble des outils disp onibles. Il n’y  a donc pas à proprement parler d’autres 
méthodes utilisables, mais plutôt une co mplémentari té et un équilibre à trouver 
entre les méthodes décrites dans le para graphe précédent. 
6.2.4.5 Critères de choix 
6.2.4.6 Pour en savoir plus 
Voir 8.3.4 . 
197/5 03

6.2.5 Diagnostic de la station d’épuration 
6.2.5.1 Objectifs des études de ce type 
L’étude-diag nostic d’u ne station d’épura tion s’i nscrit dans le cadre de d eux 
problém atiqu es principales : 
• analy se des dy sfonctionne ments (filières eaux, boues, air) ; 
• analy se des potentialités de réutilisa tion d’ouvrages existants en cas 
d’extensio n et/ou de mise en conform ité vis-à-vis de nouvelles 
norm es. 
Elle doit pren dre en com pte le diagnostic du génie civ il et des équip ements. 
6.2.5.2 Principes de base 
Le fonctionn ement de la station d’ép uration ne p eut être dissocié de celui du  
réseau. La st ation doit donc être analysée dans cett e optique globale à partir des 
inform ations disponibles (mesures réali sées par l’ exploitant, l ’agence de l’ eau, le 
service charg é de la police de l’ eau ou le SATESE) qui seront co mplétées,  si 
nécess aire, p ar des campagnes de mesures explicita nt la réa ction de la station à  
différents régim es hy drauli ques. 
Ces exa mens, associé s aux descriptions techniques de la station d’ épuration et à la 
connaissance de sa capacité de trait ement, per mettront de procéder à l’ analy se 
critique des perform ances et des lim ites de  chaque ouvrage vis-à-vis de la charge 
hydrauliq ue, des pollutio ns carbonée, particulaire, azotée, phosph orée, et enfin de 
comparer ces performances aux niveaux d’ épuration nécessaires pour respecter les 
objectifs fixés par le préfet . 
Un exam en approfondi de  sa fiabilité et  des causes de défaillance sera également  
nécessaire pour am éliorer son foncti onne ment. 
6.2.5.3 Méthodes recommandées 
6.2.5.3.1 Étape 1  : identif ication des causes de dy sfonctionneme nt 
1. Causes externes  
Cela concerne le r éseau d’ assainissement. Des apports excessifs vis-à-vis de l a 
capacité épuratoire ou des modifications de  la qualité des influent s peuvent être à 
l’origine de dépasse ments  de normes de  rejet, de  nuisances  partic ulières (odeurs),  
etc. 
1.1. Les surcharges  
Par des enquêtes et des mesures appropriées, on caractériser a les apports pour 
mettre en évi dence les su rcharges évent uelles : 
• Surcharge p ollutio n : ce cas est très r are, le dimensionnement des 
ouvrages ay ant été le plus souvent réalisé avec de confortables 
coefficients de sécurité  (ratios de pollution par habitant majorés, 
perspectives démographiques irréaliste s, etc.) ; 
• Surcharges hydrauliques : ce cas est fréquent. La re cherche des 
apports indésirables (ECP , ECM) est du ressort de l’ étude-diagnost ic 
des rése aux (voir fiche 6.2.4). 
1.2. Qualité des eaux à trait er 
Mêm e en état de sous-charge et avec d es ouvrages bien conçus et exploités, il est 
possible que l a qualité des rejets ne soit pas conform e aux norm es. 
198/5 03

Cette situation apparaît assez fréque mment sur des stations traitant des effluent s 
mixtes. L’évolution des activités industriell es étant, par définition, difficilement 
prévisible, il arrive que les  caractéri stiques des influ ents se  modifient forte ment au 
cours du temps que ce soit : 
• au niveau des conc entrations  : des modifications de l’indice de 
biodégradabil ité (rapport DCO/DBO5), d e l’équili bre 
nutritionnel )PDBO ,NDBO(5 5, des apports de DCO dure  et de 
NTK dur  peuvent avoir des effets immédiats sur la qualité des eaux  
épurées (notamment en D CO et NGL  mais aussi en P en cas de  
déphosphatati on biol ogique). Pour les sy stèmes à boues activées, 
d’autres effets néfastes so nt à re douter : cela a trait à l’apparition de 
mousses biologiques stabl es (prolifération, difficilement prévisible, 
de m icro-organism es filamenteux). Cette anomalie  biolo gique, très 
fréquente, se traduit, entre autres, par des fuites de bo ues. 
• au niveau des flux : des changements de rythm e dans l ’activité 
industrielle p euvent se traduire par des évolutio ns très im portantes du 
pollut ogramme en entrée de sta tion avec le risque d’av oir une 
inadéquation entre la performance du sy stème d’aération et le flux 
horaire maximal à trait er. 
2. Causes intern es 
Il convient d ans le diagno stic de faire la part, ce qui n ’est pas toujours évi dent, 
entre les cau ses liées à la conception  des ouvrages et celles liées à l’exp loitation 
proprem ent d ite. 
Il convient en prem ier lieu d’évaluer, en utilisant les données  d’autosur veillance 
validées, la productio n annuelle de b oues et  de la confronter avec la charge 
polluante reçue. Cette an alyse permet, mieux qu’un prélève ment d’eau épurée , 
d’avoir une  idée assez précise du rendem ent épuratoire de l’installation et 
d’orienter la suite des enqu êtes et mesures. 
En toute hypothèse, il convient d’abor d d’expertiser la filière  boues  qui consti tue 
toujours une zone névralgique  : perfo rmances de la déshy dratation, capacité de 
stockage, évacuation, etc. 
Ensuite, il co nvient de procéder à l’anal yse des caractéristiques dimensionnelles 
des différents ouvrages (volum es des ba ssins d’anaérobie, d’a noxie, d ’aération  
dans le cas d e boues activ ées, volu me de matériau dans le cas d e cultures fix ées, 
surface et ha uteur droite en périphérie en clarific ation, etc.). Cette  étude per met de 
juger de la conform ité des dits ouvrages aux règles de l’art en vig ueur. A l’issu e de 
l’anal yse, on  peut être am ené à redéfinir une n ouvelle  capacité réelle  de la station 
d’épuration. 
Quant aux éq uipements, le diagnostic p eut être facile dans certains cas (pom pes) et 
très difficiles dans d’ autres (c’ est le cas notamment de la vérification de  la capacité 
d’oxygénatio n des aérateu rs en présence de s boues et pas seulement en eau claire). 
Certains éléments (racleurs de fond de clarif icateur, etc.) ne peuvent être expertisés 
sans vidange des bassins. 
On portera, enfin, u ne attention particu lière à la vérification des sy stèmes de  
contrôle et de régulation (d u cap teur jusqu’à la supervision). 
6.2.5.3.2  Étape 2 : analyse des possi bilités de réut ilisation des 
ouvrages exi stants 
Ce travail s’inscrit dans la démarche du schém a directeur d’a ssainisse ment et de 
l’étude d’incidences Loi sur l’eau  (ou étude d ’impact dans le cas de stations 
d’épuration de plus de 60 0 kg DBO5 par jour de c apacité no minale). Les études 
199/5 03

fixent d ’une part les évol utions sur  les rejets (populations, in dustries) et d’autre 
part les nouvelles contraintes dues à la sensibilité du m ilieu (norm es de rejet, 
épandage des boues, brui t, odeurs, etc.). 
Face à ces nouvelles exigences, il convien t de recenser les possibilités de 
récupération de certains ouvrages qui pe uvent être : 
• soit reconduits dans leur fonction in itiale, quitte à revoir à la baisse 
leur capacité nominale ; 
• soit reconvertis dans une autre f onction ; par exemple reconversion 
d’un ancien bassin d’ aération en bassin d’ orage (da ns ce cas, il faut  
s’assurer que le réseau a bien la  capacité à condui re les effluents 
jusqu ’au bassin, sans déversements à l’am ont). 
Les résultats du diagnosti c seront à intégr er dans le dossier de consultation des 
entreprises. I l faut noter, cependant, que  dans le cadre d’ un appel d’ offres sur  
performances, l’entreprise  a toute liber té, la plupart  du tem ps, pour réutiliser ou 
non des o uvrages existants. En effet et se lon la com plexité du projet, il n ’est pas 
toujours économ ique de réutiliser des bassins même sains . 
Outre les études de confor mité  aux règles de l’art en vigueur, y com pris en mati ère 
de sécurité, il conviendra de réunir les e xperts nécessaires pour juger de la qua lité 
du génie civ il, ce qui n ’est évidemment pas facile sans vidange des bassins. 
Certains points peuvent  cependant être mis en  évidence : fissures, défau t 
d’horizontalité de décanteur signe de  tassements différentiels, corrosion, etc. 
L’expert devr a se prononcer sur l’évolu tion possible des défauts constatés (il faut, 
en effet, se projeter à des horizons de plus de 2 0 ans, ce qui peu t correspondr e à 
une durée d ’usage de 40 ans voire beaucoup plus). 
De façon générale, la réuti lisation d’ancien s bassins travaillant en eau est délicate. 
Un nouveau calcul des capacités du génie civil en fonctionnem ent alternatif en eau 
et à sec est nécess aire. Cela né cessite de disposer  des plans  de ré colement de s 
ouvrages et plus sûrement de s’assurer de l’état du ferraillage par inspection non  
destructive (radar). 
6.2.5.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.5.5 Critères de choix 
(Voir 6.2.3 1 : traitem ent et valorisation de s sous-produ its de l’épurat ion). 
 
200/5 03

6.2.6 Diagnostic hydraulique d’un sy stème d’assainissement 
existant 
6.2.6.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif de ce ty pe d ’études est d’év aluer les risques de dy sfonctionnem ent 
hydrauliq ue pour chacun des élém ents d’un systèm e existant d’assainissement. En 
pratique, il e st nécessaire de préciser  le type de diagnostic que l’on souhait e 
réaliser. Bien entendu, le principal sujet concerne la maîtrise des eaux par tem ps de 
pluie. Cepen dant, o n ne peut m anquer de souli gner que ce t ype d ’études peut 
également concerner les réseaux sép aratifs d’eaux usées pour vérifier que les 
capacités de transport sont en adéquation avec le s besoins i mmédiats mais  auss i et 
surtout futurs. 
Sur le seul plan hydraulique, la maîtrise des eaux pluviales en ville doit répondre à 
des objectifs m ultiples : 
• préserver la commodité et la qualité de vie lors des pluies fréquentes ; 
• ne pas prov oquer d ’inondations ni de risque de dégradation des 
réseaux lors des pluies rares (péri ode de retour de quel ques années) ; 
• limiter les risques aux biens et aux p ersonnes lors des événements 
exceptionnels (période de r etour de plusi eurs dizaines d’années). 
6.2.6.2 Principes de base 
En dehors d es éléments développés d ans cette fiche, la norme NF EN 752-2, 
relative aux r éseaux d’ évacuation et d’ assainissement à l’extérieur des bâti ments, 
rappelle certains principes de base : 
 Lors de l’é tablissement  des crit ères de perfor mance hydr aulique pour  les 
collecteurs de type unitaire ou destiné s aux eaux de surface [ ...] il y a lieu de 
prendre en compte l’importance d es conséquences d’une inondation. 
Pour les petit s projets, une approche rel ativement si mple mais assu rant la sécuri té, 
est recomma ndée sans pour autant exclure l’ utilisation de modèles de simulation. 
Les collecteurs sont en général conçus pour  fonctio nner sans mise en charge et ce 
pour des ora ges relativement fréquents, en sachant  bien que cela procure u ne 
protection limitée contre l’inond ation en cas d’orages beaucoup  plus importants . 
Pour ces projets et en l’absence de pr escrip tions de l’autorité compétente, il y a  
lieu de reteni r les critè res du tableau suivant relatifs aux fréquences de mis e en 
charge du fai t d’un ora ge donné.  Le concepteur doit utiliser les intensités de chute 
de pluie ainsi que les durées propres à la zone considérée.  
201/5 03

Fréquence  d’un 
orage 
(sans mi se en 
charge)   
 
Lieu Fréquence  
d’inondation 
débordement des eaux 
collectées en surface , ou 
impo ssibilité po ur 
celles-ci de pénétrer 
dans le rése au 
1 par  an Zones rurales 1 tous les 10 ans 
1 tous les deux ans Zones rési dentielles  1 tous les 20 ans 
 
1 tous les 2 ans 
1 tous les 5 ans 
 Centres-villes / zo nes ind ustrielles o u 
commerci ales 
- si risq ue d’ino ndation vérifié 
- si risq ue d’ino ndation non  vérifié   1 tous les 30 ans 
- 
1 tous les 10 ans Pass ages souterrains routiers ou ferrés 1 tous  les 50 ans 
 
Tableau 24.: Extrait de la norme NF EN 752-2. 
 
Pour les petits projets conçus à l’aide d’un modè le de simulation et pour les 
grands projet s, en particulier lorsque l es dommages ou les risques relatifs à la 
santé publique sont importants, il est recommandé que le niveau de protection 
contre l’inondation soit di rectement est imé. Le réseau d’assainis sement peut être 
initialement conçu comme ci-dessus, pour ne pas donner lieu à mise en charge à  
une fréquence supérieure à celle ret enue  comme a ppropriée du  fait d’u n orage 
donné. Il  est recommandé d’utiliser ensuite  une simulation d’orages pour vérifier 
le niveau de protection contre l’inondat ion procuré par le réseau d’assainissement  
projeté lors d’une fréquence d’inon dation imp ortante et le projet est alors 
aménagé si la protection contre l’ora ge n’est pas réalisée. Il y aura des cas 
cependant où des mises au point  seront à faire pour éviter un surdimensionnemen t 
non nécessai re. Toutes le s presc riptions de l’autorité compéte nte doivent être  
suivies;  mais  en leur  absence, il conv ient de ret enir les valeurs  des fr équen ces 
d’inondation du tableau ci-dessu s. Il co nvient d ’étudier l’approche ci-dessu s 
lorsqu’on étudie l’amélioration d’un réseau existant.  » 
Ce texte introduit ou renfor ce trois notions essentielles : 
• le concept d ’insuffisance des réseaux do it être précisé, en distin guant 
notamment les risques d e mises en charge et les risques  de 
débordem ent. De façon pratique, ceci im pose l’utilisation d’un 
modèle hy draulique capable de calcule r la hauteur d’e au et la hauteur 
de charge atteintes en tout point du système ; 
• le niveau de protection assuré par les ou vrages d’assainissement do it 
être adapté à la vulnérabilité du site. Le choix de ce niveau de 
protection est clairement de la responsabilité du maître d’ouvrage, 
même si des valeurs par d éfaut sont  proposées. Il doi t être argumenté 
sur le plan technique, éco nomique et environ nemental. La période  
de retour décennale ne doit donc abs olument plus être considérée 
comme La R éférence ; 
• comme la protection ne p eut pas être  absolue, les li mites d’efficacité 
des ouvrages du s ystèm e d’assainisse ment doivent être clairement 
perçues et ap préhendées par les maîtres d ’ouvrage, d e même que les 
conséquences  possibles, en termes de  domm ages, associé es à ces 
insuffisances. Seule cette connaissan ce peut perm ettre de prévenir les 
effets do mmageables résu ltant du dépa ssement de leur capacité par 
d’autres actio ns com plémentaires à développer avec les partenaires 
202/5 03

concernés ( urbanism e adapté , schéma organisationn el de gestion de 
crise, etc.). 
6.2.6.3 Méthodes recommandées 
La méthode conseillée est l’utilisation d’ un out il inform atique perm ettan t la 
simulation d u fonctio nnement du s ystème d’assain issement et l’expl oitation des 
résultats fournis par cet outil pour différ entes situations météorologiques. Voir à ce 
sujet la fiche 6.2.1. 
Les m odèles utilisés devront obligatoirement être cal és et validés par des mesures. 
6.2.6.3.1 Les mod èles 
Sans vouloir i mposer en au cun cas l’utili sation de m odèles spécifiq ues, les modèles 
suivants peuvent être considérés co mme  bien adaptés à la problématique au regar d 
des connaissances actuelles : 
• modélisation de la pluie : pour anal yser la réponse à des pluies d e 
caractéristiques différentes (faibles,  moyennes et fortes), mais non 
exceptionnelles, la meilleure soluti on co nsiste à prendre un ensem ble 
représentatif18 de pluies de référence réel les mesurée s sur le site ou 
sur un site voisin et qui seront repr ésentatives de l a pluviosité locale.  
En cas d’i ndisponibilité de ce t ype d’entrée, on pourra uti liser 
éventuellem ent un  ensemble de pluies  de projet. P our anal yser la 
réponse à des pluies exceptionnelles (analy se des risques de crues 
extrê mes), à défaut d’observations locales, il es t préférable  de 
prendre des pluies très vi olentes observées sur des sites de climat 
comparable, même s’ ils sont éloignés. La prise en com pte de la 
répartition spatiale de la précipita tion est indispensable dès que  la 
surface total e de la zone é tudiée dépass e 30 km². Un e densité de 1 
poste pluvi ométrique pour 10 km² constitue un minim um (c’est 
l’ordre de grandeur des cellules convectives associées aux 
phénom ènes orageux). L’Organisati on Mondiale de la Météorologie 
recommande une densité tr ès supérieu re (1 poste pluviométrique par 
km²), qui paraît irréaliste, à l’ex ception  des bassins versants amo nt 
utilisés pour l e calage ; 
• modélisation de la  pluie débit transformation  : il est préférable de 
prendre un coefficient de ruisselle ment dépendant de la pl uie, 
déterm iné en  fonction de s surface s imperméables  directe ment e t 
indirecte ment connectées  au rése au. Le modèle du réservoir linéai re 
avec ajustement de Desbordes pour cal culer le lag-time est également 
conseillé. La prise en co mpte d’une  perte initiale constante fonction 
de la pente (0,5 à 3 mm) et d’une pe rte continue de 1 à 2 mm /h ten ant 
compte de la perméabilité des voiri es peut être nécessair e pour les 
pluies faibles à moyennes (intensité moyenne m aximum en deu x 
heures supérieure à 10 mm/h) ; 
• modélisation de la  en conduite propagation  : L'utilisation d' un m odèle 
prenant en com pte l'allure réelle de s lignes d'eau e st néces saire dès 
                                                      
18 La re prése ntativité impose de ux c onditions : a) l a durée d’observation doit être 
notablement plus longue que la p ériode de retour étu diée (d e 2 à 5 fois selo n la variabilité 
climatique interannu elle) ; b) l’échan tillon de pluies do it co mporter su ffisammen t 
d’individus pou r tenir compte de la diversité d es situ ations cli matiques. A titre d ’exemple, 
un échantillon  de 50 pluies, ch oisies après un e analyse statistiq ue sérieu se, parmi la totalité 
des pl uies mesurées  pendant 20 ans, peut  permettre de calculer avec une bonne précision les  
débits de période de ret our de 6 m ois à 5 an s, et d’obtenir l’ordre de grandeur du débit 
décennal. 
203/5 03

que des influences av al, des mises en charge ou d' autres 
dysfonction nement hy drauliques pe rturbent le fonctionnement du 
réseau. Le  modèle de Barré de S aint Venant es t bien adapté au 
problèm e. Les modèles de stoc k seront ég alement souvent 
satisfai sants dans la mesure ou les effets d ynamiques sont 
négligeables (ce qui est le c as dans la plupart des situations). 
• modélisation des ouvrages spéciaux  : il faudra veiller à choisir des 
modèles adaptés, du m ême niveau de qualité que le modèle 
hydraulique. C’est en effet souvent la qualité de la m odélisation des 
ouvrages spéciaux et en particulier celle des ouvrages de 
déversement (type déversoirs d’orag e) qui déterm ine la qualité final e 
de la modélisation. 
6.2.6.3.2  Les mesures 
Comme cela a été dit, les mesures sont n écessaires pour le calag e et la validation  
du m odèle. Les paramètres essentiels sont la m esure en continu de  la pluie  et des 
débits  en des points judicieusement choisis. La position des points de mesure des 
débits doit te nir com pte de deux fam illes de critères :  
• le site doit être choisi de faç on à permettre l a meilleure maîtrise 
possible des incertitudes (accè s facil e, pas de perturbation dans  
l’écoulem ent, dim ension suffisante, etc.) ; 
• le débit doit être sensible aux para mètres de calage (par exe mple, il 
n’est pas judi cieux de mettre un poin t de mesure just e à l’ aval d’un 
bassin de retenue, d’une  stati on de pom page ou d’un déver soir 
d’orage qui vont jo uer un rôle de régulateur du débit) ; il do it 
également tenir co mpte de l’idée que l’o n se fait du  fonctionnement 
du réseau (id entification a priori, ou de préférence ap rès une prem ière 
simulation, des branches c onsidérées co mme principa les). 
La fiche 6.2.1  fournit pl us de détail s sur l’ac quisiti on et l’utilisa tion des données 
structurelles.  
6.2.6.4 Autres méthodes utilisables 
• Modélisation de la pluie  : ensem ble de pluies de projet correspondant 
à plusieurs p ériodes de retour et, si  le modèle intèg re cette notion, à 
plusieurs durées de pério de de pl uie intense, repr ésentatives  des  
différentes co nditio ns de fo nctionnem ent du réseau étudié. 
• Modélisation  de la transformation pluie-débit  : coefficient  de 
ruissellement  constant égal au coeffi cient d’im perméabilisation + 
modèle du réservoir linéaire avec  un autre ajustement (justifier 
l’application). 
• Modélisation de la propaga tion en con duite : modèle Muskingum . 
6.2.6.5 Critères de choix 
Le choix du modèle de transform ation pluie-débit  doit  être fait de façon t rès 
pragmatique en recherchant celui qui perm et de représenter  au m ieux le s 
hydrogrammes observés. Atten tion : le mode de 
représe ntation des 
ouvrages s péciaux, et en 
partic ulier des  dévers oirs 
d’orage, est souvent  plus 
détermi nant sur la  qualité 
finale de la représen tation 
que le choix du modèle de 
propagation. Le modèle Muskingum , associé à une m odélisation sim plifiée des ouvrages 
spéciaux, donnera souven t des résultats co rrects po ur sim uler la propagation des 
hydrogrammes dans le réseau, en partic ulier si le fonctionnem ent hydrauliqu e du 
réseau n’est pas trop perturbé par des ouvrages spéciaux ou des mises en charge. 
En revanche, l’utilisation de ce modèle nécessitera l’utilisation ult érieure (une fois 
les débits connus), d ’un modèle de calcu l de la l igne d ’eau p our évaluer les 
hauteurs maximum atteintes (un calcul e n régime permanent est satisfaisant dan s la 
plupart des cas). 
204/5 03

6.2.7 Diagnostic qualité : e stimation des rejets d’un sy stème 
6.2.7.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif est  d’évaluer les masses d e pollu ants rejetées par les différents exutoires 
d’un s ystèm e d’assainissement (stations d’é puration , déversoirs d ’orage, exuto ires 
eaux pluvial es), par temps sec et/ou pa r tem ps de pluie, p our un événe ment, 
pendant u ne durée don née (par exem ple une année) ou associée à une période  de 
retour particulière. Pour être co mplet, ce type de diagnostic devrait perm ettre une 
estimation des i mpacts de ces r ejets sur les milieux récepteurs (v oir à ce sujet  la 
fiche 6.2.8 ). Les études de ce type peuvent  être associées aux études 
d’autosurveillance (voir la fiche 6.2.1 4). 
6.2.7.2 Principes de base 
De très no mbreux critères peuvent être pris en com pte pour évalu er la gravité des 
rejets urbains de tem ps de pluie. De fa çon schématique, on pe ut les regrouper en 
trois fam illes : 
• évaluation d e la masse totale de poll uant rejetée sur une péri ode 
donnée (en g énéral une année moyenne ). Ce ty pe de critère sert à 
évaluer le s effets  cumulatifs et  s’intéresse généralement à des 
polluants peu bio dégrad ables (m étaux lour ds pa r exem ple), ou 
susceptibles de se maintenir dans la chaîne trophi que (nutrim ents) ; 
• évaluation de la masse de polluant susceptible d’être rejetée sur u ne 
période courte (journalière, ou correspondant à un événem ent 
pluvieux)  pour une pério de de retour  don née (ou évaluation de  la 
période de retour associée au re jet d’un e masse donnée). Ce ty pe de 
critère sert à évaluer les risques d’e ffets de choc (risque de m ortalité 
piscicole par exem ple). Il s’intére sse à des produ its présentant d es 
risques de toxicité (amm oniaque par exe mple), susceptibles  de 
provoquer une désoxy génation brut ale du m ilieu récepteur (DBO 
rapidem ent biodégradabl e) ou susceptibles d ’entraîner une p erte 
d’usage (par exe mple augmentation de la turbidité  susceptible de  
colm ater un point de captage d’eau) ; 
• évaluation du  nom bre moyen de re jets pendant une  période don née 
(par exe mple la période estivale). Ce ty pe de critère s ert à évaluer les  
risques de perte d’ usage sur les milieux récepteurs (par exem ple les 
risques de co ntam ination bactériol ogique des zones de baignade ou  
de conchy liculture). 
205/5 03

6.2.7.3 Méthodes conseillées 
Pour traiter ce ty pe de problème, on utilisera sy stém atiquemen t des méthodes 
détaillées, et on associera toujours m odélisation et  métrologie. Comme pour  le 
diagnostic hydraulique, ce type d’ étude n écessite donc générale ment des modèles 
relativement sophistiqués et ne peu t pas être envisagé san s l’aide d’o utils 
inform atiques. Le rec ours à la 
modélisation pour 
évaluer  les masses de  
polluan ts rejet és est un e 
solution que l’on peut 
utiliser san s réticen ce, 
même  si les phénomènes 
physiques, chimiques et  
biologiques en œuvre 
dans les systèmes 
d’assainissement sont 
encore rela tivemen t mal 
connus. En effet la  
modélisation permet, a 
minima, de bien 
connaître les déb its et 
les volumes déversés. 
Elle permet donc 
d’évaluer les ordres de 
grandeur des charges 
polluan tes et de 
hiérarc hiser 
l’impo rtance rela tive 
des différen ts rejets. En pratique,  le diagnost ic qualité cons titue la suite logique du diagnostic 
hydraulique. Sa qualité dépend d’ail leurs essenti ellement de la qualité de  la 
modélisation h ydrauli que. Une bon ne évalua tion de s débits, des hauteurs et des 
volum es est une condition essentiell e à l’ estimation correcte des masses rejet ées. A 
contrario, on peut être moins am bitieux pour ce qui c oncerne les concentrations. 
6.2.7.4 Les modèles 
L’enchaînement de modèles proposé ici correspond à un réseau unitaire. Dan s le 
cas d’ un réseau s éparat if, certaines  étapes pourront bien évidemment être 
simplifiées, v oire supprim ées, si la séparation est bien réalisée. 
• Modélisation  des débits de base  : il s’agit de représenter les débit s 
habituellement observés en tem ps sec. Schém atiquement, il faut donc 
représenter les débits d’eau usée et les débi ts d’eau parasite. La 
modélisation pour un diagnostic qualité  tirera donc un grand bénéfice 
d’un d iagnost ic préalable de tem ps sec (voir la fiche 6.2.4). 
• Modélisation de la pluie : on ne s ’intéresse ici qu’aux pluies faibles à 
moyennes. Les approches classiques d e type pluies de projet so nt 
assez mal adaptées et il est préférabl e de prendre en com pte un 
ensem ble de pluies de référence ré elles mesurées sur le site ou sur un 
site voisin (représentativ es de la  pluviosité locale). La meill eure 
solution consiste à si muler une ch ronique continue.  La durée de la 
chronique d oit être d’au m oins trois ans pour tenir co mpte de la 
variabilité int erannuelle des événemen ts. La prise en com pte de l a 
répartition spatiale de la précipita tion est également indispensable dès 
que la surface totale de la  zone étudiée d épasse 30 k m². 
• Modélisation de la transformation pluie-débit : ce m odèle néces site 
un calage fin car c’ est générale ment cette ét ape qui générera l es 
erreurs les plus im portantes. On  peut conseiller de prendre un 
coefficient d e ruissell ement dépe ndant  de la pluie déterm iné en 
fonction des surfaces i mperméable s directe ment et indirecte ment 
connectées a u réseau ass ocié au m odèle du réservoir linéaire avec  
ajustement d e Desbordes pour  calcu ler le lag ti me. La prise en 
compte d’une perte initiale consta nte fonction de la pente (0,5 à 
3 mm) et d’u ne perte continue de  1 à 2 mm/h est souv ent 
indispensable pour obtenir un calage réaliste. Il est très dangereu x 
d’associer sans 
précaution le co efficien t 
de ruissellemen t au 
rapport s urface 
imperméable/ surface 
totale. En  effet il n’est 
pas rare de re ncontrer 
des éca rts dans un  
rapport de 1 à 2 entre 
surface  active et surface  
imperméa bilisée. • Modélisation de la  en condui te propagation  : le m odèle de 
propagation n’est pas ici l ’élément le  plus lim itant. Du fait des déb its 
relativement faibles pris en compte, le réseau fonctionn e 
généralement de façon norm ale et un m odèle de propagation 
simplifié, ty pe Muskingum , est généralement suffisan t. 
• Modélisation  des ouvrag es spéciaux  : il faut utili ser des modèles 
adaptés, du même niveau  de qualité q ue le modèle hydraulique.  La 
qualité de la modélisation des ouvrages  spéciaux, et en particulier des 
ouvrages de déversement (type déve rsoirs d’orage), est également 
déterm inante sur la qualité fi nale de la modélisation. 
• Passage des débits au débits m assiques : deux approch es relativement 
simples sont généralement suffisant es pour calculer la masse rejetée : 
206/5 03

- multiplier l e volum e par une concentrat ion m oyenne événem entiel le de 
l’eau unitaire, éventuellement dépendante de certain es car actéri stiques 
de l’ événeme nt (durée de temps sec antécédente, int ensité maxi mum , 
débit maximum , etc.). Ce type de  méthode convien dra bien pou r les 
indicateurs pour lesquel s les c oncentrations da ns les eaux de 
ruissellement ne sont pas notablement  inférieures à celles de l’ eau usée 
(DCO, MES, métaux, hydr ocarbures, etc.) ; 
- distinguer les eaux usées et les ea ux pluviales (les débits eaux usées 
peuvent être évalués par un diagnos tic par temps sec). Calculer la 
concentration moyenne des eaux unitaires en util isant la moyenne 
pondérée par  les débits d es concentrations des eau x usées (égalem ent 
évaluée par u n diagnostic par tem ps sec) et des eaux pluviales (tirée d e 
la littérature). Des mesures fait es en temps de pluie perm ettent de 
valider cette approche. Cette con centration convi ent bien po ur des 
indicateurs pour lesquels la concentr ation est sensiblem ent plus forte 
pour les eaux usées que pour les eaux pl uviales (azote, phos phore,  
DBO, bactéri es, etc.). 
6.2.7.5 Les mesures 
En plus des  données nécessaires au calage et à la validation de la pa rtie 
hydrauliq ue, il est nécessaire de disposer  de données permettant d’évaluer  les 
concentrations  et les masses. Trois ty pes de campagnes de mesure doivent être 
envisagées : 
• des cam pagnes par tem ps sec, visant à connaître les flux associés aux  
débits d’eau  usée (cas d’u n réseau unitaire) ou aux débits d ’eau 
parasite (r éseau eau pluviale) ; un calag e correct  demande au moins 
un hydrogra mme journalier (le pas de  temps horaire est généralement 
bien appropri é) et plusieurs éch antillons journaliers moy ens ; 
• des cam pagnes par tem ps de pluie, consistant à anal yser les mê mes 
param ètres q ue par tem ps sec ; pour une pluie particulière, un 
échantillon m oyen est g énéralement suffisant, en revanche il  est 
indispensable de mesurer un échantillo n représentati f de pluies (une 
dizaine de pluies, correspondant à des durées de tem ps sec 
antécédentes,  des hauteu rs totales  précipitées  et des intensi tés 
maximales variées est un minim um) ; 
• des mesures en conti nu de certains indicateurs (pH, conductiv ité, 
température, turbidité) ; ce type d’infor mation permet de co mpléter 
très utilem ent les cam pagnes ponctuelles. 
Voir 6.2.1 .3.3 pour plus de détails sur l’ac quisition et l’utilisation des données. 
6.2.7.6 Autres méthodes utilisables 
Des méthodes beaucoup p lus sim ples sont p ossibles. Par exem ple, la méthode d ite 
suédoise qui suppose que le volu me rejeté  pour u ne pluie don née est égal à la 
différence entre le volume ruisselé, le volume susceptible d’être traité par la stati on 
d’épuration p endant la durée de la pl uie et une fraction du vol ume du sy stèm e 
d’assainissement lui-m ême (pour  tenir co mpte du stockage). 
Il existe égalem ent des méthodes plus s ophistiquées reposant sur une m odélisation 
plus fine de différents pro cessus (accu mulation des polluants sur  le sol et dans  le 
réseau, érosi on et transport lors des évén ements pluvieux, sédimentation dans les 
ouvrages de décantation, évolution phy sico-chim ique, voire biologique dans le  
réacteur co mplexe que constitue le réseau d’ assainissement, etc.). 
207/5 03

6.2.7.7 Critères de choix 
Le critèr e principal est lié aux enjeux de  l’étude (sensibilité du milieu récepteur , cf 
5.2, coût des études envisagées et coût des tr avaux induits, etc.). La principale règle 
à retenir po ur choisir une méthode particulière est que pl us la méthode est 
sophistiquée, plus le nom bre de mesures nécessaires est im portant. 
Il est en effet tout à fait illusoire de pe nser que l’on peut co mpenser l’absence de 
mesures locales par une approche de modé lisation pl us sophistiqu ée. En pratique, 
les modèles les plus co mplets sont très loin d ’être d es modèles à base phy sique 
pour lesquelles les paramètres seraient mesurables o u évaluables a priori. En fait, il 
s’agit touj ours de paramètres qui doivent  être calés et, plus le modèle est 
sophistiqué, plus le nombre de paramètr es à caler est im portant, donc pl us le 
nombre de mesures nécessaires est grand. 
De la même façon, il faut bien com prendre que des mesures ne seront pertinentes 
que si on leur consacre un minimum de moyens. Il e st par exe mple préfér able de 
faire appel à des concentrations m oyennes f ournies par la littérature (quitte à tester 
plusieurs valeurs pour  tenir  com pte des f ourchettes assez larges so uvent o bservées, 
voir 8.3.8.2) plutôt que de  faire confiance à de s mesures locales faites en trop peti t 
nombre et dans des conditi ons ne  garant issant pas leu r qualité. 
6.2.7.8 Pour en savoir plus 
(Voir 8.3.8 ) 
208/5 03

6.2.8 Diagnostic qualité : e stimation des impacts des reje ts 
d’un sy stème d’assainissement existant sur les milieux 
6.2.8.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif est  d’évaluer l’ impact spécifi que des rejets de polluan ts par les différents 
exutoires d’ un sy stème d’ assainis sement (stations d’épuratio n, déversoirs d’o rage, 
exutoires eau x pluviales) sur la qualité des milieux r écepteurs et sur les usages qui 
en sont faits . Cette évaluation peut  être faite en valeur absolue ou en vale ur 
relative. Il s’ agit dans ce dernier cas d’ évaluer la part relative des rejets urbains sur 
la dégradation de la qualité des milieux, relativement aux autres  rejets (agricol es, 
industriels). On peut parf ois poser le problèm e à l’envers et se demander quelle 
doit être la réduction des reje ts de substances polluante s nécessaire pour atteindre 
une qualité donnée dans le m ilieu (voir aussi le chapi tre 5). 
6.2.8.2 Principes de base 
Ces études  doivent néces sairement tenir com pte de la  co mplexité  du 
fonctionnem ent des hy drosystèmes qui rend difficile l’appréciation de l’im pact 
spécifique d’un rejet particulier sur un milieu naturel donné. Les difficultés so nt à 
la fois méthodologi ques et liées à la di fficulté de m odéliser les phénom ènes. 
Sur le plan méthodologique, la qualité gl obale du m ilieu résulte d’une m ultitude de 
facteurs en interaction. Le même reje t peut donc avoir des co nséquences très 
différentes selon le contexte. Par ailleur s, les dy namiques de réact ion des milieux 
naturels sont très diverses  et souvent organisées en cy cles (alternance jour/nuit, 
cycle saisonnier, cy cle des principaux nutri ments, etc.) , ce qui rend difficile la mise 
en relation des rejets, part iculièrement des rejets interm ittents, av ec la qualité du 
milieu. Enfin, la notion m ême de qualité  n’est pas si mple à cerner. Elle fait souven t 
appel à des ju gements plus ou m oins sub jectifs, souvent plus liés à des perceptio ns 
visuelles ou à des possibilités d’usages qu’à  une appréciation rigoureuse de l’état 
de santé du milieu. 
Les phénom ènes en cause  sont également nombreux et ressortissent à différents 
cham ps scientifiques (ph ysique, m écanique, chim ie, biologie).  Ils sont encore 
relativement m al connus et leur m odélis ation reste relativement sim pliste et 
fortem ent empirique. 
Pour ces différentes raisons, on préférera des modèles sim ples à des approches trop 
sophistiquées. L’association de m odèles sim ples à des mesures  physico-chim iques 
sur les rejets et à des mesu res biologiqu es sur les milieux perm et généralement de 
se faire une prem ière idée des problèmes  les plus im portants rencontrés sur le 
milieu. 
6.2.8.3 Méthodes conseillées 
En pratique, l’évaluation des im pacts est faite aprè s l’évaluation des rejet s. Sa 
qualité dépend donc de la qualité  de la phase précéd ente (cf. 6.2.7 ). 
6.2.8.4 Les modèles 
Il est i mpossible de conseiller ici un modè le particulier car la démarche d’étud e 
dépend à la fois du pollua nt considéré (e n particulier de sa biodégradabilité), du 
type d’im pact considéré (toxicité aiguë associée à un effet de choc, toxicité 
chronique, ris ques de bioaccu mulation, perte d’ usage, etc.), de la nature du m ilieu 
récepteur (rivière, lac, estu aire, milieu marin), etc (cf. 5.1.3 ). 
209/5 03

Dans beaucoup de cas, un sim ple calcul de d ilution peut être utile pour évaluer la 
responsabilité spécifique des rejets urbain s et la mettre en relation avec la 
dégradation constatée du milieu (voir 5.2), [voir aussi 8.3.9 ] 
6.2.8.5 Les mesures 
Des analy ses phy sico-chi miques et bi ologiques (indices biotiques) des milieux 
récepteurs à l’amont et à l’aval des poi nts des rejets constit uent souvent  des 
indicateurs indispensables pour  évalue r l’im pact réel des rejets (cf. 3.3.1). Une 
chute de l ’indice de qualit é biolog ique sur deux tr onçons consécutifs d’une rivi ère 
peut facile ment être interprétée comme u n signe d’ impact. Si elle  n’est pas corrél ée 
à une dégrada tion physico-chim ique de l a quali té de l ’eau, elle peut être le signe de 
rejets inter mittents (déversoirs d’ orage ) ou accidentels (rejet s industriels). Les 
analy ses de sédim ents à l’av al d’un rejet constituent également souvent des indices 
révélateurs, les polluants  étant souven t beaucoup plus concentrés dans les  
sédim ents que dans l’eau ( voir 3.3.4). 
6.2.8.6 Autres méthodes utilisables 
6.2.8.7 Critères de choix 
Le critère principal est lié aux enjeux de l’étude (s ensibilité du milieu récept eur, 
coût des étud es envisagées et coût des travaux ind uits, etc.). 
 
210/5 03

6.2.9 Calcul des débits  de pointe par temps sec 
6.2.9.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif le plus fréquent de ce ty pe d’étude est de d éterminer les dimensions d’u n 
collecteur d’eau usée. L es autres ob jectifs possi bles sont de construire un 
hydrogramme journalier type ou  d’évaluer les débits de pointe  arrivant à u ne 
station d’ épuration (voir égale ment les fi ches 6.2.4  et 6.2.5 ). 
6.2.9.2 Principes de base 
Le calcul se f ait en deux étapes : 
• évaluation d u débit  jour nalier moyen d’eau usée en fonctio n de la 
populati on raccordée et d e la conso mmation moyenne journaliè re 
d’eau ; 
• évaluation du débit de pointe en m ultipliant ce débit  moyen par un 
coefficient de pointe destiné à t enir co mpte de la vari abilité des rej ets 
au cours de la journée, ou  d’un hydrogra mme journalier ty pe. 
6.2.9.3 Méthodes recommandées 
Dans tous les cas, il est exceptionne l que l’on équipe u ne zone entièrement 
nouvelle. On  a donc t out intérêt à commen cer par des mesures perm ettant de 
connaître les habitudes locales. En l’absen ce de mesu res on peut utiliser la méthode  
suivante. 
6.2.9.3.1 Évaluation du débit m oyen 
Concernant les eaux dom estiques, les projec tions faites il y  a une dizaine d’ann ées 
et prévo yant une croissance im portante de la consommation d’eau  se sont révélées 
fausses. Les pressions actuelles, tant économ iques (augm entation du coût  de l’eau, 
généralisatio n de la facturation indiv iduelle), que techniques (progrès dans le 
matériel électroménager) ou environ nementales (encouragements à li miter la 
consommatio n), conduise nt à penser que cette ten dance à une stabilisation des 
consommatio ns va se maintenir. Des valeur s de l’ordr e de 100 à 150 litres par jour 
et par habitant (exceptionnellem ent 200 l/j/hab) sont donc à rete nir, valeurs qui 
peuvent être affinées par  l’analy se des consommations actuelles sur des zones 
urbaines de même nature. 
L’évaluation des débits d’e aux industriel les es t plus délicate. En tout état de cause, 
les eaux indu strielles19 ne devraient être adm ises que tout à fait exceptionnellem ent 
dans les réseaux d ’eau usée ou dans les réseaux unitaires . Une bonne stratégie, lors 
du dim ensionnem ent du réseau, consiste donc  à estimer a priori le débit m aximum 
admissible d’eau usée d’or igine industri elle et à utiliser ultérieurement cette valeur 
comme un seuil à partir du quel les eaux ne seront plus  accepté es dans le réseau. 
6.2.9.3.2 Évaluation du coefficient d e pointe 
La form ule préconisée par l’I nstruction  technique de 1977  sem ble toujo urs bien 
adaptée au contexte françai s. 
moyen moyen eintpo Q/5.25.1p avec Qp Q + = ×=  
p étant borné par 1,5 en valeur infé rieure et 4 en valeur supérieure, 
Qpointe et Q moyen étant exprim és en litres/secondes (l/s). 
                                                      
19 Autres que les eaux  usées traditionnelles pro venant des entrep rises. 
211/5 03

6.2.9.4 Autres méthodes utilisables 
Différentes form ules existent dans le monde, traduisant probablem ent d es 
différences d ans le mode de vie et le s habitudes d’utilisation de l’eau. A titre 
d’exem ple, les deux form ules suivantes sont souvent utilisées aux É tats-Unis : 
9,0
moyen eintpo Q.93,3 Q =  
moyen1242.0
eintpo Q Pop3.6 Q × × =− 
Qpointe  et Q moyen étant exprim és en litres/secondes (l/s) et Po p représentan t le 
nombre d’hab itants. 
6.2.9.5 Critères de choix 
En l’absence de mesures lo cales, utiliser la méthode r ecommandée.  Si des mesures 
existent, choisir une form ule perm ettant d’ ajuster au mieux les d onnées issues d e 
ces mesure s. 
6.2.9.6 Pour en savoir plus 
Barbier J.-M., Cam bon-Grau S., Baisse des consommations  d'eau : identification 
des causes. T.S.M. N°6 jui n 2000, p. 46-65. 
 
212/5 03

6.2.10 Vérification des conditions  d’autocurage par temps sec 
6.2.10.1 Objectifs des études de ce type 
L’autocurage  est l’aptitude d’une conduite  d’assainissement à transporter les 
écoule ments qu’elle reçoit sans s’ encra sser. L’objectif de ce ty pe d’étu de consiste 
généralem ent à choisir l a pente et le s caractéristiques (diam ètre, rugosité) à 
associer à une conduite ne uve, à réhabiliter ou à rem placer. 
6.2.10.2 Principes de base 
En pratique, un bo n autoc urage im pose que la capacité de  transport des particules 
solides soit suffisante pour éviter leur dépôt  et leur sédim entatio n ou pour assurer 
leur reprise lors d’u n cycle journalie r ou d’u n événem ent pluvieux. Plusi eurs 
param ètres ont été utilisés dans différen ts pays et à différentes époques pour établir 
les conditions m inimales censées assurer l’autocur age des réseaux unitaires et  
séparatifs : 
• la pente : c’est le critère le plus sim ple ; 
• la vitesse : c’est le critère le plus souvent em ployé, il existe de très 
nombreuses valeurs li mites dans la littérature et c’était le critère 
proposé par l ’Instruction te chnique de 1 977 ; 
• la contrainte de cisaillement : c’est le critère le plus scientifiquement  
fondé, m ais sa mise en œuvre est plus d élicate. 
Bien que l ’on se contente souvent  de vér ifier les condi tions d ’autocurage par tem ps 
sec (lorsque le débit, d onc la vitesse  est minimum), il peut égale ment être 
intéressant d e faire le calcul pour d’ autres conditi ons de fonctionne ment. 
L’uti lisation d’un m odèle hydrauli que (modèle général, voir fiche 6.2.1 ) perm ettra 
de vérifier, p our différentes conditions  pluviom étriques et de fonctionnem ent du 
réseau, que  les crit ères de vitesse s d’écoulem ent et/ou de contraintes de 
cisaillement sont vérifiées en tout point du réseau. 
6.2.10.3 Méthodes recommandées 
En pratique, les observations  de terrain et les étu des théoriques des différents 
param ètres proposés montrent que l’app lication des critères de vitesse minimale ou 
de contrainte de cisaillement m inimale conduisent à  des pentes surdim ensionnées 
pour les conduites de diam ètre inféri eur à 500 mm, et à des pentes sous-
dimensionnées pour les conduites de pl us grand dia mètre. On co nstate également 
que les critères de pose des canalisations et  les condit ions des travaux de génie civil 
prennent souvent le pas sur les critères d’autocur age. Par ailleurs, le caractère 
cohésif des dépôts, les caractéristique s hydrodynam iques d es solides et la  
variabilité des conditions hy draul iques ne sont pas prises en co mpte dans les 
recommandations habituell es. Or ces différe nts facteurs jouent un  rôle im portant 
dans les processus de dépôts, de sédim entation, d’érosion et de transport d es 
solides, et donc dans l’obt ention ou n on d’un autoc urage. Un des résultats a priori 
paradoxal de s travaux récents est que la capacit é de transport solide d’ un 
écoulem ent est plus élev ée en présen ce d’un lége r dépôt que  dans la même 
conduite lisse, et qu’il ex iste des hauteu rs optim ales de dépôts en fonction  des 
autres paramètres pris en  compte. Au trement dit, pour assurer une capacité de 
transport sol ide m aximale et un bo n autocurage du réseau, il serait parfois 
judicieux d ’y maintenir un  dépôt m inimal. Ce résultat n’est malheureusem ent pas 
systém atique et, dans d’au tres cas, on a pu observer un développement acc éléré du 
dépôt après la formati on d’une couche initiale. 
 
213/5 03

Au vu de ces difficultés, nous proposo ns de conserv er les règles de l’Instructi on 
technique de 1977  et qui s ont résum ées dans le tableau 25. 
 
Type de rése au Valeur s à res pecter Règles  pratiques 
Rése au unitaire 
ou ré seau 
sépar atif eaux 
pluviales - Vitesse > 0,6 m/s pour un débit 
égal à 1/10 du débit à pleine  
section 
- Vitesse > 0,3 m/s pour un débit 
égal à 1/100 du débit à pleine 
section - Vitesse  à pleine section >  1 m/s 
pour les co nduites cir culaires 
- Vitesse à pleine sect ion > 0,9 m/s 
pour les conduites ovoïdes 
Rése au eaux 
usées - Vitesse > 0,3 m/s pour le débit 
journalier moyen act uel - Pente > 4/1000 dans les conduites 
à l’am ont du réseau si possibl e 
- Pente > 2/1000 dans les conduites 
à l’am ont du réseau 
impérativement 
 
Tableau 25.: Conditions d’autocurage à respect er. 
6.2.10.4 Autres méthodes utilisables 
Quelques valeurs reco mmandées de vitesse  et de contrainte de cisaillement  
minimales, proposées dans d ’autres pa ys, sont rassem blées dans les tableaux 26 et 
27. 
 
Source  
Pays  
Type de rése auVitesse 
minimale
(m/s)  
Conditi ons d’écoulement 
ASCE, 19 81  USA Eaux usées 
 
Eaux  pluviales 0,6 
 
0,9 - Conduite pleine et  demi- 
pleine 
- Conduite pleine et  demi-
pleine 
BSI, 1 986  Royaume-
Uni Unitaires et 
pluviaux 1,0 
0,75 - Conduite pleine 
- Au moins 1 fois/jour en  
moyenne 
Bielecki, 
1982 Allemagne 
 Tous types 1,5 - Conduite pleine, p our D ≥ 
1,0 m 
Fair et Geyer, 
1961 Allemagne Tous types 0,6 à 1,0 - Selon la hauteur de 
remplissage 
ATV,  1977 Allemagne 
 Tous types 0,5 - Conduite pleine 
Imhof f, 1932 Allemagne Tous types 1,0 
0,5 - A pleine sect ion 
- Conduite pleine à 20 % 
 
Tableau 26.: Valeurs minimales des  vitesses d ’écoulement pour l’autocurage 
préconisées dans différen ts pays. 
 
214/5 03

Source Pays Type de 
réseau Contrainte 
minimale 
(N/m2) Conditi ons d’écoulement 
Lysne, 1969 Norvège Tous types 2,0 - 3, 0 Section trapézoïdale 
Lindholm,  1984 Norvège Unitaires 
Séparatifs 3,0 - 4, 0 
2,0  
Scan diaconsul t, 
1974 Suède Tous types 1,0 - 1,5 1,5 s’il y a du sable 
Yao  USA Pluvial 
Eaux usées 3,0 - 4, 0 
1,0 - 2, 0  
Bischo ff, 1976 Allemagne Tous types 2,5  
Maguire  Royaume-
Uni Tous types 6,2 Conduite pleine et dem i-
pleine 
 
Tableau 27.: Valeurs minimales d es con traintes d e cisa illemen t pour l’au tocurage 
6.2.10.5 Critères de choix 
 
215/5 03

6.2.11 Élaboration du zonage 
6.2.11.1 Objectifs des études de ce type 
La loi sur l ’Eau du 3  janvi er 1992 oblig e les co mmunes et/ou les groupem ents de 
communes à délim iter des zones d’ assainisse ment , qui ont vocation à être ensuite  
prises en co mpte dans les PLU ou les CC. Quatre ty pes de zones sont à considérer. 
Le prem ier type correspon d aux zo nes d ’assainissem ent collectif , où les comm unes 
doivent assurer la collecte des eaux usées do mestiques, le stockag e, l’épuration  et 
le rejet ou la réutilisation de l’ensem ble des eaux coll ectées. Le second concerne 
les zones relevant de l’assainissem ent non collectif , où elles sont seulem ent tenues, 
afin de prot éger la salu brité publi que, d’assurer le contrôle des dispositifs 
d’assainissem ent et, si elles le décident, le ur entretien. Le troisièm e se rapporte aux 
zones où des m esures doivent être prises pour limiter l’im perméab ilisation  des sols 
et pour assurer la maîtrise du débit et de l’écoulem ent des eaux pluviales et des 
eaux de ruissellem ent. Enfin, le quat rième type intéresse les zones où il est  
nécess aire de  prévoir des installations pour assurer la collecte, le stockage éventuel  
et, en tant que de besoin, le traitem ent des eaux pluviales et de ruissellem ent 
lorsque la pollution  qu’e lles apportent au milieu aquatique risque de nuire 
grave ment à l ’efficacité de s dispositifs d’ assainisse ment. 
Les contraintes issues du zonage doi vent être por tées à connaissance lors des 
études de planification urb aine et en par ticulier lors de l’élaboration des PLU ou 
des CC. 
6.2.11.2 Principes de base 
L’élaboration  du zonage doit être con sidérée co mme une phas e essentielle  de 
l’élaboration de la stratégie d’assaini ssement de la collectiv ité. La définition 
correcte des zones conditionnera en effe t totalem ent le choix des solutions 
techniques qui pourront ê tre utilisées. Les principes de base à adopter sont l es 
suivants : 
• toute zone pour laquelle une solution  économ iquem ent acceptable 
d’assainisse ment collectif est impossibl e à mettre en œuvre doit être  
déconseillée à l’urbanis ation ou tra itée en assainissement non  
collectif ; 
• la différenciation entre les zones in terdites à l’urbanisation et cell es 
traitées en as sainisse ment non coll ectif doit se faire en fonction de 
l’aptit ude des sols à recevoir des rejets provenant d’installati ons 
d’assainissem ent non colle ctif ; 
• l’utilisation d es zones de type 3 (limitation des apports pluviaux) d oit 
être généralisée. La déconnexion des eaux pl uviales doit en effet être 
considérée com me une priorité, tant  en terme de lutte contre la 
polluti on des milieux récepteurs que comme élément de lim itation  
des risques d’inondati on. 
6.2.11.3 Méthodes conseillées 
6.2.11.3.1 Zonage assain issemen t 
• Élaboration de cartes d ’aptitude des sols à l’assainissement  
autonom e. 
6.2.11.3.2 Zonage pluvia l 
La législatio n impose au x collectivités (CGCT article L 2224-10 ) la déli mitation 
après enquête publi que : 
216/5 03

• des zones où des m esures doivent  être prises pour li miter 
l’imperm éabilisation des sols et pour  assurer la maîtrise du débit et 
de l’écoulem ent des eaux pluvi ales, que l’on a ppellera  zonage 
ruisselle ment   dans la suite du d ocument ; 
• des zones où il est nécessaire de pré voir des installatio ns pour assurer 
la collecte, le stockage éventuel  et, en tant que de besoin,  le 
traitem ent des eaux pluvia les et de  ruissellement lorsque la pollut ion 
qu’elles apportent au m ilieu aquati que risque de nuire gravem ent à 
l’efficacité d es dispositifs d’assa inissem ent, que l’on appellera 
 zonage p ollution  dans la s uite du d ocument. 
Cette disposition est reprise dans les textes concernan t les PLU (article L123-1  du 
code de l’urb anism e). 
La réalisatio n d’un tel zonage ne pr ésente pas d e difficultés particulières et 
constitue une  étape fondamentale car elle conduit à la mise en  place d’outils 
réglem entaires perm ettant d’imposer au x aménageur s des contraintes sur les débits 
et volum es rejetés. Contrairement au 
zonage assainissem ent 
collectif/ n on collectif  , les 
zonages  pluvial  ont 
longtemps été l aissés de 
côté alors qu’il s’agit d’un 
point fort d’une po litique 
de développement durable 
des collectivité s. D’un strict po int de vue réglem entaire, il s’agit de prod uire un docu ment délim itant 
des zones où  des contrain tes sur la maîtrise des débits et vol umes des eaux d e 
ruissellem ent prod uites pa r l’urbanisati on seront imposées. Cependant, pour être 
plus opératio nnel, il con vient d ’aller plus loin en é tudiant l ’aptitude des sols à 
infiltrer les eaux pluviales de manière à orienter les solutions techniques à mettre 
en œuvre. De ce point de vue, il e xiste des recouvrem ents avec le zonage 
assainissement non collectif. 
La réalisation d’une étude  de zonage repose sur : 
• l’élaboration  d’u n diagn ostic du fonctionnem ent hydraulique  du 
réseau d’ assai nissement ; 
• l’évaluation des besoins futurs en regard des nouvelles production 
d’eaux de rui ssellem ent ; 
• l’élaboration  de reco mmandations (à  proposer au M aître d’o uvrage) 
sur les débits et volum es admissibles ve rs les sy stèmes d’ évacuation 
des eaux pluv iales et d’une cartographie. 
On procède par itérations succes sives et da ns la grande majorité  des cas, on aura 
recours à l’utilisation d’outils de simula tions numériques permettant de tester 
différentes hypothèses et scénarios. Il est d’ailleurs int éressant d’i nsérer cette étu de 
spécifique dans le cadre d’un diag nostic global du systèm e d’assainissem ent. Voir 
à ce sujet les fiches 6.2.1  à 6.2.7 . 
Il convient de souligner que ce zonage ne concerne que les inondations liées à des 
débordem ents des réseaux  d’assainissem ent qu’ils soient unitaires ou séparatifs. Il 
n’a donc généralem ent que peu de li ens avec l’élaboration de s PPR (Plan de  
Prévention de s Risques). 
L’étape de di agnostic du f onctionnem ent hydrauli que du réseau d’assainissem ent 
perm et d’ide ntifier les insuffisances hydrauliques, de les localiser et de les 
quantifier. C ette partie est assez similaire à cell e d’un diagnostic classique d’ un 
systèm e d’assainissem ent et peut do nc être conduite d ans ce cadre. 
Une fois qu e les bassins versants respons ables des insuffisances existantes ou  
potentielles ont été identifi és, et dès lors que  les solut ions de t ype curatif s’avèrent 
insuffisantes, les zones où  sont situés c es bassins versants passeront en  zones où 
l’imperméabi lisation doit ê tre contrôlée. 
Il faut alors f ournir les élém ents perm ettant de défini r les contraintes hydrauliq ues 
à imposer sur  ces secteurs. Ces valeur s seront obtenu es à l’aide du modèle par des 
itérations successives jusqu’à arriver à une  situation  satisfaisante du poi nt de vue 
de la maîtrise des eaux de ruissellement. Il résultera de c e processus soit des  
valeurs de débit spécifique (l/s/ha) en pr enant en com pte de préf érence l a surf ace 
217/5 03

totale a ménagée associ ée à la pluie de référenc e pris e dans le cad re de l’ étude, soit 
un coefficient d’im perméabilisation apparent  perm ettant de satisfaire les conditions  
hydrauliq ues. Cette analy se sera conduite  pour chaq ue zone de manière à ce que  
dans les docum ents d’urb anism e, on puisse  fixer une contrainte à im poser aux  
aménageurs. Il est indispensable, 
lorsque les résu ltats des 
études sont disponibles, de 
les in troduire dans le 
porter à la connaissance 
fourni par l’État afin qu’ils 
soient pris en compte lors 
de l’élaboration ou de la 
révision du plan local 
d’urbanisme. En ef fet, la 
voie effica ce est la  
transposition de ce zo nage 
ruissellemen t dans le 
règlement d’urbanisme de 
la collectivité, c’est-à -dire 
dans so n document  
d’urbanisme. Pour rendre cette dém arche encore plus opérationnelle, il est souhaitable d’enrichir  
ces documents d’une carte des zones fav orables à l’infiltration et si  possible d’une 
carte des perméabilités et de la piézo métrie  de surface. Ces informations pour ront 
donner facilem ent des élém ents de choix quant aux techniques com pensatoires à 
mettre en œu vre. 
6.2.11.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.11.5 Critères de choix 
6.2.11.6 Pour en savoir plus 
Docu ment tec hnique FNDAE n° 21, 1998 
Études préalables au zonage d’assaini ssement. Guide méthodologi que à l’usage 
des technicie ns. Paris, éditions Cem agref. 
 
218/5 03

6.2.12 Élaboration du pr ogramme d’assainissement 
6.2.12.1 Objectifs des études de ce type 
L’obligatio n pour les co mmunes d’établir  un program me d’assainissem ent est 
inscrite à l’article R 2224-19  du CGCT, issu du décret n° 94-469  du 3 juin 1994 
relatif à la collecte et au traitement des eaux usées, qui est la traduction en droit 
français de la directive européenne n°  91-27 1 du 21 mai 199 1 concernant  le 
traitem ent des eaux résiduaires urbaines. 
Cette directiv e a par ailleu rs introduit le concept d’a gglom ération  reposant sur la 
notion  de bassin versant d’assainissem ent. L’agglom ération correspond à u ne zone 
dans laquelle la populatio n et/ou les activ ités sont suffisam ment concentrées p our 
qu’il soit possible de collecter l es eaux usées par  un sy stème  d’assainisse ment 
collectif et de les raccorder à un sy stèm e d’épuration unique. Il rev ient au préfet de 
délim iter géographiq uement les agglom érations, après avis  des co mmunes  
concernées. Des  cartes d’agglom ération  doivent ainsi être  établie s, et f aire l’ objet 
d’un arrêté préfectoral. Co ncrètem ent, on est amené à  penser qu’ une agglomérati on 
(au sens urbain du term e) présentant plusieurs statio ns d’épuratio n sera divisée en  
plusieurs aggl omérations (au sens de l’ assainisse ment) . 
Le program me d’assainissem ent est obligatoire  pour les com munes dont le 
territoire est co mpris dans une aggl omération produisant une  charge brute de 
polluti on organique supéri eure à 120 kg par j our (soit  2 000 éq uivalents-habitants). 
Il est précisé que lorsque l’aggl omération com porte plusieurs com munes, celles-ci 
devront élaborer conjoin tement le pr ogram me d’assainissem ent. L’existen ce 
préalable d’u ne structure de coopération intercom munale ay ant en charge les 
problèm es d’assainissement facilitera l a démarche, dans la mesure où le territoire 
de l’ag glom ération correspond à cel ui de  la str ucture intercom munale. Ce 
programme e st établi en respectant les obliga tions légales en la matière. Il doit par 
ailleurs être conform e aux objectifs de réduction  des flux de su bstances polluantes 
fixés par arrêté préfectoral pour chaque agglom ération susceptible de produire u ne 
charge de pol lution organi que supérieure à 120 kg /j. 
Le programme d’assainissement n e doit cependa nt pas être conçu comme la  
simple  répo nse à une  obligation réglementaire.  Il doit constituer la bas e de 
travail du maître d’ou vrage en matière d e connaissance du syst ème 
d’assainissement (étape de diagn ostic), de stratégie de gestion des eaux  (cf. 
1.2.3 ), de planification des actions et de suivi (voir à  ce sujet la fiche 6.2.1 3). 
6.2.12.2 Principes de base 
L’élaboration  du progra mme d’assainisse ment passe par la réalisation d’un 
diagnostic d u couple réseau d’assainisse ment – station d’ép uration prenant  en 
compte égalem ent les eaux pluviales (étude-diagnosti c). 
Le program me contient l’i ndication des moyens à m ettre en œuvre pour assurer le 
respect des o bligations lég ales et pour a tteindre les objectifs de réduction des flux  
polluants fixé s par le préfe t. Il com porte  égale ment un échéancier des opérations à  
réaliser. Ce docum ent doit être appro uvé par le c onseil m unicipal. Si plusi eurs 
communes so nt concernées, il doit  être adopté dans l es mêmes term es par chacun 
des conseils municipaux. 
Les délais de mise en place des progra mmes d’assainissem ent sont conditio nnés 
par l’établissem ent des cartes d’agglo mération et des docum ents d’o bjectifs. La 
réalisation d es program mes dépend d es échéances fixées aux communes pour  
collecter et traiter les eaux  usées (ar ticles R 2224- 11 à 16 d u CGCT) ces échéances 
étant fonction des flux de matières organique s produi ts et de la sensibilité du milieu 
219/5 03

Flux en 
DBO5 Équivalent-
habitants Zones 
concernées Échéances de  
collecte Échéances de  
traitement 
< 120 k g/j < 2 000 Toutes zones Aucune 31/12/ 2005 
120 à 
600 kg/j 2 000 à 10 000 Toutes zones 31/12/ 2005 31/12/ 2005 
600 à 
900 kg/j 10 000 à 15  000 Zones non 
sensibles 31/12/ 2005 31/12/2005 
> 600 k g/j > 10 00 0 Zones sensibles 31/12/ 1998 31/12/ 1998 
> 900 k g/j > 15 00 0 Zones non 
sensibles 31/12/ 2000 31/12/2000 
 
Tableau 28.: Éché ances de collecte et de traiteme nt des eaux us ées fixées par 
 le décret 94-469 du 3 juin 1994 (repo rtées au CGCT,  articles R 222 4-11à 16 ). 
6.2.12.3 Méthodes conseillées 
La dém arche passe par trois étapes successives : 
• étude-diagnostic ; 
• définition du program me d’action ; 
• program mation des action s dans le tem ps. 
6.2.12.4 Étude-diagn ostic 
 (voir aussi 2.4.3) 
L’étude-diagnostic doit  être très co mplète et porter à la fois sur le réseau  de 
collecte et sur la station d’ épuration. Elle doit por ter à la fois sur le structurel 
(connaissance de l’état du sy stèm e) et  sur le fonctionnel ( connaissance du  
fonctionnem ent du systèm e). Le diagn ostic de fonctio nnement doit ê tre conduit  par 
temps sec et par tem ps de pluie. Enfin, l ’étude-diag nostic doit prendre en co mpte le 
devenir des déchets solides (produits d e curage et b oues de station :fiche 6.2.31). 
Voir les fi ches 6.2.2 , 6.2.3, 6.2.4 , 6.2.5, 6.2.6 .1 et 6.2.7  sur les m éthodes à mettre 
en œuvre pou r conduire ce diagnostic. 
6.2.12.5 Définition du programme d’action s  
(voir aussi 2.4.4 et 2.4.5) 
L’étude-diag nostic, s’ajou tant à l’expl oitation de l ’ensem ble des données et des 
perspectives d’év olution de l’agg lomération et de ses relations avec son 
environnem ent, perm et de poser les hypothèses sur lesquelles le program me 
d’assainisse ment sera élabo ré : 
• volum es des  effluents et charges polluantes destinées à êt re 
collectée s ; 
• rendem ents m inima à atteindre pour la collecte et pour l’épurat ion 
des eaux us ées pour respecter les objectifs fix és par l’arr êté 
préfectoral ; 
• pluviosité sur  la base de laquelle se ront fixées le s caractéristiques du 
système d’ assainisse ment ; 
• insuffisances  des structur es actuelles de l’assainissem ent (réseaux 
d’eaux usées et réseau x d’eaux pl uviales, stations d ’épurat ion 
existantes, assainissem ents autonom es) pendant les périodes de tem ps 
sec et pendant les périodes de pluie ; 
• insuffisances  des structures d’accueil des sous-produits de 
l’assainissement ; 
• nature et i mportance des travaux à réalis er. 
220/5 03

La réflexion doit être menée de façon conjointe avec les autres act eurs du  
développem ent urbain. Il est en effet nécessaire de bien m esurer les marges de 
manœuvre possibles pour une gestion s imultanée de l’urbanisatio n (en particul ier 
de son extension) et des eaux pl uviales et usées. 
 
 Situation «  eau » tant phy sique
qu’administrativ e. Critèr es de perfo rmances, op tions  de 
développ ement, facteurs clefs, etc. 
Écarts aux 
objectifs.Enjeux  urbains  et 
leurs con traintes 
ou avan tages. 
figure6:  élaboration d’un programme d’assainissement « intégré » 
En particulier, les caractéri stiques du s ystèm e technique concerné et de sa gestion  
doivent perm ettre d’abord er l’établissem ent du prog ramme d’assainissem ent sur la 
ville et son extension : 
• soit en termes globaux : peut-on fonder  une politique d’application 
des technique s alternativ es, de développem ent structurel de systèm e, 
de m odernisation et de réhabilitati on, de  gestion d’ensem ble ? Sinon 
quelles autres solutions sont-elles envisageables ? 
• soit en termes particuliers : peut -on préciser l es modalités de gesti on 
de chaque procédure im portante (servitudes, dém arche qualité,  
nouveaux bra nchem ents, « rendre co mpte » obligatoires tels ceux du 
rapport annue l ou de l ’autosurveillance).  
Le croisem ent des contraintes et des ato uts du site avec, d’u ne part, l’urbanisatio n 
existante, et d’autre part, l es projets déjà  esquissés pour son exten sion, ainsi qu e la 
démarche des différents acteurs, perm et d’envisager une ou plusieurs structuratio ns 
possibles de l’ espace. Après avoir écarté  les solutions d’assainisse ment que l’ on ne 
peut pas m ettre en œuvre (étude de leur  faisabilité), plusieurs scénarios peuvent 
s’offrir tant pour la restructuration du sy stèm e d’assainissem ent existant que pour 
l’aménagem ent des éventu elles nouvelles zones à urbaniser. 
Pour chacun de ces sc énari os, on exam ine : 
• son intégratio n dans l ’approche « eau »  du bassin ver sant ; 
• ses impacts prévisibles ; 
• ses données techniques au sens strict (débits et flux  gérés et à g érer 
dans le futur, risques et potentialités actu els et futurs) ;  
• son coût prév isionnel, tant en investissem ent qu’en e ntretien. 
6.2.12.6 Programmation des actions 
Une fois le scénario choisi, la program mation consistera alors à : 
• prévoir l ’évolution  des stru ctures d’assainissem ent à court et m oyen 
termes en pr enant en co mpte les pr évisions de l’urb anisation future 
inscrites aux docum ents locaux d ’urbanis me, et  en envisageant  
221/5 03

plusieurs solutions alternatives  (mise en séparatif des nouveaux 
réseaux, lim itation des débi ts de pointe, e tc.) ; Cas de l’assainisseme nt 
non collectif : 
La loi sur l’eau  fait 
obligation aux collectivités 
d’assurer le contrôle de 
l’assainissemen t non 
collectif. Les co llectivités 
locales on t un rôle 
déterminant à jouer pour la 
réhabilitation de ce mo de 
d’assainissement, 
notamment en : 
- assurant l’information 
des usagers sur l’enjeu 
d’un assai nissement non 
collectif d e qualité ; 
- délimita nt et faisant 
connaître les zo nes 
relevant  de 
- incitan t à la remise en  
état des installations 
existantes pa r leur 
contrôle ; 
- veilla nt, en co llaboration 
avec les i nstances 
départe mentales et la 
profession des vi dangeurs, 
à l’organisation d’un 
réseau de collecte et de 
traitemen t 
économiqueme nt viable ; 
- le cas échéant, en prenant 
en charge l’entretien des  
installations exista ntes 
(comme le permet la  loi sur 
l’eau ). 
Dans ce cadre, le 
programme  
d’assainissement doit 
permettre au maire de 
mieux c onnaître la nature 
des prest ations que pourra 
assurer la commune e n 
zone d’assainisseme nt non 
collectif (co ntrôle 
techni que seul  ou le cas 
échéant, e ntretien). • établir un pr ogramme pluriannuel chiffr é (et des variantes) de travaux  
cohérents en fonction de l’efficacité  vis-à-vis de la réhabilitation des 
réseaux et de la protection des divers milieux récepte urs ; 
• fournir les indications sur la ge stion des réseaux, des ouvra ges 
d’épuration et de traitem ent des s ous-p roduits afin d’en optim iser le 
fonctionnem ent ; 
• réaliser une évaluation sommai re mais  réaliste des investissements, 
des coûts d ’entretien et de fonction nement et des am ortissem ents 
correspondants. 
Sans vouloir  définir un pr ogramme ty pe d’investissement à mettre en place dans 
toutes les agglom ération s, il est possibl e de pro poser la dém arche générale 
suivante dans la perspective d’une rec onquête de la qualité  du m ilieu naturel: 
• réaliser dès que possible les ouvrages et équipem ents qui s ’imposent 
de m anière évidente (suppression de  rejets directs de tem ps sec, 
réglage des d éversoirs, mise à niveau  de la station d’épuratio n, mise 
en œuvre d’une politique de li mitation des débits de ruissellement par 
une m aîtrise de l’urbanis ation ou  la m ise en place de techniques 
alternatives, réduction des eaux parasites) ; 
• parallèlement, surveiller le f onctionnem ent hy draulique de 
l’ensem ble du systèm e d’assainisse ment, de façon à évaluer s es 
réactions aux différentes situations  météorologiq ues du  cycle annuel ; 
• au term e de cette analy se, et dans une seconde étape , déterminer les 
équipem ents de stockage à installer dans le sy stème 
d’assainissement, pour y accepter les pluies faibles  (fréquence de 
retour de l ’ordre en généra l de la pluie mensuelle) ; 
• après exam en des résult ats obtenus,  et po ursuit e de la m ise en  
observation, élaboration d’une stra tégie plus am bitieuse de réduct ion 
des flux poll uants, la prio rité de r éalisa tion étant établie en fonction 
du coût de l’u nité de pollution éliminée correspondant à chaque 
équipement ou ouvrage (ratio coût/efficacité vis-à-vis du milieu 
récepteur). 
Rappelons qu’une approc he globale au niveau d ’un bassin versant du m ilieu 
récepteur ser a nécessair e pour garantir la cohérence des actions entreprises dans ce 
cadre, en liai son avec les docum ents d e planification  existants (SDAGE, SA GE, 
schémas dire cteurs d’ assai nissement, schém as d’urbanism e, etc.). 
6.2.12.7 Autres méthodes utilisables 
6.2.12.8 Critères de choix 
 
222/5 03

6.2.13 Suivi de la mise en œuvre du programme 
6.2.13.1 Objectifs des études de ce type 
Le programme d’assainissement constitue la  base de travail du maître d’ouvrage en  
matière de connaissance du s ystèm e d’assain issem ent, de définiti on de stratégi e de 
gestion des eaux, de planification des act ions, mais aussi d e suivi. Il est donc 
essentiel de mettre en œuvre une procédur e pérenne perm ettant  de connaître d ’une 
part l’ état d’avance ment des actions pré vues dans le program me et d’autre p art 
l’efficacité ré elle de ces actions de faç on à éventuelle ment les re mettre en cause. 
6.2.13.2 Principes de base 
Le principe de base consiste à mettr e en place un tableau de bord regroupant les 
différents indicateurs reconnus com me pertinents pour  mesurer : 
• le niveau de mise en œuvre du pro gramme, 
• la qualité du s ervice rendu aux usagers. 
6.2.13.3 Méthodes conseillées 
Il est très difficile de définir des indicat eurs indépendam ment du contexte local. Il 
est toutefois possible de d écrire les qua lités qu’ils doivent présenter et de donner 
des exem ples d’indicateurs possibles. 
6.2.13.3.1 Qualité des indicateurs 
Un bon i ndicateur doit pré senter les quatre qualités suivantes : 
• être représentatif : l’indicateur doit mesurer u ne performance 
considérée co mme i mporta nte par les différents act eurs ; 
• être mesurab le : la valeur de l’ indicateur doit pouvoir faire l’objet  
d’une évaluation aussi objective que possible, ceci a vec des moyen s 
(hum ains, financiers, matériels, etc.) supportable s par le maître 
d’ouvrage ; 
• être sensible : il est néce ssaire que la valeur de l’indic ateur évolue de 
façon visible au cours de la m ise en œuvre du pro gramme ; 
• être co mpréhensible : il est indispensable que les différents act eurs 
comprennent la signification de l’ indicateur mai s aussi sach ent 
interpréter sa valeur (ou la  variation de sa valeur). 
Les listes ci-d essous ne sont bien évidem ment fournies qu’à titre d’e xemple dans le 
but d’ill ustrer les différent es possibilités. Elles devront être adaptées à chaque cas 
particulier. 
6.2.13.3.2 Indicateurs susc eptibl es de perm ettre de mesurer le niv eau 
de mi se en œuv re du programm e : 
• nombre de raccordés à la station d ’épura tion ; 
• nombre de personnes concernées pa r la mise en place du SPANC ; 
• capacité hy draulique de la station d ’épuration ; 
• rendem ent de la station d’ép uration pour différent s indicateurs d e 
polluti on ; 
• masse annuelle de polluant s rejeté e par la station d’ép uration ; 
• longueur  de collecteurs effectivem ent construite ; 
• pourcentage de réalisation du pr ogramme de construction de 
nouveaux col lecteurs ; 
• pourcentage des dépenses prévue s effectivem ent réalisées ; 
223/5 03

• pourcentage de réalisation du progr amme de construction d ’ouvrages 
de stockage ; 
• surface i mperméable déconnectée du réseau ; 
• nombre de mauvais branchem ents ; 
• longueur  de réseau réhabilité ; 
• etc. 
6.2.13.3.3  Indicateurs mesurant  l’effi caci té du serv ice rendu : 
• nombre de rejets annuels pa r les déverso irs d’orage ; 
• volum e total m oyen annuel rejeté ( ou m asse annuelle de polluants) ; 
• classe de qualité du m ilieu récepteur à l’ aval des rejet s ; 
• nombre de jours de déclassem ent en  dessous du ni veau de référence ; 
• concentration m oyenne ou maximum en polluant d’un type do nné ;  
• indice global de qualité du milieu (IQBG20 par exem ple) ; 
• nombre moyen annuel de jours d’in terdiction de baignade (ou de 
limitation de tout autre usage) ; 
• taux de satisfaction des pêcheurs (ou autres catégories d’usage rs 
quand à la qualité du m ilieu récepteur) ; 
• volum e total débordé po ur différe ntes pluies de référence ; 
• nombre de p ersonnes directem ent concernées par les débordem ents 
induits par le s différentes pluies de référence ; 
• espérance m athém atique du coût des dégâts sur une période d e 
référence ; 
• nombre annuel de plaintes des usagers ; 
• surface des o uvrages d’ assainissement ouverts au public ; 
• masse de boue revalorisée ; 
• coût m oyen de l’assainissem ent par usager ; 
• etc. 
6.2.13.4 Autres méthodes utilisables 
 
20 Indice de qualité biotique générale 
224/5 03

6.2.14 Mise en place de l’autosurveilla nce 
6.2.14.1 Objectifs des études de ce type 
L’autosur veillance est l’obligation faite à l’exploitant  de surveiller en perm anen ce 
la qualité des rejets des sy stèm es d’assain issement dont il est chargé. Cette notion a 
été introduite en droit français par le décr et n° 94-469 du 3 juin 1994, et com plétée 
par l’arrêté d u 22 décem bre 1994  fixant les prescript ions techniques relative s aux 
ouvrages de collecte et de traitement  des eaux usées . En particulier, l’arrêté 
précise : 
L’exploitant du systèm e d’assainisseme nt, ou à défaut la commune, doit mettr e en 
place un programme d’autosurveillance de chacun de ses principaux rejets et des 
flux de ses sous-produits. Les mesures s ont effectuées sous sa responsabilité . 
La nat ure et la fréquence minimale de s mesures et d es analyses sont fixées par les 
annexes 1 et 2.  
L’autosur veillance concerne en  particulier les rejets des stations d’épuration, les 
rejets des dév ersoirs d’ orage et les produits de curage et de décantat ion. 
6.2.14.2 Principes de base 
La mise en place de l’ autosurveillance repos e de façon prioritaire sur la mise en  
place de capteurs dans le systèm e d’assainissem ent. Cependant, dans de no mbreux 
cas, le no mbre de points de rejets  à con trôler (dévers oirs d’orage situés à l’ aval de 
bassins versants drainant u ne populatio n de plus de 10 000 EH) est très im portant. 
Cette contrainte peut i nterdire, po ur des raisons économ iques, la mesure directe 
systém atique de tous les points de rejets. 
Par ailleurs, comme signal é en 6.1.1 , l’autosurveillance ne doit pas être considérée 
comme une activité unique ment de n ature régle mentaire décon nectée de s autres 
activités de g estion du s ystème d’assaini ssement. Bien au contraire, cette obligation 
doit être con sidérée co mme une opportun ité pour mettre en place un dispositif 
destiné à am éliorer de faço n continue la  connaissance du systèm e d’assainissem ent 
et de son fon ctionnem ent. Le dialogue entre les collectivités locales et les services 
chargés de la police des eaux devrait d onc être permanent de façon à adapter les 
méthodes de suivi et de diagnostic aux pr ogrès de la connaissance du 
fonctionnem ent du réseau. 
6.2.14.3 Méthodes conseillées 
Quelles que soient les con ditions locales, et  en particulier le no mbre d’exutoire s à 
surveiller, il est toujours souhaitable de  développer une méthodologie associant 
métrologie et  modélisation. L’utilisation de  la seule métrologie, même lorsqu e le 
nombre de points de rejet s n’est pas trop important, ne perm et en effet pas de 
surm onter tous les obstacles : panne des appareils, difficultés d’interprétation des 
résultats, identification de l’ori gine des flux observés, prévision du fonctionnem ent 
dans des conditions n on observées, etc. 
En pratique, l’autosur veillance doit cons tituer pour  le maître d’ouvrage l ’un des 
outils de base lui perm ettant d’évaluer  la qualité du service rend u par le sy stème 
d’assainissem ent et son évoluti on en fonction des  travaux qu ’il réalise ou des 
stratégies de gestion qu ’il développe. V oir en particu lier à ce sujet la fiche 6.2.1 3. 
L’expl oitatio n des résultats (évolutio n des flux rej etés, des volum es traités, des 
rendem ents, etc.) doit permettre de constitu er des tableaux de bord perm ettant de 
mesurer l’ efficacité de s actions entreprises. 
225/5 03

Conçue dans ce sens, l’autosurveillan ce doit reposer sur un modèle co mplet du 
systèm e d’assainissem ent perm ettant d’intégrer l’ensem ble des connaissan ces 
acquises sur son foncti onne ment. 
Cette stratégie suppose que l’acquisition des donnée s est autant (sinon pl us) faite 
dans le but de caler le modèle général  que de fourni r des inform ations directem ent 
exploitables pour évaluer le s rejets. Les conséquences de ce choix peuvent être 
importantes sur le choix d e l’em placement des capteurs. Par exem ple, il peut être 
préférable de m esurer les flux pr oduits par les bassins versants plutôt q ue les flux  
rejetés ou de mesurer la qualité  des efflu ents dans l es collecteurs principaux plut ôt 
que celle des flux rejetés par les dév ersoirs d’ora ge. Cette solution n’exem pte 
cependant pas les collectivités (article 7 de la circul aire du 6 novembre 2000 qui 
définit les sanctions ap plicables au x infractions pour non -respect d e la 
réglem entatio n) de leur obl igation d’aut osurveillance des rejet s. 
6.2.14.4 Autres méthodes utilisables 
Mesurer uniquem ent les flux aux différents points de  rejets (cf. 8.2.4 ) 
6.2.14.5 Critères de choix 
Le no mbre de points de rej ets est le crit ère principal car il conditionne la possibilité 
effective de mesurer l es flux rejetés pa r l’ensem ble des déversoirs d’orage. 
Une bonne e ntente entre la collectivité locale et les services en ch arge de la pol ice 
de l’eau est égalem ent nécessaire pour app liquer i ntelligemment la réglem entatio n. 
6.2.14.6 Pour en savoir plus 
S.H.F., décem bre 2000, Autosurveillance et mesures en  réseau d’assainissement.  
Actes du colloque de L yon.  
 
226/5 03

6.2.15 Définition des charg es de pollution arriv ant à la station 
d’épuration (existante ou à créer) 
6.2.15.1 Objectifs des études de ce type 
Les études diagnostiques des sy stèm es d’assainissem ent perm ettent de conna ître 
l’état du réseau et son fonctionnem ent. L’objectif des études de définition des 
charges de p ollution arrivant à la statio n d’épuration est co mplémentaire : il s’agit 
de déterm iner à partir de la conna issance du systèm e de collecte (réseaux  
d’assainissem ent), les charges de poll ution qu’il va falloir traiter à la stati on 
d’épuration existante  ou à créer. 
Ces charges devront donc  être fournies dans  la form e (unités, pas de tem ps, etc.) 
nécessaire au dimensionnement de ces stations. 
6.2.15.2 Principes de base 
Notons tout  d’abor d qu e, traditionn ellement, le dossier de consultation  des 
entreprises p our la constru ction d ’une st ation d ’épura tion d oit préciser les débits et 
flux de m atières polluantes à traiter en distinguant : 
• une situation  actuelle prévue pour la  date de mise en service de 
l’installation ;  
• une situation prochaine  co rrespondant aux capacités nominales ; 
• éventuellem ent une situati on futu re pour laquelle une extension de 
l’installation devra être prévue ulté rieure ment (la  connaissance d e la 
situation future doit permettre de  mieux prévoir  tant les surfaces 
occupées que les procédés de traitem ent) ; 
• le surplus de polluti on et sa fréque nce à prendre en com pte pour les 
événe ments p luvieux ; 
• les variations im portantes de débit ou de charge, dues aux variatio ns 
de popu lation  ou d ’activité s industrielles. 
Si l’i nstallation doit recevoir des m atières de vidange, de curage ou d ’autres 
déchets organiques, le d ossier de consu ltation doit préciser leurs origines, leurs 
rythmes d’ap port, leurs v olumes journaliers maximum. 
La capacité de traitem ent de l ’installat ion est alors caractérisée par des débit s et 
charges no minales pour lesquelles so nt assurés u n ou plusie urs niveaux de 
traitement conform es aux objectifs de qua lité du rejet dans le milieu naturel . 
Chaque charge journalière nominale corre spond à un e charge maximale admissible 
sur les ouvra ges des traitements. Suivant la  sensibili té du m ilieu, elle s’exprime en 
kilogram mes par jour de DBO5, DCO, MES, NH 4, NK, NO 2, NO 3, PT. A chaque 
capacité no minale, correspond u n seul ni veau de  traitem ent. Chaque capacité 
nominale est au m oins égale aux débits et  charges de référen ce correspondant. Ces 
débits et charges de référence doivent ê tre définis par l’arrêté préfectoral fixant les 
objectifs de dépolluti on de l’ agglom ération lorsqu’ il a été pris, et pris en compte 
dans le progr amme d’assainissem ent. Il s’agit des dé bits po ur lesquels le sy stème 
de collecte, d onc les déversoirs d’orage, ne déversent  pas dans le milieu récepteur, 
mais conservent toutes les eaux pour le s amener à la station d ’épurat ion. 
Lorsque la ch arge journalière no minale co mprend une partie de la charge polluan te 
de tem ps de pluie ( niveau 1 ), cette fraction de tem ps de pluie correspond soit à une 
charge supplémentaire instantanée, soit à une  charge de restitution liée à la vidange 
d’un bassin d ’orage. 
227/5 03

6.2.15.3 Méthodes conseillées 
Les débits j ournaliers n ominaux  exprim és en mètres cubes par jour sont  les 
débits journ aliers maximaux d’eau x usées adm issibles sur les ouvrages de 
traitem ent. Com me pour les charges nom inales journalières, ils correspond ent 
chacun à un seul niveau de traitem ent et se déco mposent en un débit m aximum 
journalier de temps sec auquel sera ajout é ou non une fraction d e débit m aximal 
journalier de temps de pluie. 
Les débits h oraires nomi naux  exprim és en mètres cubes par heure sont les débits  
horaires maximaux d’eaux  usées et d’eaux parasites ad missibles sur les ouvrages 
de traitem ent. Lorsqu ’un débit horaire nom inal co mprend une partie de débit de 
temps de pluie, cette fraction de te mps de pluie correspond soit à un débit 
supplémentaire instantané, soit à un dé bit horaire de restitution lié à la vidange 
Les charges  journalière s nominales  sont obtenues en multipliant les déb its 
journaliers par une valeur de concentrati on. Ces mesures de concentration, sur les 
différents param ètres qui perm ettent d e caractéri ser la capacité de l’installati on, 
sont réalisées sur des éc hantillons non décantés p rélevés pend ant vingt-quatre 
heures propor tionnellem ent au débit. 
Les charges journalières nominales , débits jour naliers nomi naux  et débits 
horaires nominaux  com prennent les charges et débits correspondant aux  apports 
extérieurs (m atières de vidange, graisses, matières de curage) si le dossier de  
consultation prévoit l ’apport de ces matières sur l’installation d’épuration. 
Les débits horaires nominaux  perm ettent le dim ensionnem ent des ouvr ages 
hydrauliq ues de la station d ’épurati on com me le poste de relèvem ent, les 
prétraite ments, les tr aitements phy sico-chi miques, le s décanteurs, les cl arificat eurs, 
les bassins d’orage et les ouvrages de comptage. Un débit journ alier supérieu r au 
débit journali er maximum de tem ps sec pourra être ad mis sur les ouvrages de 
traitem ent si celui-ci ne dépasse pas une va leur lim ite pendant une  période allant de 
24 à 48 heures, par exem ple, la valeur suivante 
Qmax = [3 x (Q mts – Q ecp)] + Qecp 
avec : 
• Qmts = débit moyen de tem ps sec ; 
• Qecp = débit d’eaux claires parasites. 
Pour ce débit,  le fonctionne ment de l’inst allation pourr a être dégrad é au profit d ’un 
rejet global du sy stèm e d’assainissement  plus favorabl e au milieu récepteur. 
Afin de perm ettre le dim ensionnem ent des ouvrages de traitem ent biolo gique, les 
données suiv antes doivent être au minimum précisées : 
• les charges, le volum e moyen jour naliers (sur la sem aine de poi nte et 
sur le mois de pointe) ; 
• les charges maxi males journalières ; 
• le volum e maxim um à adm ettre pend ant 24 ou 48 heures et les 
charges correspondantes à ce volum e (tem ps de pluie) ; 
• le volum e et les charges de pointe h oraires ; 
• la durée de la pointe. 
Enfin, dans le cas où  les eaux r ésidua ires à traiter comportent une partie 
significative de rejets industriels, ou s’ il est dem andé un niveau de traitem ent 
poussé en DCO, NK et NGL, le dossier de consultation devra indiquer les teneurs 
en pollutio n soluble no n biodégradable (DCO  soluble réfract aire et azote organique 
soluble réfractaire) contenues dans l’e au usée. Les eaux résiduaires doivent ainsi 
satisfaire aux conditions ci-après pour tout échantillon m oyen horai re : 
• pH co mpris entre 5,5 et 8 ,5 ; 
228/5 03

• température i nférieure à 25°C ; 
• rH : supérieure à 18 à l’ arrivée du collecteur ; 
• concentrations m aximales : 
- cyanures libr es (expri més en Cn) inférieurs à 0,5 m g/l ; 
- chrom e hexavalent (expri mé en Cr) inférieur à 0,2 m g/l ; 
- somme des métaux lourds (Zn + Pb + Cd + Cr + Cu + Hg + Ni ) 
inférieure à 10 m g/l ; 
- chacun des métaux (Zn, Pd, Cr, Cu, Ni) inférieur à 2,0 m g/l ; 
- mercure ( exprimé en Hg) i nférieur à 0,2 m g/l ; 
- phénols inférieurs à 5 mg/l ; 
- hydrocarbure s totaux (HCT) inférieurs à 30 m g/l ; 
 absence d’effet d’i nhibiteu r de la  nitrification supérieur à 20 % . 
6.2.15.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.15.5 Critères de choix 
Les élém ents de principes ou de m éthodes présentés dans cette fiche sont issus de 
la reco mmandation n° T1-2000 aux m aîtres d’ouvra ges publics pour l’ap plication 
du fascicule 81 titre II ( Conception et exécution des installations d’épura tion 
d’eaux usées) du CCTG applicable aux marchés publics de travaux, édition 20 00. 
Ils devront d onc être adaptés en fonction de l’évo lution de ce docum ent. 
6.2.15.6 Pour en savoir plus 
Se référer au fascicule 81 titre II du cahier des clauses t echniques géné rales 
(CCTG) applicables aux marchés publics de  travau x, approu vé par arrêté du  3 
janvier 200 3. 
229/5 03

6.2.16 Évaluation du ruisselleme nt "naturel" d’un bassin 
versant avant urbanisation 
6.2.16.1 Objectifs des études de ce type 
De plus en plus souvent il est dem andé, lorsque l' on urbanise une nouvelle zone,  de 
faire en sort e que les fl ux sortant n' excèdent pas ceux qui sortaient avant  
urbanisation.  L'objectif d e cette fiche es t de faciliter la définition des valeurs 
décrivant l’ét at initial, qui serviront de r éférence.  
6.2.16.2 Principes de base 
Tout am énag ement d 'un bassin versant modifie son com portem ent hydrolo gique. Il 
est donc qua siment im possible d' urbaniser un bas sin versant sans modifier le 
régim e hydrologique et en particulier le ré gime des crues. On peut cependant faire 
en sorte que  certaines de s composantes de ce régi me soit peu affectée s par le  
processus d' urbanisation. 
La prem ière question à  laquelle il es t nécessaire de rép ondre concerne 
l'identificatio n des caractéristiques hydrologi ques que l' on co nsidère co mme 
fondam entales. Cette iden tification se fait en précisant trois élém ents : le lieu 
(généralem ent l' exutoire du bassin versant), la période de retour et la valeu r à 
considérer (débit de poi nte en quelque s minutes, débit m aximum m oyen en u ne 
heure, volum e journalier, etc.). 
Du point  de vue du gestion naire du s ystèm e d'assainissement, la réflexion peut être, 
de ce point de vue, difficile. Par exem ple, se  contenter de lim iter le débit de poin te 
peut conduire  à généraliser l' usage de petits  bassins de retenue, d ont les débits d e 
vidange cum ulés peuvent entr aîner une augm entation des crues à l'aval (voir Figure 
7). 
 
apport du bassin versant 1apport du bassin versant 1
apport du bassin versant 2Q
tavec stockage Q
t 
figure7: Exem ple de renforcement de la crue à l'aval,  dû à la mise en place d'un bassin 
de ret enue. 
 
Une fois identifiées les ca ractéristiques hydrauliques à ne pas m odifier, se prése nte 
une deuxièm e difficulté : comment évaluer le s valeurs de référence, c'est-à-d ire 
celles qui existaient avant urbanisation.  
6.2.16.3 Méthode conseillée 
Comme dans toute étude hydrolo gique, une app roche correcte du problè me 
nécessite de faire appel, dans la mesure du possible, à la mesure et à la 
modélisation. 
En cas de présence d' une station de mesure sur le ru isseau servan t d'exutoire à la 
zone à urbani ser (m ême à l 'aval de cell e-ci), l' utilisati on des m esures est un m oyen 
simple d'évaluer le débit s pécifique du  bassin versant (débit produit par unité de 
surface). Le produit de ce  débit spécifique par la surface de la zone four nit une 
première indication préci euse. Il  est cependant nécess aire de s 'assurer  de 
l'homogénéité des sols, de leur couvert ure vé gétale, de leur pente, etc.. Par ailleurs 
230/5 03

un bassin urbain, surtout lorsqu' il est  équipé  d'un réseau traditionnel de drainage, 
réagit beaucoup plus rapid ement qu' un bassin versan t rural ou nat urel. Il peut d onc 
être sensible à des pluies de nature différente, susceptibles de se produire dura nt 
d'autres saiso ns que celles qui pr ovoquent traditionnellem ent des crues. 
En l' absence de mesures l ocales, il est parfois possible d' utiliser des informati ons 
provenant d e bassins v ersants géogra phiquem ent proches et présentant des 
caractéristiques (surface, relief, nature et occupation de s sols, etc.) voisines. 
6.2.16.4 Autres méthodes utilisables 
Des méthodes de ty pe Crupedix ou Socose peuvent parfois pallier le manque local 
de données. 
Il est en revanche totalement déconseillé d’utiliser un m odèle de calcul des débits 
correspondant à des bassins urbains (p ar exem ple le modèle de Caquot) avec une 
imperméabilisation faible. Ce ty pe de m odèle est en effet totalement incapable d e 
fournir un ordre de grand eur correct d’u n débit  produit par un bassin versant de 
nature co mplètem ent différente. 
6.2.16.5 Méthode Crupedix 
- Cette méthode perm et d’estim er rapi dement le débit instantané m aximal 
annuel de période de retour dix ans sur un bassin versant rural de taille 
quelconque ( entre 2 et 2 000 km2) situé en France métropolitaine. Ell e 
ne néces site comme inf ormation qu e la pluie journalière déc ennale  
(P10) et la superficie du bassin versant (S). 
- Elle repose sur la form ule suivante, calée statistiquem ent sur un grand 
nombre de bassins versants étudiés en  détail, qui perm et de relier le Q10 
à S et P 10 en faisant intervenir un coeffi cient de correction régional  (R). 
Q10 = S 0,8 (P10 / 80) 2.R (v oir unités et courbes page suivante) 
Dans le cas où P 10 n’est pa s connu o n peut l’estim er par la form ule suivante : 
15KPp
ta
10 + =  (mm) 
où P a est la pl uie annuelle m oyenne et K t le coeffici ent des te mpératures. 
Les contraintes et lim ites d’util isation de cette méthode sont les suivantes : 
• l’intervalle de confiance (Q/2 , 2Q) a une probabilité de 90 % 
d’encadrer la bonne répon se. L’interv alle de confiance (2Q/3, 3Q/2) 
a une probabi lité de 70 % d’encadrer la bonne réponse ; 
• dès que le nom bre d’années de mesures est supérieur à sept ans (voire  
moins si la période observée est hu mide et riche en crues) le cal cul 
statistique est  préférable ; 
• la surestimation est fréquente, s ouve nt due aux bassins versants 
perm éables trop isolés po ur po uvoir  leur affecter un coefficient R 
spécifique. 
6.2.16.6 Pour en savoir plus sur la méthode Crupedix 
• Synthèse nati onale des crues des pe tits bassins versants, fascicule 3 : 
la m éthode Crupedix ; Ministère de l’Agricult ure (SRAE, DASH, 
CTGREF), janvier 19 80. 
231/5 03

Carte du coefficient rég ional R à utiliser pour le calcul QIXA10 par la 
méthode CRUPEDIX 
Carte des précipitation s journalières de fréquence décennale  
figure8:  Cartes Crup édix 
 
232/5 03

6.2.16.7 Méthode Socose 
Cette méthode permet le calc ul du débit instantané maximal ann uel de période d e 
retour 10 ans à l’exutoir e d’un petit  bassin versant rural et  l’esti mation d e 
l’hydrogramme de projet correspondant. 
Elle utilise la surface (S en km ²) et longueur du chemin hydrauli que (L en k m) du 
bassin versant, la pluie décennale jo urnalière (P 10 en mm), l e coeffici ent de  
Montana (b) relatif à la fréquence décen nale et  valabl e pour une durée voisine de l a 
durée caractéristique de la crue D, la pluie annue lle moyenne (Pa en mm ), la 
température m oyenne (ta en °C) et un coefficient correcteur ξ donné par des tables. 
La méthode est inspirée des méthodes du Soil Conservation Service , mais a été  
complètement remaniée. 
)P,Pa,L,S,b,k(fp avecp1215p
250.1S.KQIXA2
b10 =−ξ=
 
Cette méthode s’applique pour des bassins ve rsants de surface co mprise entre 2 et 
200 km 2. Elle est relativement peu précise et il est préférable de  l’appuy er sur des 
inform ations h ydrom étriques locales. 
6.2.16.8 Critères de choix 
La logique et le bon sens reco mmandent  d’util iser plusieurs méthodes afin 
d’évaluer les incertitudes associées à la valeur de déb it préconisée. 
6.2.16.9 Pour en savoir plus sur la méthode Socose 
Pour appli quer cette méth ode, utiliser l a référence suivante qui  contient tous l es 
éléments néc essaires : 
• Synthèse nationale des cru es des pe tits bassins versants, Fascicule 2 : 
la m éthode SOCOSE ; Ministère de l'Agriculture (SRAE, DASH, 
 
233/5 03

6.2.17 Conceptio n d’un sy stème de  gestion des eaux pluviales à 
l’échelle d’une petite zone amont : choix d’une solution 
technique adaptée (réseau traditionnel ou autre) 
6.2.17.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif de ce ty pe d’ étude est de  choisir la solution technique la mieux adaptée 
pour gérer les eaux pluvi ales dans un e zone urbaine donnée. Deux fam illes d e 
méthodes sont traditionnellem ent o pposées : les techniques traditionnel les 
d’évacuation par réseau et les techniques dites alternatives (ou com pensat oires) 
visant à retarder l’évacuation des eaux de ruissellement et/ou à les infiltrer. Sur les 
bases de ces principes un grand nom bre de techniques peut être envisagé : puits 
d’infiltration, fossé ou tranchée drain ante, bassin de retenue o u d’infiltration, 
stockage en pied d’habitati on, chaussée à st ructure réservoir, toitur e stockante, etc. 
Le problèm e du choi x peut  être posé de puis l ’échelle de l’ag glomération ( straté gie 
générale  de gestion des eaux de ruissellement  à l’échelle de l’ agglom ération) 
jusqu’ à celle de la zone urbaine élé mentaire (ZAC, lotissem ent, rue, etc.) [ voir 
aussi 2.3.3 ]. 
6.2.17.2 Principes de base 
Ce ty pe d’étu de intervient dans un contexte  d’aide à la décision. Elle ne nécessite 
pas de m odélisation à p roprement parler, mais plutôt  l’appli cation de règles 
expertes. Le choix s’effectue  généralement en deux étapes  : choix de la destination  
de l’eau (entr e réutilisation, infiltration ou évacuation) ; puis choi x de la techni que 
la mieux adaptée. En prati que, il est d’a illeurs possible de combiner sur une même 
zone, les différentes solutions, et nota mment de réduire l ’évacuation par tu yau 
grâce à la mise en œuvre de dispositifs visant à déconnecter  le maxi mum de 
surfaces du réseau afin de lim iter les d ébits évacués et donc les dimensions des 
tuyaux. 
6.2.17.3 Méthode conseillée  La nécessaire prise en compte de co ntraintes multiples pour l a sélection des 
techniques adaptées à un projet demande  la définition de critères de choix  
nombreux. Ces critères vont dépendre des te chniques elles-mêmes, de leur cy cle de 
vie et de leurs relations avec l’envi ronnem ent du projet (ph ysique, social, 
urbanistique, décisionnel, etc.). 
Ces critères p euvent être répartis en deux fam illes : 
• critères de faisabilité permettant d’identifier si u ne solution est 
techniquement possible ; 
• critères de décision permettant une c omparaison raisonnée entre 
plusieurs scénarios adm issibles (ensem ble de techniques). 
(voir 2.4) 
6.2.17.4 Critères de faisabilité techniques 
Concernant la faisabilité technique, on pourra s’a ppuy er sur la grille d’analy se 
suivante. On étu diera 
systéma tiquement la  
possibilité d ’utiliser d es 
solutio ns sans tuyau et, 
sauf cas particulier, on 
limitera  au max imum les 
volumes et les débits de 
pointe ruisselés à l’aval. 
234/5 03

Critères Évaluat ion 
(les classes contra ignantes pour le 
critère  sont en  gras) Incidence des évaluations par 
rapport aux classes 
contraignantes 
Zone à assainir Chaussée 
Bâtiment 
Espace piéton 
Parcelle  de petite t aille 
Zone im portante  
Disponibilité de l’espace Oui 
Non Impossibilité d’utiliser des 
techniques de mandant des surf aces 
autres que la zone à assainir 
Oui 
Vulnérabilité des eaux 
souterraines vis-à -vis des eaux de  
pluies Oui 
Non Pas d’utilisation de techniques 
d’infiltration 
Niveau des hautes  eaux de la 
nappe Affleu rantes  (< 1,5 m ) Pas d’utilisation de techniques d’infiltration, possi bilité 
d’utilisation de pui ts d’injection A profondeur  moyenne 
Profondes o u absentes ( > 6 m) 
Risque d ’eaux ch argées en 
polluants Faible 
Moyen * 
Important** (*) Utilisation de d ispositif 
d’épuration 
(**) Pas d’utilisati on de techniques 
d’infiltration et utilisation de dispositi f d’épuration 
Portance Faible (P < 2) 
Correcte (P ≥ 2) Pas d’utilisation de chaussée à structure rése rvoir d’infiltration, ni 
de techniques linéair es dans le cas  
de l’assainisse ment d’une chaussée 
à trafic lourd 
Capacité d’absor ption 
superficiell e du sol Mauvaise  (< 1 0-7m/s) 
Correcte ( ≥ 10-7m/s) Pas d’utilisation de techniques d’infiltration 
Capacité d’absor ption profonde  
du sol Mauvaise  (< 1 0 s) -7m/
Oui 
Pente  du si te (élément à assainir, 
éventuels espaces  disponibles) Inexistante à faible 
Moyenne à im portante Pose de cloisons 
Trafic Faible (<  T2) 
Important (≥ T2) Précautions d’utilisation pour les chaussées à structure rés ervoir 
Non Pas d’utilisation de revête ment 
drainant pour  les chaussées à 
structure rése rvoir 
Apport d ’eau pe rmanen t Possible 
Impossible  Pas d’utilisation de bassins en eau 
Altitud e Basse ( < 900 m) 
Élevée  (≥ 900 m) Pas de stockage sur  toit 
Pente  des toits Faible (<  1 %) 
Moyenne * 
Importante (> 5 %)** (*) Pose de cloisons sur  toit 
Oui 
Non Pas de stockage sur  toit Nature du  sol pro pice à la 
présence d’eau  Non Pas d’utilisation de techniques d’infiltration 
Existence d’ un ex utoire 
permanent Possible 
Impossible  Problèm e pour  assainir la zone à 
l’aide de techniques de r étention 
Risque d ’eaux ch argées en fin es Non Nécessité d’un dis positif 
d’épuration et pa s d’utilisation de 
revêtem ent drainant 
Existence de  zones importantes 
de cisaille ment Oui 
Niveau des basses  eaux de la 
nappe Affleur antes ou à pr ofondeur  
moyenne 
Profondes ou abs entes Pas d’utilisation de bassins en eau 
4 perm éables I 
(**) Pas de stockage sur  toit 
Bâtiment compatible avec le 
stock age de  l’eau  en toitur e 
 
Tableau 29.: Liste d e critères d iscrim inants p ermettan t d’appréhender la faisabilité 
d’un principe de technique, d’après [Azzout et al, 1996]. 
6.2.17.5 Critères de décision  (voir aussi 2.4.5 ) 
Pour choisir la solution la mieux adaptée à un site et à un projet particulier, il sera 
nécess aire de considérer des critère s liés aux aspects s uivants : 
• l’aménagement : im pact pay sager, contraintes i nduites par les 
solutions sur l’aménagement, possibilité s de fonctions  de loisirs ; 
235/5 03

• l’aspect financier : coût des études  préalables  (recher che de 
perm éabilité,  nature de s ol), coût  d’investissement,  statut juri dique 
des ouvrages (public/privé), rentabilité du scénario par rapport au  
développem ent de la zone) ; 
• l’entretien et  la gestion : fréquence de l’entretien c ourant, t ype d e 
matéri el, contrôlabilité de l’entretie n, récupération et éli mination des 
déchets lors de l’ entretien couran t, conso mmation d’ énergie, risqu e 
pour le perso nnel d ’entreti en, dégradation p ossible de l’ou vrage ; 
6.2.17.8 Pour en savoir plus 
Éditions  Lav oisier, TEC & DOC, Paris, 372 p. • l’efficacité h ydraulique : aptitude  du scénario à supporter des 
événem ents p luvieux excep tionnels, im pact en cas de débordem ent ; 
• l’infl uence du scénario sur la popul ation : changement d’habitud es, 
gestion des usages multiples, nuisan ces, risques pour  la sécurité des 
personnes ; 
• l’infl uence du scénario sur l’envir onne ment : aptitude de l’ouvra ge à 
retenir une pollution parti culaire chronique, aptitude de l ’ouvrage à 
retenir une po llution dissou te chronique ;  
• la mise en œuvre : opér ationnalité pl us ou m oins immédiate de 
l’ouvrage, ap titude de l ’opération à être mise en œu vre et contrôlé e 
facilement ; 
• le développement à long terme : renouvellem ent de l’ouvra ge, 
récupération des déchets l ors de la réhabilitation. 
6.2.17.6 Autres méthodes utilisables 
6.2.17.7 Critères de choix 
Azzout Y., Barraud S., Crès F.N., Alfakih E. 1994. Techniques alternatives en 
assainisseme nt pluvial : choix, c onception, réalisation et entretien.   
236/5 03

6.2.18 Dimensionnement d’un réseau neuf zone amont (tuy au) 
6.2.18.1 Objectifs des études de ce type 
La décision de choisir une solution par tu yau ayant été prise, il faut ensuite 
déterm iner les dimensions du réseau. L’objec tif de ces études est de fixer le couple 
pente/section à affecter à c haque tronçon de co nduite  (ou ensem ble de tronço ns de 
conduites) drainant une zone urbaine ne recevant aucun apport de l’amont (tête de 
réseau). 
6.2.18.2 Principes de base 
La période de retour p rise en compte  dans le s calculs doit être choisi e 
conform ément aux décisions du maître d’ouvr age relatives au niveau de protection 
à assurer (voi r la fiche 6.2.3). A défaut, on po urra uti liser la norme NF EN 752-2  
relative aux réseaux d’ évacuation et d’ assainissement à l’extérieur des bâti ments. 
6.2.18.3  Méthode conseillée 
La méthode de référence consiste à utiliser le modèle général  de la collectivité. 
Les critères de choix des modèles sont ceux décrits dans la fiche 6.2.6 . 
Les données pluviom étriques à utiliser en entrée seront de préférence constituées 
par un ensemble de pluies  de référence réelles mesu rées sur le site ou sur un site 
voisin (représentatives de la pluviosité local e). A défaut, un ensem ble de pluies de 
projet. 
6.2.18.4 Autres méthodes utilisables 
Lorsque les surfaces à drainer et les débits  générés sont faibles et que la zone 
étudiée est située dans un secteur géographi que peu  sensible a ux inon dations,  le 
concepteur des travaux à réaliser pou rra utiliser des méthodes sim plifiées : 
• soit la méthode de Caquot  ou la m éthode rationnelle , 
• 
- soit un m odèle détaillé simplifié utilisant  les méthodes suivantes : 
pluie de proje t en entrée, 
- coefficient de ruisselle ment constant  et modèle du réservoir linéaire , 
ou m odèles équivalents ap pliqué sur les sous bassins versants, 
- modèle de propagation si mplifiée (ty pe muskingum ) appliqué  sur les  
tronçons de r éseau. 
6.2.18.5 
• Critères de choix 
Cas 1  : si la zone étudiée a une surfa ce inférieure  à 1ha, ou si les  
calculs montrent que le dé bit décenna l à son exutoir e (avant m ise en 
place d 'un éventuel dispositif d' écrêtement) est inférieur à 100 L/s, on  
pourra util iser une m éthode m anuelle t ype Caq uot (n ota : des 
caractéristiques local es favorables,  en particulier une situati on 
géographiq ue telle que les risques de  dégâts soit très faibles en cas 
d’inondation,  peuvent con duire à ju stifier l’augm entation de ce débit,  
sans que celui-ci puisse excéder 200 l/s). 
• Cas 2  : si la zone étudiée a une surfa ce inférieure  à 5ha, ou si les  
place d'un éventuel dispositif d'écr êtement) est inférieur à 500 L/s, on 
pourra utiliser un logiciel de dim ensionnem ent basé sur une méthode 
détaillée si mplifiée (nota : des car actéri stiques locale s favorables, en 
particulier une situation géographiq ue telle que les risques de dégâts 
237/5 03

soit très faibles en cas d’in ondatio n, peuvent con duire à justif ier 
l’augm entation de ce débit, sa ns que celui-ci puisse excéder 
1 000 l/s). 
Dans ces deux cas, le concepteur des trav aux à réaliser prendra co mme point  de 
départ aval de la ligne piézométrique, et suivant le cas : 
- soit l’altitude du prem ier tam pon situé en domaine public plus 15 cm  (par 
exemple) ; 
 - soit le point le plus haut de la voiri e publiq ue (poi nt le plus haut de la  
chaussée et des trottoirs) ; 
- soit le niveau maxi mal constaté duran t les cent dernières années de l’eau 
dans le cours d’eau aval (si  une telle info rmation est disponible). 
• Cas 3  : dans tous les autres cas,  on utilisera la méth ode 
recommandé e. 
 
Dans tous les cas, on po urra justifier une dim ension d ’ouvrag e plus faible en  
utilisant une méthode plus élaborée que la méthode st rictement nécessair e. 
 
238/5 03

6.2.19 Calculs h ydrauliques et  évaluation de la rugosité 
6.2.19.1 Objectifs des études de ce type 
Dans de nombreux cas les proj eteurs sont amenés à associer à chaque tronçon de 
conduite une valeur de rugos ité : calcul de la ligne d 'eau associée à un débit pour 
évaluer les risques de déb ordement, di mensionnem ent d' une con duite, défini tion 
des données nécessaires à un logiciel, etc. 
Dans le  cas des écoule ments à surfac e libre, l 'enjeu ess entiel est d 'établir une 
relation entre les valeurs de hauteur (donc de section m ouillée), de vitesse et de 
débit. 
6.2.19.2 Principes de base 
- la nature des dépôts sur les parois, 
- la viscosité de l'eau, elle même fonction de la tem pérature et de la 
présence éve ntuelle d'autres élé ments ( MES, autres fluides, …), 
- etc.. 
La form ulation générale da ns le cas des écoule ments à surfac e libre est due à  
Antoine Chézy  qui a montré que d ans un écoulem ent permanent, la vitesse 
moyenne V répondait à la relation : Le choix correct de ce paramètre en fonc tion du m atériau constitutif de la conduit e, 
de la nature des eaux, de s conditions d e fonctionnement  de l' ouvrage, … est donc 
important po ur une évalua tion per tinente des grandeurs recherché es. 
Le coefficien t de rugosité traduit glo balem ent la plus ou m oins grande résistan ce 
qu’un tro nçon oppose au passage de l’eau. Il a la dimension d' une longueur et 
permet de cal culer les pert es de charge l inéaires.  
En théorie, c e coefficient dépend essentie llement de la taille et de la forme des 
aspérités de la paroi. En pratique, les pertes de charge dé pendent de nom breux 
autres paramètres, en particulier : 
- les "macro-as pérités" du réseau (branche ments, câble s, échelles, etc .), 
- la nature des dépôts sur le fond de la co nduite, 
- les turbulences induites p ar les changem ents de régime hydraul ique 
(changem ent de forme, changem ent de  pente, changement de direction,  
arrivée latéral e de débit, …), 
Pour ces différentes raisons, il n' est pas toujours s imple de choisir une val eur 
adéquate. En particulier, les valeurs pr oposées par les fabrican ts de tu yaux et 
mesurées dan s des conditions de laboratoi re n'ay ant rien à voir avec le s conditions 
opérationnell es sont sy stéma tiquem ent trop optimistes. 
J.RCVh =   
avec  Rh : rayon hydraul ique de l ’écoulem ent (m ) ; 
 J : (ou pente de l a ligne de charge) (m /m) ; 
 C : coefficient dit de Chezy  (m1/2/s). 
Le coeffici ent de pertes  de charge appa raît dans l e calcul du c oefficient C,  les 
paragraphes suivants présentent les m éthodes perm ettant d' évaluer sa valeur. 
6.2.19.3 Méthode conseillée 
La form ule la plus couramme nt utilisée dans le monde pour calculer les pertes de 
charge linéai res dans le  cas de s écoulements à surface libre est la for mule de 
Manning-Stri ckler, qui se m et sous la form e : 
239/5 03

61
hRn1C=  soit 21 32
h h J RKJRCV × ×= =  
Il s'agit d' une form ule em pirique, qu i, bien qu' elle ne soit pas hom ogène sur le plan 
dimensionnel avec la form ule de Chézy , donne des résultats très satisfaisants. Nous  
en conseillons donc l' usage. 
Le tableau su ivant indiq ue des ordres d e grandeur des valeurs du param ètre K = 
1 / n (coefficient de Manning-Strickler ). Ces valeurs correspondent à de bon nes 
conditions hydrauliques (exem ptes de pertes  de charge singulière s) et il n' est pas 
rare que les valeurs réelles soient infé rieures de10% à 20%  aux valeurs indiquées 
(voir le paragraphe précéde nt). 
 
Nature des parois Coefficient K 
(m1/3.s-1) 
Revêtements en m ortiers li ssés très bien réalisés 85 à 90 
Grès - enduit ordinaire 80 
Béton lisse 75 
Maçonnerie ordinaire  70 
Béton dégradé - maçonnerie ancienne - terre battue 60 
Rivière régulière en lit rocheux ou berges en terre 
enherbées 50 
Rivière en lit de cailloux - berges en terre dégradées 40 
Berges totalement dégradées - torrent transportant de 
gros blocs 15 à 20 
  
6.2.19.4 Autres méthodes utilisables Tableau 30.: Exemp les de valeurs du coefficien t de Mann ing-Strickler pour différen ts 
matériaux. 
En France, on utilise encore parfois encore la form ule de Bazin : 
hR 187C
γ+=   
Cette for mule ne présente pas d' intérêt particulier par rapport à la pr écédente. 
Il est également possible d' utiliser la form ule de Colebrook et W hite : 
 
λ = /g.8 C  
avec 


λβ+α−=
λ Re R.klog21
h 
Dans cette relation, g repr ésente l 'accéléra tion de la pesanteur, Re le no mbre de 
Reynolds, qui  fait interveni r la viscosité de l'eau et k est une m esure m oyenne de la 
taille des asp érités. 
Cette dernière relation pr ésente le triple intérêt d' être mieux fondée sur le pl an 
scientifique, de faire appa raître explicit ement l es gra ndeurs phy siques (taille des 
aspérités et v iscosité de l' eau) et de p ouvoir s' appliqu er aussi bien en charge qu' à 
surface libre. En revanche elle est d'un em ploi plus difficile. 
240/5 03

6.2.19.5 Pour en savoir plus 
Le meilleur o uvrage récent sur le sujet est : 
Graf W.H., 1993. Hydraul ique Fluviale.  Tome 1 : Écoulement permanent unif orme 
et non uni forme. Lausanne, éditions  Presses pol ytechni ques et universitaires 
romanes.  
 
241/5 03

6.2.20 Dimensionnement d’un ouvrag e de stockage 
6.2.20.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif de ce ty pe d ’étude est de calculer le v olume maxi mum susceptible 
d’arriver dan s un bassin de retenue des ea ux pluviales pour une période de retour 
donnée et d ’en déduire le v olume de la retenue et la loi de vidange.  
Seules sont prises ici en co mpte des con sidérations de type h ydraul ique (protection  
contre les c rues). Voir les fiches 6.2.24 et 6.2.2 5 pour le s éléments de 
dimensionnement liés aux aspects limitation des flux  polluants. 
6.2.20.2 Principes de base 
La période de retour d oit être choisi e conform ément aux déci sions du m aître 
d’ouvrage rel atives au niveau de protection à assurer (voir les niveaux  dans la fiche 
6.2.3). 
6.2.20.3 
La méthode de référence consiste à utiliser le Méthodes conseillées 
modèle général  de la collectivité. 
Les critères de choix des modèles  sont d écrits dans la fiche 6.2.6 . 
Les données pluviom étriques  à utiliser en entrée seront de préférence constituées 
par un ensemble de pluies de référence r éelle s mesu rées sur le site ou sur un s ite 
voisin (représentatives de la pluviosité local e). Il est indispensable de tenir co mpte 
des pluies longues et des successions de pl uies ( même séparées par des intervalles 
de tem ps de plusieurs heures) pour tenir co mpte de l’état de rem plissage du bassin 
au début de la  pluie. 
A défaut, on pourra ut iliser un ensemble de  pluies  de projet. D ans ce cas, il est  
essentiel de tester des pluies de diffé rentes durées pour  une m ême période de 
retour. Ce n’est en effet généralement pas la pluie qui prov oque l e débit maximum 
à l’exutoire du bassin versant qui générera  les volumes les pl us im portants dans 
l’ouvrage de stockage. 
6.2.20.4 Autres méthodes utilisables 
Méthode des pluies  ou m éthode des vol umes. 
6.2.20.5 Critères de choix 
On pourra utiliser la méthode des pluies  ou la méthode des volumes (avec des 
données locales de précipitations) dans l e cas d’u n réseau hom ogène, sans ouvra ge 
spécial ni autre bassin de retenue à l’ amont du bassin de rete nue que l’on souha ite 
dimensionner, à condition que le volume to tal de la retenue soit inférieur à 500 m3 
(volum e pouvant exceptionnellem ent être porté à 1 000 m 3 en l’ absence de ri sques  
importants en cas de dy sfonctionnem ent). 
Dans tous le s cas, il sera possible de jus tifier un v olume plus faible obtenu en 
utilisant le modèle de référence. 
6.2.20.6 Pour en savoir plus 
 Service Tech nique de l' Urbanism e & Agences de l’eau (1994) .  
Guide technique des bassins de retenue d’eaux pluvia les. 
Paris, éditions Lavoisier, TEC &DOC, 275p. 
 
242/5 03

6.2.21 Dimensionnement d’un ouvrage d’infiltration 
6.2.21.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif de ce ty pe d’ét ude est de d éterminer les dimensi ons à attribuer à un 
ouvrage d’inf iltration desti né à évacuer des eaux pluviales à travers le sol. 
6.2.21.2 Principes de base 
d’ouvrage rel atives au niveau de protection à assurer. 
Concernant l a surface d’infiltration, on distinguer a les ouvrages d’ infiltration  
recevant des effluents apportés par un ré seau d’ assainissement et les ouvrages 
filtrants ali mentés directement par le ruissellement : 
• pour les ou vrages d’infi ltration, on ne prendra généralement en 
compte21 comme surface infiltrante qu e les parois latéral es de 
l’ouvrage, d u fait du possib le colm atage rapide du fo nd ; 
• pour les ouvr ages filtrants, on pourra prendre en compte la totalité de 
la surface horizontale de l’ouvrage,  à condition que le fond de 
l’ouvrage so it protégé c ontre la sédim entation des matières en  
suspension et contre les apports en matière organique (cas des 
chaussée s à structure réser voir à revêtement de surface poreux ou des 
fossés drainants séparés de la chaussée par une bande filtrante 
enherbée). 
La capacité d’infil tration du sol sera mesurée sur place par un dispositif adapté et  
corrigée par un facteur de sécurité égal à ½. 
Enfin, pour limiter les risques de pol lution de la nappe d ’eau souterraine, on 
réservera une profondeur minim ale de 1 mètre entre le plus haut niveau de la nappe 
et le fond de l ’ouvrage d’infiltration. 
6.2.21.3 
Les critères de choix des modèles  sont ceux décrits dans la fiche 6.2.6  
Les données pluviom étriques à utiliser en en trée seront de préférence constituées 
au début de la pluie et éventuellement de  sa capacité d’infiltration, susceptible de 
varier selon les conditions de saturation du sol. 
                                                      
21 On pourra prendre en c ompte la surface e ntière du fonds pour les cha ussées à struct ure 
réservo ir où l’eau  est i njectée p ar des systèmes de drains sauf si les eaux  recueillies so nt 
notoirement chargées  (réseau unitaire par temps de pl uie par exemple). Il  en est de même 
pour les fossé s draina nts où un géotextile est installé près de  la surface de façon à pouvoir 
être cha ngé facilement en cas de besoin. 
243/5 03

6.2.21.4 Autres méthodes utilisables 
Dans les cas interm édiaires, on pourra utiliser la méthode des pluies  ou la métho de 
des volum es. 
Il sera égalem ent possible pour les petits ouvrages d’utiliser une méthode 
simplifiée consistant à dimensionner l’o uvrage de façon à stocker la lame d’eau 
journalière de période de retour choisie. Le volum e de stockage (m 3) nécessair e est 
alors égal à : 
V = C.S.H 
avec : 
• C : coefficien t de ruissellement ; 
• S : surface du bassin versa nt (m²) ; 
• H : hauteur d’eau jour nalière corre spondant à la période de retour 
choisie (m ). 
6.2.21.5 Critères de choix 
Cas 1  : ouvra ge don t la c apacité de stockage est inférieure à 10 m3. Pour ces 
ouvrages on pourra utiliser la méthode si mplifiée à condition de vérifier que 
l’ouvrage peu t norm alemen t se vidanger en vingt- quatre heures. 
Cas 2  : ouvrage dont la capacité de stoc kage est com prise entre 10 et 500 m3 
(limite pouvant être exceptionnellem ent portée à 1 000 m3 à condition qu ’il n’y ait 
pas de risques im portants en cas de dysfonctionnement). Pour ces ouvrages, on 
pourra utiliser la méthode des pluies ou la méthode des volu mes (avec des données 
locales de précipitations) à condition que le  réseau drainant le bassin versant  soit 
homogène, sans ouvrage spécial ni autre ba ssin de retenue à l’amont du bassin  de 
retenue que l’on sou haite dim ensionner. 
Cas général  : dans tous les autres cas on utilisera la méthode reco mmandée. 
 
244/5 03

6.2.22 Réutilisation d’une portion de réseau exis tant 
6.2.22.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif de ce ty pe d’é tude est d’év aluer le débit maxi mum susceptible d e 
transiter (pour une période  de retour do nnée) dans un collecteur existant situé à 
l’aval d’un réseau exist ant et d’en déduire les m odalités pratiques de sa 
réutilisation. 
6.2.22.2  Principes de base
Ce ty pe d’étude est souv ent la résulta nte d’une é tude préalable de diagnos tic 
(cf. fiche 6.2.6). On dispos e donc généra lement d’ un modèle perme ttant de calculer 
les débits transitant dans le tronçon co nsidéré pour une pluie par ticulière. Si ce 
n’est pas le cas, la construction d’un tel modèle représentant la zone am ont est 
indispensable. Pour traiter ce ty pe de  problèm e, on utilisera généralement des 
méthodes détaillées,  et on  associera av antageusement m odélisation et métrolo gie. 
Ce ty pe d’étu de nécessite des modèles rela tivement sophistiq ués et ne peut pas être 
envisagé san s l’aide d’ outils inform atiques, sauf si on peut m ettre en place une 
campagne de mesure locale (pluie-débit). 
6.2.22.3 Méthodes conseillées 
Idem  fiche 6.2.6 . 
6.2.22.4 Autres méthodes utilisables 
Autres choix possibles en cas d’utilisation de m odèles détaillés  : idem  fiche 6.2.6  
Il est parfois possible d’utiliser une méthode globale (m éthode rationnelle  par 
exem ple), si l’on dispose de mesures locales de bonne qualité. 
6.2.22.5 Critères de choix 
Il ne sera possible d’uti liser une m odélis ation globale que s’il n ’y a pas d’ou vrages 
spéciaux (et en particulier de bassins de re tenue et de déversoirs d’orage) à l’amont 
du tronçon considéré, et si l’on disp ose de données recueillies sur une dur ée 
suffisamment long ue (un a n est un m inimum pour caler un m odèle). 
 
245/5 03

6.2.23 Optimisation de l’utilisati on de s stations d’épuration par 
temps de pluie 
6.2.23.1 Objectifs des études de ce type 
La réglementation im pose de limiter les rejets d’efflue nt non tr aités, y  compris 
pendant les périodes pluvi euses non ex ceptionne lles. Pour atteindre cet objectif, la 
solution la pl us sim ple sem ble donc êt re l’ut ilisation des stations  d’épuration , qui 
disposent gé néralement d’ une surcapacité  hydrauli que leur per mettant d’ accepter,  
pendant une période lim itée, un débit supérieur à celui qu ’elles reçoivent dans les 
conditions habituelles. L’objectif de ces  études est de voir comm ent il est possi ble 
de tirer le meilleur parti de cette surcapacité. 
6.2.23.2  Principes de base
Les débits transférés vers la station d’ép uration par tem ps de pluie sont beaucoup  
plus i mportants que par t emps sec. Par a illeurs, l a composition des eaux peut être 
très différente de celle des eaux de temps s ec. Il est de plus im portant de noter que 
cette modification de la  composition ne peut pas être assimilée à une simple 
dilutio n de l’eau usée ; les rapports des concentrations  dans les eaux de tem ps sec 
et dans les eaux de tem ps de pluie sont en effet différents selon les indicateurs. 
De ce fait, les eaux transférées par tem ps de pluie da ns les réseaux 
d’assainissement ont un im pact important sur le fonctionnem ent et le rendemen t 
des stations d’épuration, en particulier sur celui des stations d’épuration à bo ues 
activées qui sont les plus  courantes en France. Entre autres, elles provoquent de s 
perturbations qui peu vent se traduire par : 
• des pics de concentration i mporta nts en MES dans l’e au rejetée ; 
• une légère baisse de rendem ent su r le traitement de la polluti on 
carbonée ; 
• une forte baisse, voire un a rrêt, de la nitrification ; 
• un stockage des boues dans le clar ificateur et, éventuellement, une 
fuite de ces boues vers le milieu récept eur ; 
• des perturbations plus ou moins graves de la filière boues (s e 
traduisant en outre par une difficulté  accr ue de valorisation agricole). 
En l’ absence de précautions spécifiques,  la qualité du fonctionnem ent de la statio n, 
et en définitive son rendement, peut d onc être fortement altérée pendant les p luies 
et après les pluies. De ce fait, la gestion  courante con siste le plus souvent  à évit er 
autant que po ssible les fuites de boues, sans chercher véritablem ent à optim iser le 
traitement. Il est  cepen dant possible d’envisager l’utilisation des stat ions 
d’épuration, moyennant certaines précautions . La prem ière d’ent re elles consiste à 
essay er de stocker les effluents dans le systèm e d’assainisse ment (bassin d’ orage, 
etc.) pendant l’événem ent pluvieux, de f açon à am ener le maxim um de volu me à la 
station, pendant et après  la pluie, ceci sans surc harger la sta tion sur le plan 
hydraulique, c’est-à-dire en lim itant le débit entrant. 
Ce sy stèm e est particulièrem ent destiné aux réseau x unitaires, ou, du m oins, aux 
réseaux pour lesquels l’augm entation de débit pendant les périodes pluvieuses est 
trop forte pour être absorbée par la station d’épuration. L ’idée de  base consiste à 
stocker l’eau excédentaire pendant la plui e, pour la restituer ultérieurem ent à un 
débit com patible avec la capacité de la station. Le stockage dans le s ystème 
d’assainissement peut se concevoir, soi t dans des o uvrages spécifiques (bassins 
d’orage), soit dans le réseau lui-mê me. La fich e 6.2.24 ex plique comment 
concevoir ce type d ’ouvrag e. 
Cette solution ne constitue cependant p as une panacée. Elle ne présente en effet de 
l’intérêt que  si elle conduit à une d iminution eff ective de la masse totale de 
246/5 03

polluti on rejetée, ce qui n’est pas sy stémati que pour tous les polluants. En effet, en 
cas de stock age, la station reçoit, pen dant une d urée plus ou moins im portante, 
mais en tout cas supérieure à celle de la pluie, un débit plus fort d’effluents dont la  
concentration est plus faible (du m oins pour les matières organ iques), que s i la 
station ne recevait que de l’eau usée. So n rendem ent est donc logiquement affecté 
et la masse de poll ution rejetée par la station aug mente. Il est donc tout à fait 
possible que la masse supplémentaire de pollution  rejetée après la pluie par la 
station soit supérieure à celle que l’on a évité de rejeter pendant  la pluie du fait du  
stockage. 
D’autres solutions peuvent être envisag ées. En effet la plupart des stations offrent 
des possibilités non négligeables d e traitem ent des effluents de tem ps de pluie, à la 
double condit ion, d ’une part, d’avo ir appliqué  des règles minima les permettant le 
traitement des événements pluvieu x au moment de la conception e t, d’autre part, de 
respecter des règles d’exploitation précise s. Par exem ple, les moyens suivants 
perm ettent d e traiter une  quantité maxi male des flux polluants aujourd’hui 
considérés comme prioritaires (DBO, M ES, NH4 et phosphore) avec les ty pes d e 
stations d’ép uration les plu s courantes en France : 
• adapter les d ispositifs de prétraite ment aux spécificités des rejet s 
urbains de t emps de pl uie (m aille des dégrilleurs, capacité de 
relèvement, volum e des dessableurs, etc.) ; 
• gérer la station, pendant l ’événem ent, de manière à  maxi miser l es 
masses de pollution élim inées. • améliorer la d écantation primaire  par adj onction de réactifs ; 
• adapter les traitements biologiques secondaires (selon les filières) ; 
• recevoir l’épisode pluvieu x en situa tion saine, c’ est-à-dire ave c une 
capacité optimale de trait ement ; 
6.2.23.3 Méthodes conseillées 
Aucune méthode précise ne peut être cons eillée sur la façon de conduire l ’étude. 
Les règles gé nérales à r especter sont les suivantes : 
• s’appu yer sur  un diagnosti c général de fonctionnem ent du sy stème  
d’assainissement (réseau+station), en considérant tous les rej ets 
(déversoirs d’orage et station d ’épuratio n) [voir 8.3.8]; 
• simuler diffé rents scénari os, en analysant l’ efficac ité de chacun à  
limiter les rej ets totaux du système ; pour cette étape, il est conseillé 
d’utiliser des m odèles adap tés de si mulation des stations d’épuration, 
type ASM1, ASM2 ou AS M3. 
6.2.23.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.23.5 Critères de choix 
 
247/5 03

6.2.24 Conception et dimens ionnement d’un ba ssin d’orage 
(en entrée de station ou dans le réseau) 
6.2.24.1 Objectifs des études de ce type 
L’objectif des études de ce ty pe est d’o ptimiser la capacité de stockage de ces 
ouvrages de façon à en tirer le meilleur  parti pour  le fonctionnem ent global du 
système d’ assainisse ment. 
 Les bassins d’orage on t pour rôle de  stocker provisoirement les volu mes 
excédentaires d’eau produ its pendant les épisodes pluvieux, de façon à pouvoir les 
traiter ultérieurem ent en station d’épura tion. Cette so lution  permet de dim inuer les 
volum es d’eau rejetée sans traite ment vers le milieu naturel. 
6.2.24.2 Principes de base 
Plusieurs prin cipes de base doivent être p ris en co mpte :
• la fixation du seuil correspondant au x pluies faibles qui devro nt être 
entièrement traitées en station est clairem ent de la responsabilité du 
maître d’ou vrage (voir le niveau 1  dans la fiche 6.2.3 ). Cette fixation  
peut néan moins faire l’objet de né gocia tions avec le  service  char gé 
de la police  des eaux. Il s’ agit de re chercher un co mpromis entre  les 
aspects techniques, économiques et environnem entaux  ; 
le volum e du bassin doit être  cohérent a vec la c apacité de la station et 
la capacité de transport des ouvr ages ; il est particulièrement 
nécessaire de veiller à ce que des eff luents stockés à l’ amont du 
réseau dans un bassin ne soient pas déversés au déversoir d’orage de 
protection de la station d’é puration ; • 
• l’appr oche d oit être glo bale et pre ndre en particulier en com pte la 
filière boue ; les effluents de tem ps de pluie n’o nt en effet pas les 
mêmes caractéristiques que les effluents de tem ps sec, ce qui peut 
influer sur l a qualité des boues produites, et da ns certains cas 
extrêm es restreindre les possibilité s de valorisation (par exemple 
impossibilité de l ’épanda ge agricole si les teneurs en m étaux sont  
trop fortes). 
6.2.24.3 Méthodes conseillées 
Le dim ensionnement d’u n bassin d ’orage doit teni r com pte des capacités de la 
station, de la  durée m aximale du stockage  (septicité) et de la d urée de vida nge. 
Bien que ces  éléments do ivent être considérés au c as par ca s, il est cependa nt 
possible de d onner quelq ues indications générales : 
 
• la durée de stockage dans le bassi n d’orage ne devrait idéalement pas 
dépasser 8 à 12 heures, ex ceptionnellement 24 heur es ; 
248/5 03

• le débit maxim um de vidange du bassin d ’orage ne devrait pas être 
supérieur au débit d ’eau m oyen arrivant à la statio n (diluti on 1/ 1), 
exceptionnellem ent au double de ce débit (dilutio n 2/1)22. 
Pour la conc eption pr oprement dite, on  pourra s ’inspirer des recommandations du  
FNDAE, Documentation technique n° 6 publiée en mars 1988 (les bassins d’orag e 
sur les ré seaux d’ assainis sement, expéri ence a cquise à partir d es réalisations  
actuelles). En  particulier, il conviendra d e réfléchir sp écialement : 
au m ode de connexio n de l’ouvrage  au réseau : en série ou  en 
dérivation ; • 
• à la position du trop-plein  par rapport à l’ouvrage d e stockage : s’il 
est à l’am ont, ce sont les eaux pr ovenant de l’a mont qui seront 
déversées lorsque le bassin sera plei n. S’il est situé à l’aval, le bassin  
sera parcouru par un  flot important  qui po urra faire l’o bjet d ’une 
décantation partielle lors de sa traversée de l’ ouvrage. Dans ce 
dernier cas, il s’agira d’u n ouvrag e non seulement de stockage, mais 
également de dépollut ion par décanta tion, également évoqué dans l a 
fiche 6.2.25 ; 
• au m ode de g estion et notamment de netto yage de l ’ouvrage. 
6.2.24.4 Autres méthodes utilisables 
L’agence de l’eau Rhin-M euse a depuis de  nombreuses années adopté une m éthode 
de dim ensionnem ent proposée au départ par l’Allem agne et le départem ent du Bas-
Rhin, fondée sur l’uti lisati on d ’une pluie critique com prise entre 10 et 30 l/s/ha 
qu’il convien t de stocker dans l’ou vrage. Le docu ment technique FNDAE n° 6 de 
1988 propose ainsi des règles de dim ensionne ment de ces ouvrages à partir de cette 
notion de pl uie critique qui ne doit pas être déversée d ans le milieu naturel. 
Il existe une autre méthode mise au poi nt par l’Alle magne, mais non uti lisée en 
France, sur la prise en co mpte des masse s annuelles de polluant s rejetés dans le 
milieu récept eur. Le dim ensionnem ent des ouvr ages de stockage est alors effect ué 
pour n’ autori ser que le r ejet polluant accepta ble par l e milieu r écepteur étudié. La 
méthode est présentée en a nnexe de l’ou vrage de Va liron F. et Tabuchi J.P. 
(Maîtrise de l a pollution ur baine par temps de  pluie. État de l’ art. Paris : Tec & Doc 
de Lavoisier, 1992 , 564 p.). 
L’expérience a toutefois montré que la  taille des ouvrages ainsi dimensionnés 
(typiquem ent de 20 à 40 m3/ha actif) ne perm ettait que raremen t d’atteindre les 
objectifs initi aux visés. 
6.2.24.5 Critères de choix 
Malgré la co mplexité des phénom ènes en jeu, faire des études ap profon dies pour  
des petites co llectivités est souvent im possible.  Il est alors essentiel que la méthode 
choisie ou au  moins la période de retou r des pluies à stocker fassent l’objet d ’un 
accord entre les différentes  parties ( maître d’ouvrage, financeurs, police de l’ eau). 
                                                      
22 La r ecommandation n°T1 -2000 pour l’application  du fascicu le 81 -titre II du CCTG  
(construction de stations de traitement des eaux usées ) prévoit que l e débit adm issible sur 
les stations est  (annexe 2, tableau 8-3) : 
Q = 3.(Qmts – QECP) + QECP = 3 QEU + QECP   
Si en  temps sec, il arriv e (Q mts = Q EU + Q ECP), le débi t de vidange des bassins qu’on peut 
diriger vers la station est  donc la différence de ces  deux valeurs, soit [2 (Qmts – Q ECP) = 2 
QEU]. Si Q ECP ne dé passe pas 100 % du débit d’ea ux usées Q EU, ce qu i est l’o bjectif de 
l’Agence R hin-Meuse par e xemple, le rapp ort de dilution est de 1/ 1 par rapport au débit 
arrivant par temps sec (Q mts), mais non par rapport au débit d’eaux usées  seul. 
 
249/5 03

6.2.25 Conception et dimens ionnement d’un ouvrage de 
dépollution par décantation (avec ou san s renvoi des 
effluents vers la step) 
6.2.25.1 Objectifs des études de ce type 
Parm i les dispositifs susceptibles de répondr e aux objectifs mentionnés ci-dessus, 
on distin gue :  
• les ouvrages extensifs tels que les bassins de stockage - décantation ; 
6.2.25.2 Principes de base 
Les volum es et débits auxquels il est fa it référence ici ne sont pas du m ême ordre 
de grandeur que ceux mis en jeu pour pallier des probl èmes de d ébordement de 
réseaux. Il s’agit dans ce cas de dim ensionner des ouvrages capa bles de traiter des 
événem ents courants don t la période de re tour est le plus souvent inférieure ou  
égale à l’ année. 
La fiabilité de la fonction de dépollution de l’ouvrage dépend égalem ent largement  
de son entretien. Les co nditions d’explo itation et de gestion des sous-produits 
doivent donc être intégrées dans les réflexions, dès l ’origine du projet. L’objectif de ce ty pe d ’étude est de dé finir les caractéristiques ph ysiques et 
géométriques d’un ou vrage dont la foncti on sera de retenir en son sein les 
particules décantables, véhi culant par tem ps de pluie une grande p art des polluants. 
La pre mière étape consi ste à déter miner les critères d’une bonne interception 
hydrauliq ue. Dans un deu xième tem ps, la conceptio n interne de  l’ouvrage d oit 
conduire à une rétention efficace des polluants. 
• les ouvrages com pacts tels que les décanteurs lamellaires avec ou 
sans adjonction de coagula nt-floculant ;  
• les co mbinais ons d’ ouvrages. 
L’étude des volum es et d ébits en jeu est pr imordial car elle permet de définir le 
taux d’interc eption hydra ulique. Quant à l’e fficacité de la décantation et de  la 
rétention de polluants au sein de l’o uvrage, elle dépend largement des débits 
traversiers et des surface s de décantation. 
Une fois le volum e et/ou le débit traversier  de l’ouvr age fixés, d’autres éléments de 
conception devront être pris en co mpte : surface de décantation tout d’ abord mais 
aussi régime hydraulique  (lam inaire ou turbule nt), répartition des flots et 
distribution des vites ses traversièr es lesquelles jouent un rôle prim ordial dans la 
capacité de l’ouvrage à retenir les élémen ts polluants associés aux particules. 
6.2.25.3 Méthodes recommandées 
6.2.25.3.1 Dimens ionnement hydraulique 
Concernant le dim ensionnement hydr auliq ue des ouvrages, l’approche 
événem entiel le ne constitue pas forcément une solution i ntéressante car elle ne 
fournit générale ment pas l es éléments de discussion nécess aires à la rech erche  de 
compromis technico-économ iques. C’est pourquoi  la méthode de référence 
recommandée consiste à si muler le co mportement du sy stèm e (calcul des 
hydrogrammes et des pollutogrammes arrivant à l’o uvrage) pour un grand n ombre 
d’événem ents pluvieux observés local ement, si po ssible sur u n minimum de 
5 années réel les représent atives (voir fiche 6.2.7 ). Ces données peuvent en  effet 
être exploitées en terme d e taux d’in terception ann uel (fraction du vol ume total 
généré entrant sur l’ouvrag e), nom bre de déversements annuels, etc. 
250/5 03

La prem ière étape consiste à fixer les v olumes et débits de traitement par rapport à  
un taux d’interception de  l’ouvrage , lequel quantif ie la proporti on d’effluent  qui 
entre dans l’ouvrage par rapport au t otal généré par le bassin versant (amont  
ouvrage). Ell e peut être effectuée d’un  point de vu e strictement h ydrauliq ue (à 
partir d’hy drogra mmes) en comparant le volum e transitant par l’o uvrage au volume 
total généré. Elle peut égalem ent s’attacher  à quantifier la part de charge polluante 
entrant dans l’o uvrage par rapport à la char ge globale générée pa r le bassin versant 
en am ont de l’ou vrage (h ydrogramme s et pollutogrammes mesurés et/ou 
reconstitués nécessair es). 
Cette dé marc he sera  appliquée de préfé rence à  l’ensem ble des événements mesurés 
sur une l ongue période (5  ans m inimum), représentative de la pl uviosité local e. A 
défaut, une à deux années réelles, des classe s de pluie, des chroniqu es sy nthétiq ues, 
un échantillon d’événem ents réels ou u n ensem ble de pluies de projet pourront être 
utilisés.  Il est important d e tenir compte des pluies longues et des successions de 
pluies (même séparées par des intervall es de temps d e plusieurs heures) pour teni r 
compte de l’état de remplissage du b assin au début de la plu ie. 
Cette approche nécessite l’em ploi de modèles dont  les critères de choix  sont c eux 
décrits dans les fiches 6.2.1 , 6.2.6 et suivantes. 
6.2.25.3.2 Évaluation et op timisation de la c apacité de réten tion des 
polluants 
La deuxiè me étape consis te à adapter l a conception de l’o uvrage et son mode de 
gestion à l’ob jectif de dépollution par décantation  en gardant en mémoire que  les 
particules à piéger sont des particules  de petite taille, inférieures à 1 00 µm . 
De no mbreux m odèle s de décantation existe nt. En pre mière approxim ation, l e 
modèle de Hazen peut fournir quelques ordres de gra ndeur d’ efficacité. Ce modèle 
décrit de manière si mplifiée le processu s de décantation. L ’écoule ment est supposé 
laminaire et uniform e sur toute la section de l ’ouvrage. On m ontre alors que le 
terme Q/S, rapport du dé bit traversier sur la surface au miroir, est le paramètre 
déter minant du dim ensionnement d’ un décanteur. Ce r apport Q/S est ap pelé 
suivant les auteurs vitesse de Hazen,  vitesse d e coupure, charge ou débit 
surfacique, etc. 
Si l’on disp ose de la distribution  des vit esses de chute représ entatives des MES  en 
entrée d’ou vrage, il est alors possible de connaître, à partir du débi t surfacique, les 
classes qui vont décanter à l’ intérieur de l’ouvrage de décantation. L’ ouvrage ser a 
alors dimensi onné en foncti on de l ’efficacité requise.  
En l’ absence de mesures de vitesse s de chute, il est reco mmandé de viser a priori  
des débits surfaciques inférieurs à 2 m /h. 
1. Ouvrages extensifs  
Contrairem ent aux ouvrages de stockage-lam inage (la totalité des effluents stockés 
par tem ps de pluie dans le bassin est ensuite traitée sur la step), les bassins de 
stockage-décantation (don t une  partie des effluents stockés et/ou les dépôts peuv ent 
être renvoy és vers la step), doivent  être  conçus de façon à éviter la rem ise en 
suspension des dépôts nota mment lors du dé stockage vers le milieu récepteur.  
Des sim ulations d’écoule ments hy draulique s au sein de l’ouv rage permettent 
d’adapter la géométrie et les conditions d’ admission des effluents dans l’ouvrage, 
en visualisant la répartition des v itesses et des lignes de courants. Parmi les élé ments à pren dre en co mpte : nature du revêtement du bassin (herbe, 
béton, etc.), géo métrie de l ’ouvrage (sur face de décan tation, hauteur utile, rappor ts 
longueur/larg eur, hauteur/long ueur,  hauteur/r ayon, pen te du ra dier, 
compartimentage, présence  de dissipateurs d’ énergie), etc. 
251/5 03

2. Ouvrages com pacts (ty pe décanteurs la mellair es) 
Les conditions hy drauli ques sur ces ouvrages  doivent faire l’objet d’une attention  
particulière. 
La surface de décantation d’un m odule lamellaire est plus difficile à évaluer dans la 
mesure où elle dépend du mode d’alimentation de l’ouvrage. Elle ne doit pas être 
confond ue av ec la surface au m iroir. En  prem ière approxim ation on estim era la 
surface  de d écantation à  partir de la  surfac e tota le des l amelles projetée  sur 
l’horizontale : S = n x l x L cos θ, avec L la longueur et l la largeur des lamelles 
(plaques), n l e nom bre et θ l’inclinaison des lam elles. 
Un calcul du nom bre de Rey nolds à l ’intérieur des m odules lamellaires permet 
d’évaluer le régim e (turbulent ou lam inaire) et de cerner ainsi la pertinence d’un 
dimensionnement basé sur  le modèle de Hazen. Connaissant la surface de décantation de l’ouvrage, il est possib le d’évaluer sa 
vitesse de Hazen (voir m odèle de Hazen),  puis son r endem ent au débit nom inal par 
comparaison  de la  vites se de  Hazen avec  la vit esse de chute des  partic ules 
véhiculées par l’effluent. En l’absen ce de mesures, on orientera le choix a priori  
des vitesses de Hazen vers des valeurs inférieures à 2 m/h. 
La répartitio n des vitesses sur l’en semble des lam elles suppose une bonne  
connaissance de la géométrie de l’o uvrage et des conditi ons d ’alimentation des 
lamelles. La distance séparant les lame lles du point  d’introduction des effluents 
dans l’ unité de décantation la mellaire e st déter minante  (distance horizontale dans l e 
cas d’un o uvrage fonctionn ant à courants cr oisés, hau teur dans le cas d’un contr e-
courants). 
3. Co mbinaison d’ouvrages  
Les co mbinaisons ouvrage  extensif - d ispositif co mpact de traitem ent au fil de 
l’eau  perm ettent de traiter des volum es d’effluents pl us im portants tout en assurant 
une alim entation à débit régulé d’ouvra ges en tièrement dédiés à la dépollutio n. La 
mise en place d’un trait ement au fil de l’eau, après un bassin tam pon p eut 
cependant se révéler inutile si l’on ne veille pas à l’adéquation e ntre les objectifs 
fixés et le dimensionnement de chaque  unité. E n effet, pour  intercepter des 
particules par décantation, un ouvrage  compact doit alors avoir  une vitesse de 
Hazen inférie ure à la vitess e de chute de s particules é vacuées à l’ aval du bassin. 
De plus, lorsque la concentration en sortie  du bassin est faible, la seule décantation  
sur ces ouvrages co mpacts ne perm et pas d’assurer le traitement de finiti on 
recherché. 
Concernant spécifiquem ent les ouvrages de  stockage, la méthode des volum es ou 
méthode des pluies peuvent être utilisées dans les cas simples (cf. §  suivant). 
Concernant le dim ensionnem ent des ouvrag es de stockage, on pourra utiliser la 
méthode des pluies ou l a méthode des volumes (avec des données locales de 6.2.25.4 Autres méthodes utilisables 
Concernant les données pluviom étriques : une  à deux années réelles, chroniques de 
pluies synthé tiques, classes de pluies, événem ents pluvieu x réels pris co mme 
référence, pluies de projet, etc. 
Concernant l e calcul des débits de poi nte de période de retour donné, il est p ossible 
d’utiliser une  méthode simplifiée reposant sur des coefficients multiplicateurs. On  
pourra par exem ple retenir le débit décenna l multiplié par 1/3 pour obtenir le d ébit 
de période de retour 6 mois et le déb it décennal multiplié par 1/8 pour obtenir le 
débit de pério de de retour 1  mois. 
6.2.25.5 Critères de choix 
252/5 03

précipitations) dans le cas d ’un réseau  hom ogène, sans ouvrage spécial ni autre 
bassin de retenue à l’am ont du bassin de retenue que l’on souha ite dim ensionner, à 
condition que  le volum e total de la reten ue soit inférieur à 500 m3 (volum e pouv ant 
exceptionnellem ent être porté à 1 000 m3 en l’ absence de risques im portants en cas 
de dysfonctio nnement). 
Concernant le dim ensionnem ent des ouvrag es au fil de l’eau, la méthode des 
coefficients multiplicateurs pourra être utilisée (spécifiquem ent pour le calcul des 
décanteurs) si  la surface du bassin versa nt ne dépasse pas 5 hectare s. 
Dans tous les cas, il sera possible de justifier un v olume ou un  débit p lus faible 
obtenu en utilisant le modèle de ré férence et une chronique de pl uies. 
 
253/5 03

6.2.26 Conception et dimensi onnement d’un dé versoir d’orage 
6.2.26.1 Objectifs des études de ce type 
• l’anal yse du fonctionnem ent d’un déve rsoir existant (évaluation d es 
flux rejetés) ; 
• Un déversoir d’orage est un ou vrage perm ettant le rejet direct d’une partie des 
effluents au milieu naturel lorsque le dé bit à l’am ont dépasse une certaine valeur. 
Les déversoirs d’orage son t généralement in stallés sur les réseaux unitaires dans le 
but de limiter les apports au réseau aval et en particuli er dans la station d ’épuration 
en cas de pluie. Les études relatives a ux déversoirs d’orage peuven t concerner : 
la conception d’u n ouvrage neuf (ou la modification d’u n ouvrage 
existant). 
Seul le deuxièm e aspect est développé ici, le premier ét ant traité dans les fiches 
6.2.6  et 6.2.7. 
6.2.26.2  
• lorsque le d éversoir fonctionne, le  débit diri gé vers la station 
d’épuration d oit être le plu s constant po ssible ; 
• le fonctionne ment du déversoir doit être entièrem ent automatique ; 
• les besoins en maintenance doivent être r éduits ; 
• les coûts de construction doivent être m inimaux. Principes de base
Concevoir et bien  dim ensionner un bon  déversoir  d’orage impose d’av oir au 
préalable défini les objectifs que l’on cherche à atteindre avec cet ouvrage. Huit 
caractéristiques peuvent être considérées  comme i mportantes23 : 
• aucun déversement ne doit avoir lieu tant que l’o n dispose de 
réserves de capacité de traite ment à la station d ’épurat ion ; 
• la masse de p ollution diri gée vers la station doit être maxi male ; 
• l’ouvrage doit être à l’ abri de toute m ise en charge par l’ aval ; 
• l’ouvrage doi t être autonetto yant ; 
• l’accès à l’ ouvrage doit être si mple et sû r ; 
Par ailleurs, la m ise en place de l’autosurveillance  impose de mesurer les flux 
rejetés par les déversoirs d’orage. La pris e en co mpte de cette contrainte dans la 
conception de l’ ouvrage (réservation des espaces nécessaires, r éflexion sur les 
contraintes im posées par la métrologie, etc.) est extrêm ement utile pour  faciliter 
l’installation ultérieure des capteurs. 
6.2.26.3 Méthodes conseillées 
La pre mière étape de la  réflexion consiste à définir le débit  à partir duquel on  
souhaite utili ser le déversoir (débit m inima l de déversement) ainsi que le débit 
maximal à maintenir dans la branche principale dirigée vers la station 
d’assainissement (qui sera en général f onction de la capacité du r éseau aval et/ ou 
de celle de la station d’épuration). E n général, ces deux valeurs seront aussi 
proches que possible l’un e de l’autre. Il n’est en ef fet pas souhaitable de rejeter 
avant que la capacité hy draulique de la st ation soit atteinte, pas plus qu’il n’est utile 
de conserver l’eau dans le réseau  pour la rejeter ultérieurem ent. 
Dans certains cas, les valeurs pourront cependant être différentes, soit parce q u’il 
paraît préférable de rejet er les flux pollu és plus à  l’aval parce que le m ilieu 
récepteur est moins s ensible, soit au contraire par ce qu’ il paraît préférable  de 
                                                      
23 Voi r: Balmforth D.J. et Henderson R .J. ; « A guide for the desi gn of storm over flow 
structures » ; report n° ER  304E ; WRC Engineeri ng ; Swindon, England ; 1988. 
254/5 03

conserver la capacité de la station d’ép uration pour tr aiter des flux ay ant u ne autre 
origine et rép utés plus poll ués. 
Dans tous le s cas, on au ra intérêt à effectuer ces choix da ns le cadre d’un 
diagnostic général du réseau et des milieux naturels (voir les fich es 6.2.6 , 6.2.7 et 
6.2.8 ). 
• les déversoirs latéraux à seuil do uble ; 
La figure 9 sy nthétise les principales règl es de dimensionnement de ce ty pe d e 
déversoir. La deuxièm e étape consiste à concevoir le déversoir lui- même, et dans ce do maine 
des améliorations im portantes sont possi bles par rapport aux pr atiques actuelles. 
Les déversoirs traditionnell ement utilisés en France (d éversoirs à seuil bas) sont en  
effet peu sat isfaisants par  rapport aux critères exposés précéd emment et deux 
familles de déversoirs d’or age sont préférables : 
• les déversoirs à seuil haut et à cham bre tranquillisante. 
Les paragrap hes suivants résu ment, à t itre d’exem ple, les règles  de conception 
préconisées p our chacun au Roy aume-Uni. 
a) Déver soir latéral à seuil double 
 
bief de tranquilisation
4Dseuil
8D 3D
1,4D D>Dmin
0,1D à 0,15D
>0,8D0,1D à 0,15D
pente comprise entre 1/4 et 1/12cunette : diamètre mini 300 mm
cunette : diamètre mini 300 mmjoues latérales
(seuil haut)
joues latérales
 
figure 9: Règles de dime nsionneme nt des déver soirs  latéraux à seuil double. 
• la présence d’une cham bre de tr anquillisation étroite et longue 
permet aux particules l es plus dens es de décanter  et aux flottants de  
remonter à la surface ; 
• les joues latérales se co mportent  comme des cloisons siphoïde s et 
retiennent les flottants. Cette forme particulière d e déversoir l atéral, issu d’études sur m odèles réduits 
conduites au début des ann ées 1980, pré sente les avan tages suivants : 
• la présence d’un étrangle ment à la so rtie contrôle l’ écoulem ent et 
empêche l’apparition d ’un régim e torren tiel dans la cham bre ; 
 
255/5 03

b) Déversoir frontal à seuil haut et à chambre tranquillisante 
La figure 10 s ynthétise les principa les règles de dimensionnement. 
D>Dmin7 Dmin Dmin / 2
0,8 D 1,2 D
2,5 Dminvue de coté
vue de dessusseuil bas seuil hautseuil haut
 
figure 10: Règles de dimensionneme nt des dévers oirs à seuil haut et à chambre  
tranquillisa nte. 
avec Q p : débit de poi nte de période de retour 2 à 5 ans (en m3/s) ; Ce ty pe de déversoir prés ente plusieurs avantages : 
• la prés ence d’une cha mbre de  dessable ment d’assez gr ande  
dimension perm et la dé cantation des matières en susp ension les plus 
lourdes ; 
• le seuil haut retient les flottants ; 
• l’étranglem ent sur la cond uite prin cipale permet un tr ès bon contr ôle 
du débit amené à la station d ’épurat ion, quel q ue soit le débit 
incident. 
Pour les deu x prem ières catégories de déversoirs, [Balm forth, 1986]  reco mmande 
de vérifier la condition sui vante pour éviter l’envasement : 
0,4
p min Q 0,815 D =  
 D min : diam ètre minim um (en mètres). 
Dans le même docu ment, i l est également conseillé d ’avoir une pente minimum de 
4/1 000 à l’amont du déversoir, ceci s ur une  longueur au m oins égale à 25 fois le 
diam ètre amont. 
6.2.26.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.26.5 Critères de choix 
256/5 03

6.2.26.6 Pour en savoir plus 
Zug M., Vazquez J., Bellefleur D, Issanchou E.  Les Déversoirs d’orage :Conn aît-
on les ouvra ges de nos r éseaux et comment ils fonctionnent.   Novatech 20 01. 
Lyon.  GRAIE (CD-Ro m). 
257/5 03

6.2.27 Conception et dimens ionnement d’une station de 
relèvemen t ou de refoulement 
6.2.27.1 Objectifs des études de ce type 
• des stations de refoulem ent, où on transfère l’ eau sous pression en un 
point éloi gné. Un refoulement perm et le passag e d’un p oint h aut, 
ainsi que, en cas d’ absence de branche ments, un transport  
économ ique sur de longues distances, en s’affranchissan t 
éventuellem ent de la voirie  (pas de regards de visite). 
En règle géné rale, il y a au moins un relève ment en tête de station d ’épuratio n pour 
remonter les eaux du  réseau enterré à un  niveau hors s ol, protégeant du  même co up 
la station des inondati ons e t entraînant u n génie civil  moins coûteux. En  outre,  une 
station de po mpage est so uvent u n excellent régulateur de débit et em pêche ainsi 
d’alimenter la  station avec des eaux à un débit supérieur au débit nominal. 
• des tem ps de séjour inférieurs à quelque s heures (m aximum 4 h) ; 
Les protections contre la cavitation et  le coup de bélier peuvent s’av érer 
indispensables, notamment lors de haut eurs géo métriques faib les, ce qui est 
fréquent, et la gestion du s ystèm e doit être faite de façon à éviter le développemen t 
des fermentations anaérobies dégageant de l’h ydrogène sulfuré (H 2S). 
Le dim ensionnement d’u ne station de pom page se fait par la  déterm ination du 
volum e utile de la bâche de po mpage, c’ est-à-dire le volume compris entre le 
niveau d’arrê t et le niveau de dém arrage des po mpes. Pour les cas sim ples, on  
pourra utiliser la form ule approchée de Valibouse o u utiliser, pour les cas plus 
compliqués, la dém arche d e Derville prés entée en 1991 (revue « L’Eau, l’industr ie, 
les nuisances » n° 145 et 147). La fréquence horaire  maximale de démarrage des 
pompes est fonction de la p uissance no minale du m oteur : 
Pnominale  Pour des raisons écono miques évidentes, la grande majorité des systèmes de 
collecte d’ assainisse ment  est gravitaire, et les ea ux s ’écoulent selon la pente 
naturelle des conduites. Cependant, s’il s’agit de franchir un obstacle ou de pallier 
les inconvénients d’un te rrain naturel pl at, on peut être amené à utiliser les 
installations de pression p ar pom page, qu’il s’agisse : 
• de stations de relèvement, dont l ’objet est de transférer l’eau d’un 
niveau à un autre supérieur mais à proxim ité immédiate. Un 
relèvement évite ainsi des surpro fonde urs excessives, notamment en 
présence de roche ou de nappe, et permet la rem ontée du profil en 
long (terrain plat) ; 
6.2.27.2 Principes de base 
La conception d ’une station de  pom page comme d’une cond uite de refoulement 
doit perm ettre : 
• un autocurag e suffisant de la condui te de refoulem ent, assuré par une 
vitesse moyenne de l’écoulement co mprise entre 0,4 et 1,5 m/s 
(valeur m oyenne ≥ 0,8 m /s) ; 
• un vo lume de stockage de la bâche suffisant pour ne pas entraîner des 
démarrages trop fréquents  des pom pes, tout  en respectant un tem ps 
de séjour maximal des effluents. 
6.2.27.3 Méthodes recommandées 
Tableau 31.:  Fréq uence ma ximale horaire de dé marrage des p ompes 
< 7,5 kW < 50 kW > 50 kW 
Fréquence max.hor. < 15 < 12 < 10 
258/5 03

6.2.27.4 Autres méthodes utilisables 
Dans les cas complexes, il peut être utile  de modéliser l’im pact du fonctionnem ent 
des stations de pom page sur le reste des ouvrages de l’ensem ble du réseau  ou 
simplement sur le secteu r concerné (a limentation ou v idange de bassin, fl ux 
transitant dans les conduites, etc.). 
6.2.27.5 Critères de choix 
6.2.27.6 Pour en savoir plus Sans objet. 
Derville A. 1991. Calcul  du vol ume utile d’une bâche de pompage . L’Eau, 
l’industrie, les nuisances  n°s 145 et 14 7. 
259/5 03

6.2.28 Conception et dimens ionnement d’un sy stème sous 
pression ou sous vide 
6.2.28.1 Objectifs des études de ce type 
Puis les canalisations, de faible diamèt re, sont équipées de vannes d ’isolement 
destinées à faciliter l’entretien ou les inte rventions sur les différentes branches. 
 
Il est com posé, à l’aval, d’une p ompe à vide qui maintient en dépression un 
réservoir cent ral en co mmunication dir ecte avec un rés eau de collect e étanche. Indépendamment des réseaux de liaison sous pression décrits dans la fiche 
précédente, on peut être amené à instal ler des résea ux fonctionnant sous pres sion 
ou sous vide , qui assurent non seulement la  fonction de transport mais aussi la 
fonction de collecte des  effluents eaux usées, l es eaux pluviales étant strict ement 
exclues du systè me. 
De tels dispositifs sont à  envisager là où la réalisation d’un r éseau gravitaire 
rencontre de sérieuses difficultés (zone de  plaine, présence de la nappe à faible 
profondeur, sous-sol rocheux...). Ils présentent l’avantage de s’affranchir des 
obstacles en altimétrie. E n particulier, les branchements peuvent être situés  en 
contrebas de la canalisation principale qui est réalisée à une profondeur de l ’ordre 
de 1 m , voire m oins si besoin est. 
Ils sont plus spécialement appropriés à la  desserte d e communes isolées, à fai ble 
densité de populati on, où les conditions  locales auront conduit à écarter 
l’assainissement non colle ctif (terrain  hum ide, protection de la nappe...). 
6.2.28.2 Principes de base 
Un rés eau d’ assainis sement sous pression  est un réseau  ram ifié de canalisations 
sous pression. 
Il est co mposé, à l’ amont : 
• des dispositifs de récepti on, qui peuvent desservir  chacun un ou 
plusieurs bâtiments ; 
• d’un éq uipement générateur de pre ssion (pom pe dilacératrice ou no n, 
aéro-éje cteur) . 
La lim ite aval du s ystèm e est le point de  rejet à la pression atmosphérique d e la 
canalisation collectant la totalité des débits  du réseau. Ce rejet peut avoir lieu da ns 
un regard, u ne bâche, d’o ù les effluents repartent dans un réseau gravitaire. 
Un réseau d’ assainiss ement sous vide est aussi un rése au ra mifié.  
Celui-ci attei nt tous les points à desservir . Il dessert des regard s de collecte qui 
recueillent gravitairement les eaux us ées des habitations avoisinant es. 
Une vanne s péciale situé e dans c es regards as sure l’interface  entre le  réseau 
atmosphérique et le rés eau sous vide. Lorsqu’un volum e d’eau suffisant s’est 
accumulé dan s le regard, c ette vanne s’ ouvre et un mé lange d’ eau et d’ air est aspiré  
dans le rése au et ache miné vers le ré servoir central où les eaux usées s’accumulent 
avant d’ être pom pées et dir igées vers une unité de traitem ent. 
6.2.28.3 Méthodes conseillées 
Les débits maximaux à transiter cond itionne l e calcul des sections des 
canalisations, ainsi que cel ui de la pression m aximale de foncti onnement pour u n 
réseau sous pression, co mme celui de la centrale à v ide pour un réseau sous vide. 
Ce calcul doit tenir co mpte des apports da ns la configuration défi nitive du réseau. 
260/5 03

Il im porte donc que les dé veloppem ents futurs  soient  bien délim ités au moment de 
la mise au point du projet. 
Un rése au so us pression néces site que l es pompes situées à  chaque entrée  dans  le 
réseau disp osent d’éner gie électrique . La possibilité d’ali mentation pour  
l’ensem ble du réseau devra donc être exam inée au  stade de la planification du 
projet. 
6.2.28.4 Autres méthodes utilisables 
Une variante du réseau sous pression est obtenue en utilisant, comme équipemen t 
générateur de pression, d es aéro-éjecteu rs, au lieu de pom pes. Ce sy stème qui  
évacue les ef fluents par chasses su ccessive s est très robuste m ais nécessit e son 
alimentation en air co mprimé. Ceci conduit à équiper les branchem ents d’un  
compresseur, ce qui pose des problèm es d’i nsonoris ation, o u à établir un réseau de 
distributio n d’air com primé à partir d’un compresseur situé, par exe mple, à la  
station d ’épuration. 
6.2.28.5 Critères de choix 
Ce sont les conditi ons loc ales (topographique s, péd ologiq ues, etc.) qui incitent à 
étudier un s ystèm e sous pression ou sous  vide , en alternative à un réseau gravitair e. 
Mais l’aspect économ ique sera bien souvent déterm inant. En effet, si ces solutions 
perm ettent des écono mies substantielles sur la réali sation du réseau, il faut tenir 
compte de l’équipement des branchemen ts pour un réseau so us pression, ou de 
l’installation de la centrale à vide pour  un réseau sous vide.  De plus, les co ûts 
d’exploitatio n seront nettem ent plus élevés  que pour un réseau g ravitaire, sau f si 
celui-ci nécessitait l’installation de plusie urs postes de relèvem ent do nt on peut 
faire ainsi l’économ ie. 
6.2.28.6 Pour en savoir plus 
Norm e NF EN 1091 : Réseaux d' assainissement  sous vide à l’extérieur  des  
bâtiments.  
Norm e NF EN 1671 : Réseaux d’assainissement so us pression à l’extérieur des 
261/5 03

6.2.29 Conception et dimensi onnement d’un piè ge à charriage 
6.2.29.1 Objectifs des études de ce type 
Pour faciliter l’entretien des ouvrages, on in stalle souvent des cham bres à sables 
sur les rése aux afin d’intercepter par décantation les solides tra nsportés par les 
écoule ments et per mettre leur extraction pa r des moyens m écanisés. Les règles de 
dimensionnement de ces ouvrages sont fondées sur des lois de décantation  
gravitaire, no tamment en jouant sur  la géom étrie d e l’ouvrage pour réd uire la  
vitesse moyenne de l ’écou lement à une valeur telle que la particule la plus fine que 
l’on désire piéger puisse chuter avant la  sortie de l’o uvrage. Cette technique 
conduit à co nstruire de g rands ouvrag es qui  interceptent à la fois des solid es 
transportés par charriag e et  des solides trans portés en s uspension dans  
l’écoulem ent. Outre la taille  (et donc le coût) des ou vrages résultants, ce ty pe de 
technique amène à piéger de grandes qua ntités de matière organique, dont l a 
dégradation est à l’origine de nuisances, en particulier olfactives et de danger po ur 
le personnel d’expl oitati on. Pour remé dier à ce problème, on a im aginé de 
construire des ouvrages pl us sélectifs, destinés à piéger uniq uement la fraction  de 
solides transportés par charriage de façon à laisser  passer la part transportée en  
suspension afin qu ’elle soit acheminée jusqu’à la station d ’épurati on pour y être 
traitée. Cette fiche présente les princip ales règles à respecter pour concevoir  ce 
type d ’ouvrag e. 
6.2.29.2 Principes de base 
Le volum e intérieur du piè ge est constitu é par un décaissement du radier dont  la 
largeur ne doit pas excéder la largeur maximale  de la secti on du collecteur  
l’alim entant. Ce volume constitue la fosse  du piège.  La fosse est recouverte par 
deux plaques horizontales qui laissent entr e elles une ouverture perpendiculaire au  
sens de l’éco ulem ent sur toute la largeu r du piège. Chaque plaque est solidarisé e au 
piège, l’une à l’ amont et l’autre à l’ aval, par l’ intermé diaire d’ un axe horizontal et 
repose à plat sur des butées en position de  fonctionne ment norm al (Figure 11). Les 
plaques peuvent être relev ées depuis la surface sous l’action d ’un vérin hydraul ique 
en pivotant  autour de son axe horizonta l et viennent s’inscrire dans un encadrement 
solidaire du collecteur pour isoler la fosse de l’ écoule ment à son am ont et à son 
aval. L’écoul ement peut alors contour ner le piège par un by-pass latéral. Ainsi  
isolée et ouverte, la fosse du piège peut  être aisémen t vidée de ses solides par un 
moyen d’extr action mécanique, en géné ral une pelle mécanique couplée avec un 
camion benn e, ou une aspiratrice à haut rendem ent. Cette dern ière technique est 
préférentiellement choisie en centre-ville  pour des raisons de plus gra nde 
discrétion. Les caractéristiques que do it présenter un bo n  piège à charriage so nt les suivantes : 
• intercepter sp écifique ment les solides ch arriés ; 
• retenir les solides indépendamment du niveau de rem plissage tant 
que le maxi mum  n’est pas atteint ; 
• empêcher  l’érosion ultérieure des solides une fois qu’ils sont pié gés, 
notamment par tem ps de p luie ; 
• faciliter l es opérations de curage ai nsi q ue leur discrétion, notamment  
en centre-ville. 
6.2.29.3 Méthodes conseillées 
262/5 03

by-passby-pass
écoulement
solidespiégéssolides charriés
vérin vérinradie r du collecteurchaussée
voûte
 
figure11: Sché ma de pri ncipe d’un piège à charriage. 
 
La largeur de l’o uverture entre les pl aques résulte d’un comprom is entre la 
possibilité d’intercepter et  de retenir dans la fosse les solides charriés, et la 
possibilité d’ empêcher l a décantation de s solides qui sont transportés en 
suspension. La largeur d ’ouverture est fonction  des caractéristiques des solides 
charriés et des conditions d’écoulem ent. La valeur re tenue en coll ecteur unitaire se 
situe entre 20 et 30 cm . 
Le volume du piège est à approcher par la prise en co mpte d’un ratio de producti on 
de solides charriés par unité de te mps et par hectare d e bassin versant drainé, pui s à 
ajuster en fonction du volum e de l’e ngin mécanique utilisé pour le vider 
(aspiratrice en général) et de la fréquence de curage souhaitée. Les projets réalisés 
à Marseille se situent sur des collect eurs en aval de bassins versants d’une 
vingtaine d ’hectares. La lo ngueur totale de la  fosse est de l’or dre d e 3 m, la larg eur 
de 1 m et pour faciliter le curage, sa forme permet de ra ssem bler les solides en son 
centre où la profondeur est de l’or dre de 1,50 m . 
Les plaques jouent u n rôle prim ordial et assurent quatre fonctions majeures : 
• perm ettre l’interception spécifi que des solid es charriés par 
l’ouverture transversale à l’écoulem ent ; 
• empêcher la décantation en évitant de modifier le s cara ctéristique s 
hydrodynamiques de l’éco ulem ent et en  ne proposant  qu’une surface 
d’ouverture tr ès réduite ; 
• empêcher l’érosion des s olides une fois qu’ils sont  tom bés en les 
contenant da ns la fosse et en y limitant l’eff et turbulent  de 
l’écoulem ent qui passe au-dessus ; 
• perm ettre d’isoler le piège de  l’écoulement pour faciliter les 
opérations de curage. 
6.2.29.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.29.5 Critères de choix 
6.2.29.6 Pour en savoir plus 
Laplace D., Bertrand-Kr ajewski J.-L., Chebbo G., Félouzis L. Les piège s à 
charriage : d e la théorie à la pratiq ue. Novatech 1998, L yon, GRAIE  (CD-Ro m). 
Laplace D., De Pr ato K.,  Félouzis L.; Modélisation  globale du remplissage d ’un 
piège à charriage. Novatech 20 01, L yon,  GRAIE  (CD-Ro m). 
263/5 03

6.2.30 Cas des autres ouvrages spéci aux 
(siphons, chutes, dégrilleurs) 
6.2.30.1 Objectifs des études de ce type 
Les conditions topographiques d’un réseau  d’assainissement peuvent nécessiter de  
dissocier la p ente des conduites de celle du te rrain naturel. En effet, lorsqu ’il s’a git 
de franchir un ouvrage, ou une dépression, il est fortem ent conseillé de procéder 
par refoulement, ce qui évitera des dép ôts, mais on peut souhaite r franchir de tels 
obstacles par l’interm édiaire de siphons i nversés. 
Inversem ent, une pente trop forte des c onduites liée à une pente forte du terrain 
naturel entraînera non plus cette fois un risque de dép ôt, mais au contraire l’érosi on 
des conduites par les matières transportées par les eaux usées. On sera ainsi amené 
à construire un collecteur « en es calie r », succ essio n de tronçons en pente plus  
faible que la pente du ter rain naturel, et  de regards de chute où  on récupère le 
décalage de profondeur. 
Enfin, notam ment à proximité des dévers oirs d’orage, on po urra être amené à 
installer des dégrilleurs sur le réseau  en vue de retenir les matières l es plus 
grossières av ant leur rejet au m ilieu naturel lors d ’un événem ent pluvieux. 
6.2.30.2 Principes de base 
La conception d’ouvrages spéciaux tels que siphons, chutes et dégrilleurs est 
quelque chos e de délicat et si les dim ensionnem ents p roprement dits ne posent bi en 
évidemment pas de problèm es très série ux, la conc eption devra être adaptée au 
mode de gestion de ces o uvrages. En effe t, il s’ agira d’ ouvrages néce ssitant des 
interventions fréquentes du  service gestionna ire du  réseau, qu ’il s’agisse de simples 
curages de dépôts ou d ’interventi ons plus lourde s notamment au niveau des 
installations de dégrillages. Quelques prin cipes peuvent ainsi être retenus co mme : 
• l’accessibilité en perm anen ce de ces ouvrages par des engins lourds 
(à proxim ité de la voirie) ;  
• ou la prévision de tam pons ou de trappes au-dessus des points les 
plus sensibles des ouvrages. 
6.2.30.3 Méthodes conseillées 
En ce qui co ncerne les sip hons, le calcu l hydraulique  se contente d’utiliser les lois 
de l’h ydrauli que générale concernant les pertes de c harges linéair es et singulières.  
Cependant, en term e de conception, on associera fréquemment au siphon des 
ouvrages d’e ntrée et de sortie adapté s aux méthodes d’entret ien du service 
gestionnaire : un dégrille ur, un dispositif d’arrêt et d’élim ination des fl ottants 
(huiles et graisses), un d essableur, un regard de v isite judicieusement dispo sé 
perm ettant le curage, éventu ellem ent des ouvrages de répartition de s débits dans le 
cas de siphon à canalisations m ultiples, un déversoir d’orage amont écrêtant les 
débits qui dépassent la débitance du siphon et un dispositif de vidange pour un 
curage à sec, com posé de vannes pour  effectuer les chasses d’eau  dans les cas de 
petits débits. 
On aura en per manence à l’esprit que le risque à co mbattre est l’ ensable ment. 
Concernant les regards de chute, la chute proprem ent dite pourra se faire dans une 
conduite encastrée dans la paroi du regard , perm ettant un accès sans risques, ou  
directement dans le reg ard, notamment pour les faibles hauteurs. Contrairem ent au 
siphon, c’est  l’érosion qu i est à combattre, qu’il s’agisse du point d’im pact des 
eaux usées au pied de la chute ou  des grandes vit esses liées à la pente de  la 
conduite am ont. 
264/5 03

Concernant les dégrilleurs, il convient de distinguer : 
• les appareils prétraitant les eaux déversées au milieu naturel : dans  ce 
cas, on pourra se contenter de grilles de quelques centi mètres 
d’espace ment ; 
• les appareils de protection  d’un sip hon important : il s’agit alors d’un 
prétraitement quasi équiv alent à cel ui d’une statio n d’épuration , à 
équiper d’un dispositif de  nettoy age automatique. 
6.2.30.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.30.5 Critères de choix 
 
265/5 03

6.2.31 Traitement et valor isation des sous-produits 
du système d’assainissement  
6.2.31.1 Objectifs des études de ce type 
L’élim ination des sous-p roduits de l’ assainisse ment doit être correcte ment 
organisée, afin de perm ettre le bon fonctionnem ent de la station d’épuratio n, sans 
être une cause de dégradation de l ’environnem ent. Il ne sert e n effet à rien de 
dépenser beaucoup d ’argent pour séparer l’eau des p olluants qu ’elle contient pour 
ensuite répandre ces mêm es polluants dans l ’environnem ent sans aucune 
précaution. 
Les sous-produits de l ’assainissement sont  constitués  de cinq fam illes de déchets : 
les résidus d’hy drocurage des réseaux et de s avaloirs ; les refus de dégrillage ; les 
résidus de p rétraitement (les graisses, les sables) ; les boue s d’épuratio n ; les 
solides décan tés dans les bassins de rete nue-décantation. 
Les quantités produites sont relativement importan tes puisqu’elles représentent  
environ : 
• 7 kg MS/an/ EH pour les pro duits de curage ; 
• 3 à 5   pour les refus de dégrillage ; 
• 5 à 10    pour les graisses ; 
• 20   pour les bo ues d’épuratio n ; 
• 3 à 5    pour les sables à la station d’ép uration. 
6.2.31.2 Principes de base 
Différents statuts s’appl iquent à ces sous-produits : le statut eau  (loi sur l ’Eau du 
3 janvier 1992) ; le statut déchet  (loi du 15 juillet 1976) ; le statut I.C.P.E.  (loi du 
19 juillet 1976) ; le statut matière fertili sante  (loi du 13 juillet 1979). 
Le statut déc het  entraîne des c onséquences im portantes au niveau : 
• de la responsabilité  du producteur ; 
• de l’or ganisation des filières d’élim ination (principe de  proxim ité) ; 
• du stockage r éservé aux déchets ultim es ; 
• de l’im possibilité de m ise en décharge ; 
• du classemen t de danger su ivant la prove nance. 
La procédure de traitement et de valorisation devra non seulem ent répon dre a ux 
exigences réglem entaires ci-dessus,  mais aussi utiliser, dans une total e 
transparence,  des solutions diversifiées  et co mplémentaires qui chercheront à 
favoriser la valorisation au dé pend de la destruction, en essay ant de pérenniser p our 
les boues le recy clage agricole. 
 
Pour les boues , afin de pérenniser la valorisa tion, il y a lieu de disp oser de 
plusieurs filières de transfo rmation. C’est la m ultivalo risation : 
• en agriculture ; 
• en aménage ment pa ysager ; 
• en énergie ther mique ou électrique. 
Dans tous les cas, il faudra vérifier l’inn ocuité de façon à transf ormer la boue en un 
produit  industriel fiable répondant  aux attentes des u tilisateurs. 
 
Pour les sables de  cur age et de dessablage , l’objectif à atteindre est  la 
réutilisation en rem blai. Dans certain s cas, cet objectif peut êt re atteint par un 
simple criblage. Souvent, il faudra dis poser  d’un tr aitement dive rsifié suivant la 
qualité du m atériau à l’extr action (criblage+lavage). 
266/5 03

Pour les graisses , il faut d’abor d obteni r un déchet exploitable, de façon à utiliser 
ensuite les filières cl assiques d’incinérat ion, de com postage ou de dégradation par 
voie biol ogique. 
 
Pour les refus de dégrill age, un traite ment a lieu, le pl us souven t, dans les usines 
d’incinération d’ordures ménagères. Il est possible,  après séparati on, d’en envoy er 
une partie en co mpostage. 
6.2.31.3 Méthodes conseillées 
6.2.31.3.1 Les filières boues 
Il y a lieu de prendre en compte l’im portance économique du problèm e, car cette 
filière peut représenter de 30 à 50 % du coût  de trait ement de l’eau usée, avec les 
retombées sur le prix de l ’eau que cela engendre. 
Quatre filières peuvent être envisagées24 : 
• la valorisation agricole ; 
• le co mpostage ; 
• l’incinération ; 
• la co-incinération. 
C’est souvent  un m ontage interco mmunal qui perm et d’optim iser la filière choisie 
tant pour le tr aitement  que pour le déb ouché. 
 
La valorisation agricole 
Tout épandag e est subordonné à une étude pr éalable (jointe au doss ier de dem ande 
d’aut orisation ) définissant : 
• la teneur en éléments fertilisants et le respect de l’i nnocuité des 
boues ; 
La profession agricole doit être as sociée à la dém arche le plus en amont p ossible. • l’aptitude des sols à recevo ir les boues ; 
• le programme prévisionnel annuel ba sé sur le périmètre d’épandage  
avec prise en  compte des contraintes clim atologique s, pédologiq ues, 
hydrauliq ues et environne mentales ; 
• l’envir onnement agricole ; 
• la traçabilité des opérations ; 
• les distances d’isolem ent e t les restrictio ns d’usage ; 
• la solution alt ernative oblig atoirem ent prévue. 
 
Le compostage 
Le co mpostage est une technolo gie tout  à fait particulière de traitement des bou es. 
Plusieurs situations peuven t être rencontrées : 
• compostage de boues liqui des sur le s petites stations d’épuration ;  
• compostage de boues pâteuses sur les un ités moyennes ; 
• compostage en grosses unit és spécialisées. 
                                                     Une étude pr éalable relative à l’anal yse des débouc hés et des contraintes doit  être 
réalisée, notamment pou r s’assurer des caractéristiques du c ompost et de la 
pérennité du débouché. 
 
24 Le ce ntre d’enfouissem ent techni que ne peut plus être envisagé. 
267/5 03

Le chaulage 
La chaux est utilisée essentiellem ent aprè s déshydratation sur fil tres à bandes ou 
centrifugeuses. L’objectif est le blocage de la fermen tation, la li mitation résultant e 
des ém issions d’H 2S et l ’augmentation de la siccité des boues p our répo ndre aux  
conditions de stockage  ou d’élim ination par incinération (30 %). 
Pour les petit es stations cette filière c onvient particul ièrement, du fait de l ’intérêt 
hygiéniq ue d u chaulage. L’intérêt des  agriculteurs pour  ce t ype de prod uit est 
important surtout dans des situations où le s sols nécessitent d’être régulièrement 
chaulés (oues t de la France ). 
Pour les stations de pl us grande taille, le  chaulage alourdit le bilan matière et la 
concurrence avec le compostage ou le séchage therm ique devient im portante, 
surtout dans l es régions où les sols sont déjà calcaires. 
 
L’incinération et la co-incinération 
Le principal problèm e est la capacité des usines d’inciné ration d ’ordures 
ménagères ex istantes à recevoir des bou es de  station d’ép uration. L’investissement 
peut être im portant s’il fa ut équiper l ’usine, sans oublier le coût du transport  qui 
peut être prép ondérant. Cette technique re quière une siccité des boues qui doit être 
atteinte au préalable. 
6.2.31.3.2 Les sables d e curage et de station 
Si la granulo métrie des sables est rela tivem ent homogène, le urs caractéristiques 
qualitatives sont très vari ables (siccit é, teneur en matières organiques, poll ution 
métallique). Cette variabilité est un critère prépondérant à prendre en co mpte pour 
la définition du cahier des charges des u nités de traitement. 
 
Le criblage à sec 
L’objectif de cette fili ère est d’ effectuer un tri sélectif perme ttant de séparer la 
partie minérale sableuse d e la partie non m inérale constituée d’encom brants. Elle 
peut être effectuée par d es filtres rot atifs. Les en combrants so nt dirigés vers la 
filière de trait ement des ordures ménagères. 
 
Le lavage 
L’intérêt de cette technique est lié aux très  bons résultats obtenus sur les sables qui 
peuvent être réutilisés en rem blai routier. 
Les inconvénients résident dans  le coût de traitement et au fait que l’on génère une 
eau de lavage chargée d’élém ents fins q ui rejoindront  le plus s ouvent la filière boue  
de la station de traitement. 
6.2.31.3.3 Les ref us de d égrillage 
Ils rejoignent le plus souve nt la f ilière réservée aux ordures ménagères. 
6.2.31.3.4 Les graisses 
Après la mise en décharg e contrôlée, la recher che d ’autres solutions s’ est orientée  
vers l’incinération, le com postage et la lombriculture qui présentent toutes des 
difficultés spécifiques. La dégradation  biol ogique est une des voies les p lus 
explorées à l’heure actuelle avec le plus  souvent u n prétraitem ent qui  permet 
d’obtenir un déchet plus explo itable et de qualité hom ogène. 
268/5 03

6.2.31.3.5 Autres méthod es util isables 
6.2.31.4 Critères de choix 
Les études préalables sont tout à fait i ndispensables et doivent a tteindre un b on 
niveau de déf inition so us peine de sérieu x désagrém ents : 
• autorisations non obtenues et délais non t enus ; 
• objectifs non atteints ; 
• dérapage des coûts. 
La faisabilité, le t ype et l ’organisation de  la gestion ainsi que l a sensibilité de 
l’envir onnement sont à prendre en  com pte tout particu lièrement. 
269/5 03

6.2.32  Organisation du contrôle des branchements 
6.2.32.1 Objectifs des études de ce type 
 
La qualité des branchem ents, notamment dans les parcelles privées, conditionn e 
l’efficacité de la collecte, surtout en s ystèm e séparatif. Elles conditionne égalem ent 
le confort des usagers, y  compris en  contexte unitaire. Cette qualité recouvre en  
priorité la séparation effective des effl uents, mais aussi certaines dispositions 
constructives (diam ètre, p ente, regard de façade, cl apet anti-reto ur, ventilation, 
étanchéité…). La m aîtrise de cette qua lité concerne en priori té les nouveaux 
raccorde ments, mais ne prend toute son efficacité  que si elle est généralis ée à 
l’ensem ble du parc. 
6.2.32.2  Principes de base
Le principe de base est : le raccorde ment à l’ égout de s eaux usées dom estiques es t 
obligatoire, dès lors que l a propriété est desservie par un réseau collectif et la 
commun e contrôle la conform ité des in stalla tions co rrespondantes  [y com pris en 
domaine priv é] (article L 1331-1  du nouveau code de la Santé publi que). La loi sur 
l’eau de 1992 met l’accent dans ses arti cles 19 à 21 sur les possibi lités de contrôle 
en dom aine p rivé et de sanctions év entuelles (articl e L 1331-11 du CSP). 
 
D’autres textes portent su r le contrôle des branchements, mais ne spécifient pa s 
s’ils incluent  la partie en  dom aine pr ivé. La norm e NF EN 16 10 :1997 prévoit 
(art.12.2) que « l’étanché ité de la  canalisation, y co mpris les raccorde ments, 
regards et boites de branchem ent, doit être  soumise à essai... ». De même l’arrêté 
du 22  décembre 1994 fixant les prescri ptions techniques relatives  aux ouvrage s de 
collecte […] Annexe 1/ Réception des nouveaux tronçons,  préconise pour  les 
« branchements et regards » un contrôle  visu el, et des tests d’ étanchéité à l’ air ou à  
l’eau. Il i ndique dans son  article 24 q ue « le servic e chargé de la police de l’eau  
peut dem ander des informations sur les opé rations de contrôle des branchements 
particuliers prévues à l’article L 1331-4 du code de la Santé publiq ue » 
 
L’autre arrêté du 22 décem bre 1994,  relatif à la  surveillance des ouvrages de 
collecte et  de traitement d es eaux us ées[…] précise dans son article 6 - 2 que « le 
plan du résea u et des bran chements doit être  tenu à jour », et dans son annexe II,  
alinéa 2 que « l’exploitant  vérifie la qualité des branchem ents parti culiers. Il réal ise 
chaque année un bilan du taux de raccorde ment et du taux de collec te». L’ article 6-
33 disp ose que toutes ces inform ations doivent faire l’objet d’un rapp ort de 
synthèse adre ssé au se rvice  chargé de la  police des ea ux et à l’ Agence de l’ Eau. 
 
Mais si les contrôles sont nécessaires pour  mener à bien une politique de m aîtrise 
de la qualité des branchem ents, ils n’en constituent qu’un él ément. Pour les 
nouveaux raccordem ents, l ’essentiel se situe en  fait à l’amont : l’inform ation et le 
conseil aux usagers et leur s prestataire s doivent  permettre un taux de conform ité 
élevé avant contrôle. Pour les ra ccordements déj à en service, les contrôles 
marqueront souvent l’initialisation d’un processus de  remise en conform ité, 
impliquant lui aussi information et conseil. 
 
270/5 03

6.2.32.3 Méthodes conseillées 
 
Le contrôle de confor mité des branche ments peut s e mettre en p lace r elative ment 
facilement pour les branchem ents neufs,  qu’il s’agiss e de nouveaux raccordements 
sur des réseaux existants, ou de zones n ouvellement desservies par 
l’assainissement. De no mbreuses collect ivités ont égale ment entrep ris le contrôle  et 
la remise en conform ité de raccorde ments en servic e depuis plus ieurs années, soit 
d’une manière sy stém atiqu e, soit en  mettant  à profit d iverses oppor tunités (cessions 
de propriété, travaux soumis à déclarati on ou à permis de cons truire, rénovation de  
voirie…). Le contrôle ne p ose en général pas de prob lème techniqu e particulier car 
il se lim ite la plupart du tem ps à la sépa ration des effluents, et aux caractéri stiques  
nominales des ouvrages. L’essentiel réside  alors dans l’or ganisation adoptée po ur 
programmer l es contrôles, les réali ser, et surtout (dans le ca s de branche ments d éjà 
en service)  assurer leur suivi jusqu’à la rem ise en conform ité. En revanche les 
aspects relatifs à l’ét anchéité sont beaucoup pl us diffi ciles à prendre en co mpte (en  
domaine privé), même pour les ouvrages neufs. 
 
Le contrôle n ’est do nc qu’un élément d ’une dém arche qui i nclut une inform ation et 
un conseil à l’am ont, et im plique, outre le s service s chargés de l ’assainisse ment, 
ceux qui sont  chargés de l’urbanisme, et les élus. 
Un prem ier point, essentiel, est l’adopti on par la collectivité d’un règlement du  
service d’assainissement, précisant la pr océdure à suivre pour  réaliser de nouve aux 
raccordements, les spécif ications auxquels  doivent satisfaire l es ouvrages ( y 
compris sur réseau privé d ans la perspectiv e d’une i ntégration au réseau collectif), 
les m odalités de contrôle. 
Le deuxièm e point est d’as surer une inform ation et un conseil auprès des usagers et 
de leurs pr estataires (m aîtres d’œuvre, artisans, notaires). Le règlement  
d’assainisse ment peut être un support ef ficace de cette information s’ il est conçu 
dans cette optique. Le con seil peut égal ement porter sur la capacit é des artisans  à 
réaliser correctement ces ouvrages, v oire devenir une assistance à la maîtrise 
d’œu vre.  
 
Il reste à organiser le contrôle des inst allations en dom aine privé. Une formule 
fréquemment utilisée est de confier au  gestionnaire du service (régie ou gestion 
déléguée), l’ensem ble des tâches tec hniques (pri se de rendez-vous, visit e, 
archivage des résultats, courriers de re lance). Cette mission est souvent i ncluse 
dans le contrat d’affermage (en cas de d élégation de l’expl oitation) , mais peut faire 
l’objet d ’une rém unération spécifique. La  collectivité garde l a maîtrise des 
décisions : zones à contrôler (hor s contrôle sy stématique des nouve aux 
branche ments), traite ment des cas diffici les.  
Techniquement la méthode de contrôle  la moins sujette à contestation est 
l’injection de colorant dans chaque accè s aux réseaux eaux usées et eaux pluviale s. 
 
La remise en  conform ité reste en généra l intégralement à la charg e du propriétaire 
de l’immeuble concerné. En revanche l’ application  d’une m ajoration (jusqu ’au 
doublem ent) de la redevan ce assainissement, ou sa seule évocation, sont d es 
incitations couramment mises en  œuvre par la puissance publique. 
 
271/5 03

6.2.32.4 Autres méthodes utilisables 
 
Des actions d e contrôle plus ponctuelles, menées dans le cadre d’études diagnostic, 
ou confiées spécifiquem ent à un  prestatair e peuvent être envisagées, sur un secteur  
géographiq ue donné. Dans ce cadre une prélocalisation des branchements 
défectueux par des tests à la fum ée peut êt re utile, mais doit de toute façon être 
suivie d’une confirmation par test au colo rant. Le pri ncipal problè me reste le suivi 
des dossiers de non co nformité (qui peut pr endre pl usieurs années). Il se pose aussi 
un problèm e d’équité,  certains abonn és ét ant soumis à des contraintes qu’on 
n’applique pas aux autres. Ces opérati ons constitue nt donc s ouvent une première 
étape, perm ettant de résou dre des probl èmes spécifiques de p ollution,  avant une 
généralisatio n et une int égration de ces tâches dans la gestion qu otidienn e du 
réseau. 
Par ailleurs certaines modalités d’aide fi nancières à la rem ise en conformité 
peuvent être envisagées, dans le cadre d ’opérations bien définies 
 
Notons enfin que la m aîtrise des branche ments e n relation avec le service  à 
l’usager cons titue un cham p intéressant po ur l’application de dém arche de type 
« assurance » qualité. 
6.2.32.5 Critères de choix 
On se basera sur la répartition actuelle de s tâches entre les différents acteurs pour y  
intégrer une d émarche de maîtris e des branche ments. 
6.2.32.6 Pour en savoir plus 
 
Venel G., Jo annis C., (1998) . Branchem ents au ré seau pub lic d' assainissement  : 
aspects réglementaires et  jurisprudence.   Rapport  IREX/RERAU 7, décembre 98, 
42 p. 
Joannis C., Blin D., Guérin J.-F., M agnier P., S alic C. Vers la maîtrise des 
branchements domestique s à  l’assainissem ent. T S M, N°11 novem bre 2000, p. 
51-58. 
Lamy Envir onnement. Raccordement des immeubles.  in L’eau , (guide permanent).  
Editions LA MY, étude 24 8. 
 
272/5 03

6.2.33 Éléments de mise en place d’un système de gestion 
en temps réel 
6.2.33.1 Objectifs des études de ce type 
La gestion en tem ps réel désigne u ne gestion des écoulements fondée sur 
l’installation de moyens de contrôle des flux au sein  du sy stèm e d’assainisse ment 
et sur l’utili sation en tem ps réel de ces moyens de contrôle pour essay er 
d’optim iser le fonctio nnement du  système en fonction  des condi tions 
d’écoulem ent. La gestion en tem ps réel  repose généralement sur un traitemen t 
inform atisé des données hydrauliques et h ydrologi ques et sur la mise en œuvre de 
moyens automatiques ou sem i-auto matiques. 
Il est ainsi possible de suivre, d’ana lyser et de contrôler avec un très faible 
décalage de tem ps, le fonctionnem ent de tout ou partie du sy stème, p our, 
éventuellem ent, intervenir  sur celui-ci. Il peut alors s’agir d’une action corrective 
ou préventive, générée  locale ment ou à distance  de manière automatique ou en  
intercalant un sy stème d’ aide à la dé cision, avec ou sans intervention hum aine. La 
gestion en tem ps réel peu t porter sur l’ensem ble du sy stème d’assainis sement, 
incluant le r éseau de canalisations et  les équipe ments ponctuels : station s de 
pompage, station d ’épurati on, etc. Elle p eut ne concerner qu’une partie du sy stème, 
par exem ple la gestion d’ouvrages d e protection  contre les crues. Nous ne 
traiterons ici que des études préalables v isant à évaluer l’intérêt et l a faisabilité d e 
la mise en place d’ une gestion en tem ps réel (GTR). 
6.2.33.2 Principes de base 
La gestion en tem ps réel des écoulements  et des flux répond à d es stratégies et à 
des objectifs très divers. Avant de l es évoquer, il faut rappeler un concept 
essentiel : la mise en place d’une GTR i mplique que deux préalables soient acq uis : 
• d’une part, disposer d’al ternatives  de gestion, sous la forme d e 
maillages, de délestages, de stocka ges en réseau ou en bassins, d e 
choix d’ exutoires, de fili ères de trait ements, et c. Général ement un 
programme d’investissement devra êt re mené en p arallèle avec la 
mise en place de la GTR, les deux élé ments se  valorisant l’ un 
l’autre ; 
• d’autre part, disposer de délais d’ action suffisants po ur autoriser une 
prise de décis ion en tem ps réel. Ce para mètre est ce rtaine ment le p lus 
contraignant pour bâtir u n système susceptible d’ap porter des gains 
d’efficacité sociale ou économ ique. C’est un concept  nou veau po ur 
des services  d’assainisse ment, c oncept très diffé rent des bases 
traditionnelle s des métiers de l’i ngénieri e et de l’expl oitation. 
La mise en  place du sy stèm e néc essite égale ment une connaissance fin e de 
l’hydrauliq ue du réseau, indispensable pour im planter et concev oir au m ieux les 
organes de contrôle et les capteurs divers. 
L’appellation systè me de gestion en temps réel   recouvre des installations de  
complexité variable, depuis la si mple télésurveillance jusqu’à une gestion globa le 
des alternativ es, en passan t par un téléc ontrôle lim ité à quelques sites ou organes. 
Ainsi, la gestion peut-elle se lim iter aux besoins courants, pour des flux prévisibl es 
tels que ceux d’eaux usées. Elle  est alors orientée vers la génération  d’alarmes et le 
contrôle des consommations d’énergie. 
Mais elle peu t aussi  s’étendre à l a gestion événem entielle lors de périodes de crise, 
par exem ple en cas d’alerte pollution ou de  crue de rivière. Elle peut encor e 
recouvrir des formes de gestion prévisio nnelle, par an ticipation sur des événem ents 
à cara ctère aléatoire tels q ue les orages.  
273/5 03

6.2.33.3 Méthodes conseillées 
Au m oment d’élaborer u n systèm e de gestion en te mps réel, le chef de projet doit 
tenir co mpte du fait à la fois qu’il lui faudra plusieurs années pour le mettre en  
place et que la durée de vie de ce sy stème ne dépas sera pas six à dix ans, ce qui 
doit le cond uire à se poser trois t ypes de questions : 
• que pourra-t- il gérer effi cacement d’ici dix ans au maxim um ? Av ec 
quelles stratégies et pour q uels gains ? 
• quelles pourr ont être les évoluti ons technolo giques et locales pen dant 
cette durée ? Vers quel niveau de gestion le sy stèm e doit-il tendre ? 
• quelles optio ns retenir, sur quels paris miser, qui perm ettront d e 
stabiliser l e système par paliers ? Il faut, en effet,  échapper à la 
tendance de l’évo lution perm anente, néfaste pour une gest ion 
opérationnell e. 
En fait, les phases d’élaboration et d e développement nécessi tent une approche 
systém ique très volontair e, qui peut d’ailleurs s’appuy er fortem ent sur le 
paradigme hydraulique. Ainsi, la définiti on du réseau en groupes fonctionnels t out 
comme la mise en place de catalogues divers, sur le réseau, sur ses organes, sur les 
pluies, etc., formeront autant de pierres d’angle ou de socles d’ ancrage du nouvel 
outil. 
Si une élaboration par paliers est indisp ensable, il est un autre point prim ordial : on 
sait déjà que les besoins évolueront, qu’il en ira de même d es technolog ies 
inform atiques, de l ’usage q uotidien  du systèm e, de mêm e que des réglem entatio ns. 
Afin de rester évolutif,  le système ne devra donc être ni m onolithique, ni  fermé, 
mais au contraire, for mé d’élé ments interfacé s, de sous-sy stèmes paramétrables, de 
modules interchangeables. Il ne devra  pas s’écoul er plus de tr ois ans entre les 
études et la mise en place opérationnelle  du sy stème informatique, à l’intérieur 
d’une opérati on de m odernisa tion de l a gestion qui  peut , dans s on ensem ble, se 
développer su r un pl us lon g term e. 
Enfin, les spécifications et le coût du sy stème informatique dé pendront des termes 
de référence : rappelons q ue le niveau d e complexité sera d’autant plus élevé qu e 
les objectifs de gestion par tem ps de pluie seront plus ambitieux. 
6.2.33.4 Autres méthodes utilisables 
6.2.33.5 Critères de choix 
6.2.33.6 Pour en savoir plus 
Bellefleur D. Michel G. Phan L.  Faure D. De Belly  B. Vasquez J.  Gestion en temps 
réel des s ystèmes d'assainissem ent. T.S.M. n° 4, avril  2000, p. 27-36. 
 
274/5 03

Partie III : 
 Les outils nécessaires aux études 
 
Le chapitre 7  détaille les moyens d’acquis ition des données météorologiques 
locales. Le  chapitre 8  présente les principes de c onception des m odèles depuis ceux  
qui représenteront la plui e ou le bassin  versant, jusqu ’à ceux qui perm ettront 
d’évaluer la  productio n et le transport  des po lluants  et leurs effets sur les m ilieux. 
On trouvera enfin dans le chapitre 9  les él éments per mettant d’or ganiser les 
mesure s in sit u et de guider les choix en matière d’acquisation et d’installation d es 
matéri els. 
 
275/5 03

La ville et son assainissement 
276/503 Chapitre 7:  Les données météorologiques 
 
Table des matières du chapitre 7 
 
Introduction  277 
7.1 La mesure de la pluie 278 
7.1.1  Les pluviomètres enregistreurs 278  
7.1.1.1  Caractéristiques des sites d’implantation. 278  
7.1.1.2  Densité spatiale des dispositifs à installer . 279  
7.1.1.3  Conditions de mesures. 279  
7.1.1.4  Maintenance des appareils. 279  
7.1.2  Les radars météorologiques 280  
7.1.2.1  Contraintes d'implantation d'un radar 280  
7.1.2.2  Création d'un réseau de radar local 281  
7.2 Les calculs issus des données de pluie 282  
7.2.1  Des séries chronologiques de pluie. 282  
7.2.2  Des hyétogrammes ( intensité en fonction du temps) de pluies 
observées 282  
7.2.3  Des courbes Intensité Durée Fréquence (IDF) 282  
7.2.4 Des coefficients de Montana et Grisollet pour les intensités de 
précipitation : 282

Introduct ion au c hapitre 7 
 
Les éch elles d’approche d e l’hydrolo gie urbaine (quelques hectares à centai nes 
d’hectares pour les bassins versants et quelques minutes pour les pas de tem ps de 
mesure et de calcul) sont particulièreme nt exigeantes en qualité et en préci sion 
d’inform ation. Elles justifient autant  que possib le l’exploi tation de do nnées 
météorologiques (pluviogr aphiques, loc ales, radar ...) . 
Il faut privilégier l’util isation des don nées météorologiques observées et mesu rées 
localement. Une grande rigueur scientifi que est nécessaire à l’exploitation de ces 
données, do nt il convient notamment de vérifier : 
• la qualité : conditi ons d’é tablissement de la m esure (caractéristiques 
des instru ments de mesure, mainte nance et étalonnage ), précision 
des résultats,  corrélation des mesures avec les postes proches, 
maintenance des appareils de mesure.  
• la représentativité par rapp ort au co ntexte local : à noter qu’ il n’exist e 
pas encore de norm es OMM (Organisation Mondiale de la 
Météorologie) sur les conditions d ’implantation des pluviom ètres en 
ville. Toutef ois, certaines reco mman dations peuvent être faites : 
implantation en hauteur d es pluviom ètres , hors de  l’influence des 
bâtiments et des arbres. Les modifi cations rapides du pa ysage urbain  
limitent de fait les longues  séries homogènes de mesure, il convie nt 
donc de s’ap puyer sur des pluviom ètres hors zones urbaines dans ce 
cas. 
• l’homogénéité et la longue ur des séries. 
 
Pour le calcul des paramètres statistique s de la plui e l’utilisation d’observations 
locales re mplissant les conditions ci-des sus, sera préférée à un zon age plus géné ral 
ne prenant pa s en co mpte la variabilité climatologique  locale. 
 
D’autre part, les l ames d’eau issues d’ observation radar, à condition d ’être 
analy sées et  commentées  peuvent compléter effi cacement l es données observ ées 
par les pluvio mètres. 
 
277/5 03

7.1 La mesure de la pluie 
7.1.1 Les pluviomètres enregistreurs 
Le pluviomètre  enregist reur permet la mesure et la mém orisation de l’évol ution 
de la lame dans le tem ps sur une  surface réceptrice (400, 1000, 2000 cm2). Cette 
mesure directe se fait de façon discrète (mesure par augets ba sculeurs) ou conti nue 
(mesure par pesée ou par flotteurs, pa r spectro-pluviom ètres perm ettant la 
déterm ination de la distribu tion gran ulométrique du flux de g outte s de pluie). 
7.1.1.1 Caractéristiques des sites d’implantation. 
Le vent est le phénom ène perturbateur le  plus important po ur la mesure des 
précipitations. Les conditions idéales d’implantation décrites par l’Organisation 
Mondiale de la Météorologie (OMM) corres pondent  à une installation en un  lieu 
entouré unifor mément d’ obstacles de même hauteur. La distance de ces obst acles 
au pluviom ètre devrait être supérieure à 4 fois la ha uteur de ces obstacles.  L e sol 
doit être recouvert d ’herbe  ou de plante s dont  la taill e ne dépasse pas 30 cm  ou de 
gravier ou à la rigueur de terre battue.  Le choix d’un tel site est souvent 
incom patible avec des mesures pluviomét riques en  milieu urbain. Aucune norme 
de l’OMM n’existe sur l’im plantation des pl uviom ètres en ville, toutefois, certai nes 
recommandations peuvent  être faites , implantatio n hors de l’infl uence des 
bâtiments et des arbres, im plantation en terrasse des pluviom ètres à plus de 4 m du 
bord du toit , en évitant les sols en bi tume. Le site doit également pouvoir être 
alimenté par  les réseaux électriques et  téléphoniques, facile d’ accès, et protég é 
contre les actions de vand alisme. A noter qu’une classification des sites de mesure 
est mise en place par Mét éo-France pour m ieux dét erminer la représentativité de 
ses postes de mesure à petite échelle (i nfluence de l’e nvironnement proche).  
 
278/5 03

Pluviomètre enreg istreu r installé da ns l’en ceinte d’un e station d’épuration  
(photo INSA Lyon) 
 
7.1.1.2 Densité spatiale des dispositifs à installer .  
Celle ci dépend des besoi ns opérationn els et des co ntraintes économ iques liées à 
l’équi pement, l’expl oitation et la mainte nance des appareils . L’équipem ent actuel 
de quelques grandes villes de France montre une densité moyenne de pluviom ètres 
télétransm is de l’ordre d’une unité tous le s 500 à 20 00 ha.  
7.1.1.3 Conditions de mesures.  
Elles doivent  prévenir et lim iter toute s ource d’erreu r , qui se répercuterait dans 
l’expl oitation ultérieure de la mesu re (ajustements statistiques, calage des 
modèles). L’OMM reconnaît une précision de la mesure de + ou − 2%, incertitu de 
due à l’i nfluence du vent, aux qualités intr insèques du pluviom ètre. Co mpte tenu 
des em placements des pluviom ètres so uvent incom patibles avec l es normes O MM, 
une précision des mesures de + ou − 5% est  acceptée par M étéo-France. U ne 
formation régulière et sérieuse des agen ts chargés des mesures e st indispensable  
pour assurer le tarage correct des appareils , les r ectificatifs parfois nécessaires sur  
la mesure, et la prévention des dy sfonctionnem ents év entuels. 
7.1.1.4 Maintenance des appareils. 
Elle est assurée par des visites régulières (même si les données so nt télétransm ises) 
pour vérifier l’état de fonctionnem ent de s appareillages, détecter les pannes pas 
toujours identifiables à distance au niv eau de la réception des mesures. La 
fréquence des visites sur le site est un param ètre déterm inant de la qualité d es 
mesures, mais aussi du coût de m ainten ance du réseau plu viométrique. 
279/5 03

7.1.2 Les radars météorologiques 
 
Le radar m étéorologique  dont  le principe est d 'émettre une onde 
électro magnétique (long ueur d' onde co mprise entre 3cm  et 10 cm ) qui est 
rétrodiffusée par les particules précipitant es (gouttes de pluie, grêlons, floco ns, 
etc..), permet  une m esure indirecte du taux de pré cipitations. L e balay age d e 
l'antenne rad ar s'effectue généralement en une m inute ou m oins, ce qui  offre la 
possibilité de cartographier les zones d e pluie dans un rayon par fois supérieur à 
100 km . Cette capacité de spatialisation et cette résolution  tem porelle qui  
perm ettent à la fois une mesure et une antic ipation d e la pluie sur la zone couv erte 
font du radar un outil potentiel pour la ge stion en hydr ologie ur baine. 
Son ut ilisation reste néanm oins sou mise à une analy se attentive  des différentes 
sources d'erreur sur la mesure, parm i lesquelles on pe ut citer : 
• la présenc e d'obstacl es sur la traj ectoire  du faisce au radar (reli efs, arbres,  
constructions diverses ), qui engendrent des échos fixes, échos rad ar fictifs 
causés directem ent par la réflexion du  faisceau sur l' obstacle, donc une 
surestimation rendant sou vent la mesu re im possible à cet endroit, ou des 
phénomènes de  masque,  sous-estimation due à l' interception d' une partie 
du faisceau ra dar par l'obstacle, et s e situant donc "en aval" de celui-ci. 
• la néces sité de procéder à des étalonna ges réguliers 
• les erreurs li ées à l 'hétérogénéité verticale des précipitations, et qui v ont 
croissantes a vec la distance au rada r (phénom ène de surestimation par la 
bande brillante,  sous-estimation par le  remplissage  partie l du faisceau,  
etc.) 
• l'atténuation  par les fortes précipitations 
 
Moyennant l a prise en com pte au m oins pa rtielle d e ces défauts, des logiciels ont  
été développés,  pour permettr e une estimation en tem ps réel  de la pluie observée et 
prévue (typi quement à l 'échéance d' une heure). Ceux-ci  sont utilisés depuis 
quelques années  pour la gestion de s débordements dans q uelques grandes 
agglom érations et plus récemment pour  la  mise en  conform ité du traitem ent des 
eaux pluviale s aux nouvelles norm es de qualité. 
7.1.2.1 Contraintes d'imp lantation d'un radar 
 
Les difficultés à résoudre dans l' implantation d' un rada r sont m ultiples : 
Le choix du site d'impla ntation au regard des diverses contraintes techniques et 
administratives : contraintes environnemental es sur le sous-sol et l'impact sur le 
paysage, compatibilité électromagnétique av ec les dispositifs de mesure existant  à 
proxim ité, surface disponible, possi bilité de desserte en réseaux, absence 
d'obstacles ou de reliefs proches pouva nt engendrer les phénom ènes d'échos fixes 
et de masques. 
Les contraintes lié es à la maintenance  du maté riel : spécialisations diverses du 
personnel, coût des équipem ents des pi èces d e rechange, co ût global de  la 
maintenance (il a ét é éval ué par Météo -France à en viron 15 0K€ [ 1 MF]  par an et 
par radar, à raison de 2 techniciens à plein tem ps et de 60 K€ [ 0.4 MF]  de 
consommables). 
La limitation des pannes de fo nctionnemen t, liées aux opérations d e 
maintenance, à l'usure des pièces et surtout aux condi tions météorologiques (foudre 
ou vents très  forts pendant les orages), nécessitant l a mise en place de mesur es 
280/5 03

préventives (protection de s antennes contre  le vent, a limentation électrique par des 
groupes de secours, protection contre la f oudre).  
 
7.1.2.2 Création d'un réseau de radar local 
 
Certaines con traintes liées à la couvert ure actuelle du réseau ARAMIS, notamment 
par la présen ce d'un fort relief local, p euvent inciter de grandes agglom ération s à 
envisager la mise en pl ace de radar s spécifiques. Une couverture d' un si te 
présentant des taux de pannes inférieurs  à 1%  du tem ps de pluie, pourrait même 
conduire à assurer une couverture sim ultanée des zon es sensibles par deux radars. 
Outre les co ntraintes générales d 'implantation et d e fonctionne ment décrites ci-
dessus qui subsistent, s'ajoutent celles liées aux  conditi ons d'acquisition et 
d'échanges de don nées entre réseaux distincts.   
281/5 03

7.2 Les calculs issus des données de pluie 
 
A partir des données pluvi ométriques et pluvio graphi ques, on peu t établir : 
7.2.1 Des séries chronologiques de pluie.  
Ces s éries, qui consistent en une success ion d’ événements pluvieux observés sur un  
même site, sont particuliè rement intére ssantes à utiliser pour évaluer l’im portance 
et la fréquence des rejets u rbains de temps de pluie, e n prenant en compte la durée  
de tem ps sec entre deux événem ents pluvi eux successifs. Elles d oivent avoir une 
durée d’au m oins 10 ans pour perm ettre une approch e statistique . 
7.2.2 Des h yétogrammes ( intensit é en fonction du temps) de 
pluies observées 
Ces graphiques sont  particulièrem ent utiles au calage des modèles 
d’assainisse ment. Ils ont égale ment le mérite aux yeux des décideurs et du public 
de représenter des phénomènes concrets. 
7.2.3 Des courb es Intensité Durée Fréquence (IDF)  
Établies par la méthode statistique du  renouvellement, ces c ourbes perm ettent 
d’obtenir la hauteur d ’une pluie pour un pas de tem ps donné en fonction de la 
durée de reto ur exprimée en année. Ces courbes sont disponib les auprès de Météo-
France pour plus d ’une centaine de vill es réparties sur l’ensem ble de la métropole 
et pour des p as de tem ps de 6’, 15’, 30’, 1h, 2h, 3h, 6h, 12h, 24h. Les courbes IDF 
sont souvent  utilisées pour l’applicati on de m odèles hy drologi ques sim ples (du 
type «  méthode rationnelle ») pour calcu ler de s débits de pointe prévisibles lors des 
événe ments p luvieux de durée égale au te mps de concentration du bassin versant.  
La détermination de la pé riode de reto ur d’u ne plu ie nécessite des précautions 
d’em ploi. Ell e dépend : 
de la qualité du site des mesures 
de la durée des observation s 
de la proxim ité du site pa r rapport au lie u de l ’étude 
7.2.4 Des coefficients de M ontana et Grisolle t pour les 
intensités de précipitation : 
Pour une d urée de retour fixée, il est possible d’i nterpoler les hauteurs de 
précipitation pour des pas de tem ps disponibles à d’autres pas de tem ps non 
accessibles p ar le traitem ent des donnée s. Ces nouvel les intensités sont déterm inées 
à partir des form ules de Montana et Grisollet.  Les coefficient s de ces form ules 
sont disponibles à Météo-France pour une cen taine de villes (qui sont m entionnées 
sur la carte des précipitations annuelles ci-a près) et pour des pas d e temps allant d e 
6 minutes à 2  heures. 
 
Le découpage en trois zo nes, de la Fr ance métropolitaine, qui était utilisé dans 
l’instructi on technique de 1977  n’est d onc pas repris dans cet ouvr age. En effet la 
carte des précipitations annuelles, ci après, donne une im age beaucoup p lus 
dispersée de la pluviom étrie moyenne, et la com paraison des valeurs des 
coefficients de Montana m ontre  une forte disparité dans une même zone. Par 
exemple entre La  Rochell e et Ambérieu (01) , toutes deux situées dans la zone 2 de 
l’instructi on technique, les écart s peuvent conduire à des err eurs de l’ ordre de  50 
pour cent sur les intensités de fréquence décennale: 
282/5 03

STATION DE LA-ROCHELL E (17) 
 
PERIODE : 1967- 1998 
 
 Durée des pluies 
Durée de reto ur 6 à 120 m n 
 a b 
2 ans 2.132 0.545 
10 ans 4.574 0.620 
50 ans 6.205 0.626 
Tableau 32.:  La Rochelle (2ans-50 ans) 
N.B. : Sur la période 1967-1998, les années 1982 e t 1983 sont manquantes et les 
années 1984, 1991 et 1993 sont incomplè tes. 
 STATI ON DE AMBE RIEU (01)  
PERIODE : 1974- 1999 
 
 a b 
2 ans 4.113 0.615 
10 ans 6.236 0.641 
50 ans 8.209 0.651 
Tableau 33.:  Ambérieu (2ans-50 ans) 
N.B. : Sur la période 1974-1999, les ann ées 1975, 1976 et 1977 sont manquante s et 
les années 1989, 1990 et 1991 sont incomplètes. 
 
On préconise d ’effectuer maintenant les cal culs de volum e et de débit à parti r du 
modèle général de la collectivité (voir la fiche  6.2.1 ). Celui ci permet de modéliser 
le fonctionnement des réseaux, ou autres ouvrages, à partir de pluies réelles ou 
simulées, dont la fréquenc e peut être déterm inée à l’aide  de la formule de Montana, 
pour laquelle il conviendr a d’utiliser le s données des stations météorologiques 
locales. Les stations disposant de ces données sont reportées sur la carte des 
précipitations annuelles moyennes ci-après. 
 
Form ule de Montana  :  h = a r t 1-b 
h = hauteur en mm correspondant au pas de temps t, (elle est d onc différente de 
l’intensité I) 
t = pas de temps en minutes 
 
Ces coefficients peuvent être fournis pour des pas de tem ps très diversifiés, 
perm ettant les calculs correspondant au x pluies très fréquentes, à très rares. 
283/5 03

8.1 Principes de base de la modélisation en 
hydrologie urbaine 
8.1.1 Notion de modèle 
En h ydrol ogie urbaine, o n parle de modèle pour  désigner u ne représentation 
mathématique ou ph ysique du cy cle de l' eau con struite dans le but de mieux 
comprendre son fo nctionn ement et de le fa ire évoluer. Le sens donné ici au mot 
"modèle" peu t être élargi par une définit ion utilisée en théorie des sy stèmes et qui 
est la suivante : "un modèle est un schéma (descri ption mentale intériorisée  ou 
figurée - diagrammes, for mules mathé matiques, etc .- ) qui, pour un champ de 
questions, est pris comm e repré sentation d'une classe de phénomènes, plus ou 
moins habile ment dégagés de leur contexte par un observateur pour servir d e 
support à l'i nvestigation et/ou à la communication."  (Roy, 198 5). Cette définition  
est intéressan te dans la mesure où e lle met l' accent sur deux point s clés : 
Un modèle n'est pas obligatoirem ent une m ise en équations m athématiques  : Si les 
modèles de comportem ent s'appuy ant sur les scien ces phy sique s sont souvent 
explicités en  term e de développem ent mathématique, ce n'est cependant pas la 
seule façon d e modéliser un o bjet ou  un processus. Les m odèles réduits, de barrag e 
ou de rivière par exem ple, faisant par tie des m odèles phy siques, en sont une 
illustration. C' est égal ement le cas des modèles de d écision (par exem ple choix de 
techniques d'assainissement, aide à la conception d' ouvrages, etc.) qui s'appuient 
plutôt sur des représentations méthodol ogique s. Il e xiste aussi des modèles plu s 
"naturalistes"  fondés sur la descripti on et la classification de fam illes de 
phénom ènes ou d' objets. C'est enfin le cas  des modèles analogiques fondés sur les 
comporte ments comparabl es de phénomènes distin cts (él ectricit é et hy draulique, 
par exem ple). 
Un m odèle est fortem ent dépendant d u modélisateur et des questi ons auxq uelles il 
cherche a répondre  : Co mme le soulignent Prigogine & Sten gers (1986) : "Le 
physicien ne découvre pas une vérité d onnée que taisait le système. Il doit choisi r 
un langage, c' est à dire l' ensemble  des concepts macrosco piques en termes  
desquels il sera demandé au système de  répondre. Les différents langages 
possibles, les  différents points de vue pris  sur le s ystèm e sont complémentaires . 
Tous traitent de la même réalité mais ils ne peuvent être réduits à une description 
unique ". 
Par exem ple, la modélisation de la pluie  ne va pas être la mêm e selon que l' on veut 
prévoir les précipitations (vision m étéorol ogique) ou suivant que l' on veut sim uler 
leur im pact sur un réseau d'assainissement  (vision h ydrolo gique).  Un modèle n'est 
donc qu' une représentation frag mentaire d' une réalité et non la réalité. Ceci a pour  
corollaire qu' un m odèle n'est jamais juste, ni  exact. Il est plus ou moins adapté  et 
pertinent pou r un cham p de questions. En particulier, les modèles m athématiques 
doivent être choisis pour f ournir u n compromis acceptable à l' alternative présentée 
par Paul Valery  (194 2) en ces termes :"Ce qui est simple est faux. Ce qui ne l' est 
pas est inutili sable ". 
Les classifications des m odèles sont nom breuses suivant les critères que l' on 
considère. Deux principale s seront utilisées dans ce texte : par t ype d'utilisation des 
modèles et par t ype d'appro che. 
8.1.2 Classification des modèl es par type d'utilisation 
La classification retenue est celle proposée par Walliser  (1977). Ell e repose sur u ne 
représentatio n sim ple des modèles, définis co mme des transform ateurs 
d'inform ations, susceptibles de fournir de s variables de sortie en fonction  de 
293/5 03

variables d 'entrée et  de paramètres de contrôle. Par exemple, un modèle de 
transform ation pluie-débit  (transformateur ) fournit un h ydrogra mme à l'exutoire 
(variable de sortie ) résultant d' un hyétogramme de pluie ( variable d' entrée ), reçu 
par un bassin versant décrit par s a surface, sa pente, son coefficient  de 
ruissellement, etc. ( paramè tres de  contr ôle). En distinguant les différents cas, on 
obtient q uatre catégories de m odèles. 
Les modèle s cognitifs – Ces modèles ont pour objectif de donner une 
représentatio n du fo nctio nnement ou de l' état d' un systèm e. Construire un tel 
modèle consiste donc à déterm iner le transform ateur. Ce  type de modèle peut être 
explicatif dans la mesure où il perm et de co mprendre (influen ce des variables 
d'entrée sur la sortie du m odèle), ou simplem ent descriptif.  
 
Variables 
d'entrée
Paramètres 
de contrôleTransformateur Variables 
de sortie?
 
figure12: Schéma de principe d'un  modèle cognitif. 
 
Les modèles prévisionnels  – Ces modèles ont pour o bjectif de prévoir  le 
fonctionnem ent ou l' état d 'un sy stèm e. Les modèles de sim ulation font partie d e 
cette fam ille. Ils permettent, à partir de la défi nition d' un contexte donn é 
(para mètres d'entrée), d 'une représenta tion de la relation entrée /sortie (m odèle 
cognitif) et d e la connaissance des variables d'entrées, de déterm iner les valeurs des 
variables de sortie. 
Variables 
d'entrée
de contrôleTransformateur Variables de sortie 
?
 
figure13: Sché ma de pri ncipe d'un modèle prévi sionnel. 
 
Les modèles  décisionnels  – Ces modèles ont pour objectif de déterm iner qu els 
sont les param ètres de contrôle (var iables de conception)  à fournir  au 
transform ateur pour atteind re un objectif donné  (variables de sortie im posées) dans 
un contexte p articulier. Tous les modèle s d'optim isation ou d' aide à la conception  
font partie d e cette classe, de m ême que les modèles de résolution d u problème 
inverse (déconvolut ion par exem ple). 
 
Variables 
d'entrée
de sortie
?  
figure14: Sché ma de pri ncipe d'un modèle décisionnel. 
 
Les modèl es normatifs  – Ces modèles ont p our o bjectif de don ner une 
représentatio n d'un sy stème à créer ou d' un processus. Construire un tel modèle, 
consiste donc à déterm iner le  transformateur de variab les d'entrées connaissant un 
294/5 03

contexte donné (paramètres d 'entrée) en  variables de sortie. Les modèles 
prescriptifs que l' on peut t rouver dans l es documents réglem entaires, stipulant par 
exem ple que toute parcelle ne pourra rejete r plus que n litres d' eau de ruissellement 
par seconde et par hectare, f ont partie de cette famille.  
 
Variables 
d'entrée
de contrôleTransformateurVariables 
de sortie ?
 
figure15: Schéma de principe d'un  modèle normatif. 
 
Dans la suite du texte,  nous n ous i ntéresserons essentiell ement aux  modèles 
prévisionnels qui sont les plus utilisés en hy drologie urbaine. 
8.1.3 Classification suivant les approches 
Dans cette typologie, seul s les critères de classification les plus courants ont été 
utilisés. Il faut noter que ces critères ne s ont ni excl usifs, ni indépendants les uns 
des autres. 
Approches P hysique / An alogique / Symbolique  – L'approche p hysique consi ste 
à construire matériellement une représen tation d' un objet. Les modèles réduits font 
partie des modèles phy siques et ont pendant de l ongues anné es été utilisés, par 
exem ple pour m odéliser le fonctionn ement de futures constructions (barrage, 
station de pom page, et c.). Les modèles analogiques constituent une autre forme de 
modèles phy siques. Ils sont fondés sur l' identité de fonctionnem ent d'objets ou d e 
processus pris dans des cham ps disciplinai res différents. Par exemple, l' écoulement  
de l'eau dans un sol peu t être représenté  par une analogie électrique. La résolution  
pratique d' un certain no mbre de problèmes d'écoulement peut ainsi être facilitée par 
l'utilisation de modèles réduits électriques.  Le modèle sy mbolique utilise, quant à 
lui, un langage abstrait. Un e modélisatio n par équatio ns mathématiques est de type 
symbolique. Dans la suite du texte, no us ne nous in téresserons qu'à cette dern ière 
famille de modèles, actuel lement la plu s utilisée du fait des cap acités de calcul des 
ordinateurs. 
Approches Axiomatique / Heuristiq ue – L'approche axiomatique consiste à 
définir des principes, des h ypothèses et des règles stricts, claire ment explicités, qui 
seront exploi tés de manière déductive. L'approche heuristi que consiste selon 
Walliser  (1977), à réunir des propositions partie lles sur un sy stème, formellemen t 
hétérogènes et s'articulant de faço n approxim ative, mais introduisan t des 
conceptions plus nuancées et des r apports  plus réal istes que la précédente. Les 
prem ières so nt plus rigo ureuses que les secondes au sens où elles sont plus 
facilement dém ontrables. A l' opposé, elles ne permettent pas touj ours d' introd uire 
ou d' exploiter la totalité du savoir, nota mment les connaissances qualitatives, et 
sont mal ad aptées à des  systèmes complexes. Les modèles à base phy sique  
résultent généralement d'une approche axio matique , alors que les modèles 
conceptuels reposent sur u ne approche heuristique. L es systèm es experts, introduit s 
en h ydrologi e urbaine d ans des domaine s aussi différents que le choi x de  
techniques appropriées, le calage des modèle s ou bie n la définiti on des consig nes 
de pilotage d' un réseau à gestion cent ralisée, uti lisent largement l 'approche 
heuristique. 
Approches Déterministe / Pr obabiliste ou stochastique  – L'approche 
déterm iniste considère que les para mètres, l es va riables d 'entrée et de sortie  
décrivant un sy stème ou son fonction nement, de mêm e que les équations qui  les 
295/5 03

relient, sont parfaitement dé terminés ou déterm inables. Une même cause produit 
donc to ujours  exactement le même effet. 
L'approche p robabiliste ou st ochastique considère, quant  à elle, que les variables 
d'entrée et de sortie, voire les paramètres , doivent être modélisés par autre chose 
que des valeurs certaines. On fait l' hypothèse que l' on peut associer à chaque 
grandeur incertaine un nom bre fini ou infi ni de valeurs probables, auxquelles est 
attachée une probabilité ou une loi de probabilité. L'approche  probabiliste est  
utilisée soit parce que le phénom ène étudié est aléatoire (c'est le cas de la 
modélisation des pluies), soit parce que l'on cherche à  représenter des per manenc es 
difficilem ent explicitables ph ysiquement (lois très co mplexes faisant intervenir 
beaucoup de param ètres par exem ple). 
Approches Microscopiq ue / Macroscopique  – L'approche microscopique ou 
réductionnist e consiste à déco mposer un système et son fonctio nnement en "sous-
systèmes" et  en "m icro phénom ènes" , de les m odéliser tous avec soin et de 
construire ensuite un m odèle de reco mposition. L'approche  macroscopique ou 
holistique co nsidère le systèm e dans so n ensemble et s' intéresse u niquem ent à son 
comportem ent global. Les modèles à ba se phy sique, détaillant les différents 
processus, font partie des m odèles microscopiques alors que les m odèles globaux  
(méthode rationnelle par exem ple) font  partie de la deuxièm e approche. 
Approches Empirique /  Théorique – L'approche em pirique est fondée sur 
l'exploitation directe de l'expérience et des constatations qui  en découlent. Les 
modèles empiriques sont limités  dans la  mesure où ils  néces sitent u ne extrapolation 
des constatations faites sur des expéri mentations dont la reproductibi lité est 
toujours sour ce de questionnement. L' approc he théorique s' appuie sur l'abstraction 
et sur le raiso nnement. Le modèle est cons truit a priori a partir d 'une théorie sous-
jacente ( approche axio matique). L'expé rience permet cependant d e le conforter, de  
le valider ou de le caler. 
Approches Spéculative / Pragmatique –  L'approche prag matique privilégi e la 
modélisation de la con naissance pour l' action (m odélisation fin alisée) alors que 
l'approche spéculative vise la connaissan ce pour la  connaissance. Il s' agit d'un  
vieux confl it entre les sciences fondam entales et les scien ces appliquées. 
L'hydrologie urbaine a traditionnellem ent été une science au servi ce de l' ingéni eur 
et la plupart d es modèles s'inscrivent plutôt dans une a pproche prag matique. 
8.1.4 Qualité des modèles 
Choisir un modèle adapté à un problème par ticulier nécessit e de s' interroger su r les 
qualités que ce modèle doit présenter p our f ournir le  service que l 'on attend de lui. 
Différents cri tères doivent être pris en c ompte. 
Pertinenc e – On dit d 'un modèle qu' il est pertinent, si pour un cham p de questions  
auquel il est censé répondre, il don ne de "bons rés ultats" en termes de précision  
obtenue, de reproductibili té des résultat s, de cohérence avec les phéno mènes 
étudiés, de for me des ré sultats, etc. 
Robustesse et sensibilité –  La robustesse d 'un modèle est son aptitude à ne pas 
diverger lors que les entrées sont modifiées. La sensibilité d' un m odèle est sa 
facilité a bi en représenter la variati on de certai nes entrées particulièrement  
influantes. Un m odèle doit être robus te, de telle manière que si on m odifie 
légèrement un param ètre d'entrée connu av ec incertitude, ce qui est souvent le cas 
en h ydrologi e urbaine, le s sorties varient peu. A l' opposé, le m odèle doit  être 
sensible aux variations des grandeurs d ont o n cherche à sim uler les effets ou que  
l'on cherche à dim ensionner.  
Géné ricité –  Si un  modèle peut s' appliq uer à un  cham p de questions très large, et 
fonctionne sans condition spéciale, il est dit générique,  sinon il est dit adapté (sous-
entendu à un contexte particulier). 
296/5 03

Qualités pra gmatiques –  Parm i les q ualités prag matiques des modèles, Walliser  
(1977) distin gue les suivantes: 
• la maniabilité : le modèle est simple  à utiliser, il ne présente aucune 
difficulté théorique (paramètre s d'entrées difficile s à obtenir par  
exem ple) ou pratique (m ode de saisie d es données très lourd) ; 
• la transparence, qui est l' aptitude du m odèle à être co mpris d'un grand  
nombre de personnes ; 
• la souplesse, qui  mesure la fac ilité avec laquelle il est possible de 
changer les données du m odèle ; 
• la qualité pédagogique, qui est la ca pacité d 'un modèle à servir de 
support de co mmunication et de dialogu e entre différents acteurs. Un 
modèle pédagogique d oit perm ettre de tirer facilement des 
enseignem ents sur le dom aine étudié. 
8.1.5 Modèle et logiciel 
Comme dans bien des do maines, la modélisation en h ydrolo gie urb aine repose très 
souvent sur  l'utilisation de logiciel s, fréquemment appelés eux mêmes des 
"modèles".  Ceci entraîne souvent des confusions d ans le voca bulaire entre ce qui 
concerne la modélisation des phénomènes  phy siques et ce qui concerne les 
modalités pratiques d' utilisation du logi ciel. Pour lever ces ambiguïtés, il faut en 
fait considérer un logiciel comme la co mbinaison de trois m odèles de nature 
différente : 
• le prem ier modèle, que nous pourri ons appeler "m odèle topologiq ue", 
représente l e système phy sique constitu é par la ville et les différents 
ouvrages permettant le recueil, l' écoulem ent et le traitement des 
eaux ; dans le vocabulaire de b eaucoup d' hydrologues, il s' agit du 
modèle du système, souvent intim ement dépendant du  logic iel 
utilisé ; 
• le deuxième m odèle, que nous p ourrions appeler "m odèle des 
phénom ènes" , est constitué de l 'ensemble des équat ions et relati ons 
perm ettant la si mulation mathéma tique et numérique des différents 
sous phéno mènes contribuant au f onctionnem ent du s ystème 
physique.  
• le troisième modèle représente le processus d 'étude ; c'est lui qui v a 
permettre de  déter miner les élé ments à définir, la finesse et  la 
précision nécessaires pour chaque ré sultat, les docu ments à produi re, 
etc. ; il s'agit généralement du m oins bien défini des tr ois. 
En pratique,  le prem ier modèle (modèle topo logique ) doit être construit par  
l'utilisateur p our chacun des sites d 'étude ; le deuxièm e modèle (modèle d es 
phénom ènes) est souvent totalem ent inclus dans les lignes de code du logiciel (qui 
peut cependant laisser le choix entre pl usieurs possibilités) ; le tr oisièm e modèle va 
servir de guide à la faço n de conduir e l'étude. Ces trois modèles ne sont bien 
évidemment pas indépend ants. 
8.1.6 Conclusio ns 
Dans le contexte de la modélisation des flux d' eau en zone urbaine, l' objectif 
principal d' une étude con cerne généralem ent la déterm ination d es débits et des 
volum es (sou vent de l' évolution  tem porelle  des débits, représentée sous la for me 
d'hydrogrammes), des lignes d'eau ou des fl ux de polluants (représentés sous la 
forme de p ollutogrammes) à l'exutoire  d'un bassin versant ou en un p oint 
particulier du réseau. Nou s nous intéresse rons donc essentielle ment aux m odèles 
prévisionnels.  
Comme nous l'avons indiqué plus haut, nous ne présenterons q ue les modèles 
mathématiques, sous-classe des modè les sy mboliques, et  parm i ceux-ci, 
297/5 03

uniquem ent ceux qui visent la réso lution d' un problèm e pratique (m odèles 
pragmatiques). 
Dans ce con texte et pour  un cas d' étude do nné, l a modélisation à ado pter est 
essentiell ement fonction de deux aspects. Le premier as pect concerne l'objectif 
d'utilisation des résultats fournis par la simulation : gestion du réseau, projet  et 
dimensionnement, prévision d' un risqu e, etc.. La nature de l' objectif im pose bien  
évidemment des contraintes différentes pour  la m odélisation. Le deuxième aspect 
concerne la disponibilité des données : on es t bien évidemment obligé d' utiliser un  
modèle co mpatible avec les données disponib les. L' approche d e modélisatio n à 
adopter pour  un pro blème donné est do nc par ticulièrem ent tributaire de ces deux  
contraintes.  
En h ydrolo gie urbaine, no us trouv ons essentiell ement deux familles de modèles 
mathématiques. La prem ière est fondée sur une approche par des modèles globaux 
et la seconde utilise des modèles détaillés,  avec des niveaux différents de fin esse 
selon les processus phy siques concernés. La figure 16 four nit u ne représentation  
schématique des deux familles de modèles et leur description est présentée dans l a 
suite du texte.  
 
figure16: Modèles globaux et modèles détaillés (ad apté d e O'Loughlin et al., 1996). 
298/5 03

8.2 Modèles globa ux 
Selon la t ypologie dévelop pée en 8.1, l es modèles globaux sont toujours de t ype 
macroscopique, et reposent gé néralement sur une approche  heur istique et souvent 
déterm iniste. Dans l 'idéal, on essaie de globaliser tous les phénomènes dans une 
form ule unique permettant de déterm iner simplement la grandeur  nécessaire à la 
résolution d u problèm e à résoudre. Par exem ple la méthode ration nelle perm et de 
calculer le débit m aximum atteint ou dépassé  pour un e certaine période de retou r à 
l'exutoire d' un bassin versant pa r une relation de la fo rme :  
Qmax = C.I. A 
Avec A : surface du bassin versant, C : coeffi cient de ruisselle ment et I intensité  
moyenne correspondant à la période de retour consi dérée pour u ne durée égale au  
temps de concentration du bassin versan t. 
Les modèles de ce type peuvent être tot alement em piriques (par exem ple méthode 
de l'hydrogra mme unitaire) ou plus ou moins axio matiques co mme l e modèle d u 
Soil Conservation Service. 
Pour la m odélisation du ba ssin versant,  dans tous les cas, l' idée de base consiste à 
représenter l'objet étudié comme un bassin versant u nique, doté d e caractéristiques 
invariantes dans le t emps et dans  l'espace ( surface , coefficient de ruisselle ment , 
capacité d 'infiltration du sol, etc.). La pris e en co mpte du réseau de drainage naturel 
ou artificiel, interne au bassin versant est faite de façon sim plifiée en utilisant ses 
caractéristiques principales (tem ps de  parcours, long ueur, pente, etc.). 
L'entrée pluviométrique  est généralement représenté e par une intensité moyenne 
constante, elle même déduite des courbes Intensité-Durée-Fréquence, traduisant de 
façon statisti que la pluviosité de la zone géographique consi dérée. On  utilise 
parfois des pluies de projet de form e simple, égalem ent déduites des courbes IDF.  
Les modèles globau x, malgré leur appare nte sim plicité, sont souvent délicats à 
utiliser. Ils présentent en effet une gr ande sensibilité au choix de certains 
paramètres ( temps de c oncentration, coefficient de ruisselle ment, capa cité 
d'infiltration, curve num ber, etc.) n' ayant que peu de signification physique, et dont 
la détermination est difficile  en l'absence de longues séri es de mesu res. Par ailleu rs 
les résultats obtenus sont  peu explicatifs du com portem ent réel d u bassin versant.  
En particulier les effets de stockage  dus au sy stème hy drographique, ou  de 
coïncidence des pointes de débit produ ites par différents sous-bassins versants en  
parallèle, ne sont pas clairement explicités. Il  est de ce fait difficil e de relier a priori 
une m odification des caractéristique s ph ysiques du bassin versant à son 
comportem ent hydrologi que. 
Comme exem ple de difficulté et limite  associées à ce ty pe de modèle, nous 
pouv ons citer l'effet de la canalisation des cours d'eau sur la réduction du tem ps de 
concentration. Cette accélération de l 'écoulem ent entraîne un raidissement de 
l'hydrogramme, le débit d e pointe ap paraissa nt plus tôt et avec un e atténuation plus 
faible. Par ail leurs, la plui e critique pour  le bassin versant a aussi une durée plus 
courte, ce qu i signifie des valeurs d 'intens ité plus im portantes , ce qui conduit , à 
nouveau, à d es aug mentations de débit .  La canalisation des cours d'eau urbain s 
peut do nc co nduire a des effets im portants sur la forme des hydrogrammes et 
pourtant ce fait n' apparaît pas explic itement dans les m odèles globaux. 
L'utilisation des techniques alternatives pour  la gesti on de l'assainissement pluvial 
urbain et la prise en considération de s questions l iées à la pollution  des eaux 
pluviales im posent également de bien connaîtr e l'évolution tem porelle des crues, et 
non seulement la valeur des débits de pointe (ce q ui était généralement suffisant 
pour le dim ensionnement des réseaux). Pour  ces différentes raisons,  l'utilisation des 
299/5 03

modèles globaux doit être réservée à de petits bassins versants  pour lesquels les 
enjeux liés aux résultats de la  modélisation sont faible s. 
Nous nous c ontenterons de présenter ic i deux m odèles classiques de calcul des 
débits de poi nte d' eau pluviale : 
• la méthode rationnelle, 
• la méthode de Caquot ; 
deux méthod es rapides de calcul des volum es pour le dimensionnem ent de 
ouvrages de retenue : 
• la méthode des pluies, 
• la méthode des volum es ; 
et enfin une méthode d'estim ation de fl ux de poll uants produit s par un bassin  
versant urbain. 
8.2.1 Méthode rationnelle et mé thode des courbes isochrones 
La méthode rationnelle est une méthode si mplifiée perm ettant le calcul du débit 
maxim um à l'exutoire d' un bassin versan t soum is à une précipitation don née. Cette 
méthode, très utilisée dans le monde, fu t énoncée pour la prem ière fois en f évrier  
1851 par un ingénieur irlandais, Thom as J. Mulvaney. Elle condu it à l' expression 
générale : 
() A).T,t(i.CtQc p=  équation 1
Avec : 
Q2(T) : Débit de poi nte de périod e de re tour T  à l'exutoire du bassin ver sant 
(m3/s), 
C : Coefficient de ruissellement du bassin  versant (entre 0 et 1,  sans 
unité), 
i (tc, T) : intensité moyenne de péri ode de retour  T, sur la dur ée tc (t2 étant le 
temps de concentration du bassin) (m /s), 
A : surface du bassin versant (m 2). 
8.2.1.1 Formulatio n initia le et hypothèses de base  
Sous sa forme initiale, la form ule ration nelle implique la constance et la répartition 
uniform e de la pluie sur le bassin versan t. Elle suppose également l' homogénéité 
spatiale de la nature des surfaces récep trices, autorisant la définition d'un 
coefficient de ruissellemen t C pour le bassi n. Sous ces conditions, le débit devient  
maxim um lorsque l' ensem ble des surf aces du b assin versant contribuen t au 
ruissellement, c'est à dire au bo ut d'un te mps tc après le début de la pluie. 
L'intensité moyenne des précipitations di minuant lorsque leur durée aug mente, la 
pluie la plus critique sur u n bassin versan t don né sera donc celle dont la d urée est 
stricte ment é gale à t c. 
Appliquée en retenant l' intens ité moyenne de la pluie dans le temp s et l 'espace et la 
moyenne spatiale des coefficients de ruissellement, la form ule suppose que la 
transform ation de la pl uie en ruissellement est linéaire, h ypothèse non vérifiée au  
regard des mécanism es élémentaires de la transform ation (écoulements 
transitoires). 
Enfin, il est nécess aire qu e le coefficie nt de ruissell ement C  (ou coefficient de 
rendem ent de la pluie, o u fonction de production)  soit constant. Or ce coefficient 
dépend entre  autres de l'état  d'hu midité des surfac es réceptric es, c'est-à-dire  de 
l'historique des précipitations antérieures.  
300/5 03

Pour ces différentes r aisons et afin de faire fa ce aux i mperfe ctions évidentes d e la 
méthode, de nom breux ingénieurs et cher cheurs en  ont prop osé des adaptations 
plus ou m oins élaborées.  
8.2.1.2 Extension de la méthode : mé thode des courbes isochrones 
D'un point de vue mécaniste la méthode rationnelle peut être considérée comme un 
modèle de transfert des o ndes de crue sans am ortissem ent. Sous  l'hypothèse de la 
linéarité de la transfor mation des plui es en ruisselle ment sur les surface s 
réceptrices, elle donne lieu au modèle dit des cour bes isochrones, ou méthode 
rationnelle généralisée, que l' on peut représenter par : 
() u).du-.A(t)u(i tQt
0n∫=  équation 2
Dans c ette éq uation, ()tinest la pluie nette tom bant unifor mément sur l e bassin et  
A(t) la distribution des surface s réceptr ices en fonction du tem ps de parcours de 
l'eau sur ces surfaces jusqu' à l'exutoire du bassin versant. L'équation 2 traduit une 
transform ation linéaire de la pluie en rui ssellement sans am ortissement. L' opérateur 
de convol ution A(t) porte  le nom  de cour be "aire-t emps de concentration". Cette 
équation est généralement résolue sous  form e discrète. Sa forme générale 
perm ettant le calcul du déb it au pas de tem ps n.∆t est alors : 
() ()[ ]() j1n.Aj1nAj,I.C tn.Qn
1jb −+ −+ =∆∑
= équation 3
avec : 
()n.dtQ  : débit m oyen à l'exutoire au cours du nième pas de temps ; 
Cet bI : coefficient moyen de ruissellement et pluie brute moyenne au cours du  
jème pas de tem ps sur l'élément de surface A(n+1-j) ; 
A(n + 1- j) : éléments de surface compris entre l es courbes isochrones (n - j) ∆t 
et (n + 1 - j) ∆t. 
∆t
∆t∆t∆t
2345
∆tS2
S1exutoire 
figure17: 
 Exemp le de décomposition d'u n bassin versa nt en sous bassins, limités 
par des courbes isochrones. 
Nota  : La méthode des courbes isochrone s peut également être utilisée co mme 
modèle de transform ation pluie-débit dans le cas d' une modélisation détaillée. Il 
suffit pour ceci de défini r la pluie pas de t emps par pas de tem ps. Voir l e 
paragraphe 8.3.6.4 .1.  
8.2.1.3 Estima tion des variab les 
Quatre variab les apparaissent dans l'équa tion 3, qu' il convient de qu antifier dans un 
cas particulie r donné. La surface A ne pose théorique ment pas de problèm e dan s le 
cas d' un bassin versant strictement hom ogène au  regard de l 'occupation des 
301/5 03

surfaces et de la distrib ution des pentes d' écoulement. De mêm e, l'intensité 
moyenne maximale peut être  estimée, si l' on connaît t c, par les classiques courbes 
Intensité-durée-fréquence. Par contre , les esti mations de C et de tc sont  beauco up 
plus délicates, en particulie r en l' absence d' observations. 
Pour le coef ficient C, di verses approc hes sont po ssibles au stade des proj ets 
d'ouvrage, comme : 
• application de valeurs forfaitaires traduisant le type majoritaire 
d'occupation des sols, par exem ple selon le tableau 4 1. 
 
type d' urbani sme valeur de C
habitations tr ès denses 0,9 
habitations de nses 0,6 à 0, 7 
habitations mo yennem ent 
denses 0,4 à 0, 5 
quartiers résidentiels 0,2 à 0, 3 
 
Tableau 41.: Exemp le de valeurs fo rfaitaires p our le ch oix du  coefficien t de 
ruissellement en fonction du type d'urbanisme (voir aussi 2.2.2). 
 
• valeurs moyennes pondérées par  les surfaces respectives (A i) des 
divers t ypes d 'occupations des sols (C i) 
∑ ∑=i ii A AC C équation 4
• - ajustements em piriques à partir  d'observations sur des bassins 
expérim entaux, par exem ple de la form e : 
Ic. b.IMPaC + +=  équation 5
ou 
c
cba.tI. IMPC=  équation 6
avec 
IMP : coefficient d' imperméabilisation ; 
I : pente m oyenne du bassin versant ; 
tc : temps de concentration ; 
a, b, c : coefficients n umériques d'a justement. 
Ces form ules ne peuvent  être utilisées sans discernement car elles peuvent sous-
estimer les co efficients de ruissellement des pluies peu fréquentes utilisées dans les 
projets d' ouvrages. 
Pour le temps de concentration, l' estimation est tout aussi délicate. Dive rses 
form ules ont été proposé es, en général da ns les cas de petits bassins versants 
naturels ou ru raux. Elles sont souvent m al adaptées aux bassins versants urbanisés. 
Pour ces derniers, en effet, les vitesses des ruissellem ents superficiels sont plu s 
élevées, de même que l a densité du ré seau de collecte artificiel (gouttière,  
caniveaux, égouts, etc.). D'un poi nt de v ue pratique, l e temps de concentration est 
souvent uti lisé en considérant qu' il est ég al à la som me du tem ps de ruissellem ent 
superficiel t s et du tem ps d'écoulem ent en réseau t r (en supp osant q ue l'écoulem ent 
s'effe ctue à s urface libre), soit : 
302/5 03

r s c tt t +=  équation 7
D'ordinaire, t s est évalué de façon forfaitaire et  varie de 5  à 15 minutes,  
correspondant aux plus longs tem ps de  parcours en surface avant que le 
ruisselle ment  n'acc ède au  réseau de c ollecte. D'autres form ulations sont de type 
empirique. C' est le cas par exem ple de cel le de l 'Agence fédé rale de l' aviation 
américaine q ui est utilisée pour déterm iner les installations de drainage des pistes 
d'aéroports : 
31
21
s I. C).L 3,26.(1,1t−
− =  équation 8
avec : 
ts : en m inutes ; 
C : coefficient de ruissellement ; 
L : longueur  de ruissellem ent (m ) ; 
I : pente (%). 
Certaines font intervenir les caractérist iques des précipitations, co mme celle d e 
Terstriep &  Stall (1969) : 
0,45 0,64
n0,32
s . .i 1,92.Lt− −α =  équation 9
avec : 
L : en mètres ; 
in : en mm/h ; 
α : en m/m. 
Quant au temps de parcours dans les collecteurs, t r, il est d éterminé à partir d 'une 
relation du t ype : 
jjcj
rVL
t∑
=  équation 10
avec : 
Lcj : longueur  du j ème tronçon  de pente unifor me (m) ; 
jV : vitesse moyenne d'écoulem ent dans ce tronçon (m /mn). 
D'un point de vue pratique, en cheminan t de l 'amont vers l'aval,  suivant la 
technique d' application de la form ule rationnelle, le tem ps tr correspond au plus 
long tem ps de parcours des divers chemin ements possibles de l'eau le long des 
branches du réseau, depuis les points d' entrée les p lus am ont, ju squ'au point de 
calcul du débit. Dans les cas de réseaux maillés, cette procédure d' estimation de t r 
devient assez approxim ative car elle s uppose des choix en  matière de sens de 
circulation dans les mailles. 
Le cal cul de la vitesse moyenne résulte  également d'approximations fondées sur 
l'existence d e régimes uniform es d' écoulem ent. Ces approximations sont  
généralement satisfaisantes car, en conduite  ferm ée de form e circulaire, la vitesse 
évolue peu d ès que le rem plissage du  collecteur atteint 20 à 30 %. Ainsi, pour un 
remplissage à 30% , alors q ue le débit n'est que de l' ordre de 20%  du débi t à ple ine 
section, la vitesse moyenne est déjà de l'or dre de 80%  de la vitesse à pleine section. 
303/5 03

8.2.1.4 Limites de la formule rationnelle 
Les hy pothèses de linéarité et les difficu ltés d 'évaluation des variables limitent 
nécessairement le do maine d'utilisation de  la for mule rationnelle.  La non prise en 
compte de l'am ortissement dans le transfer t des écoulem ents li mite sa validité à des 
petits bassins versants disp osant de sy stèm es de collecte ramifiés, sans ouvrage de 
stockage tem poraire et suffisammen t pentus p our lim iter les phénomènes 
d'influence aval. Encore t rès utilisée dans  les pay s anglo-saxons,  son em ploi doit  
cependant rester li mité à  des bassins ve rsants dont la surface est inférieure à  
quelques dizaines d' hectares, et qui ne contiennent pas d'ouvrages de retenue. 
8.2.2 Méthode de Caquot 
Il s'agit d' une méthode gl obale découl ant directem ent de la m éthode ration nelle. 
Elle perm et donc le calcul du débit maximum co rrespondant à une période de 
retour donnée, à l'exutoire d' un bassin vers ant urbain. L' utilisation de la méthode d e 
Caquot a été préconisée en France d ès 1949 par la Circulair e générale 1 333. 
L'Instruction  technique de 1977  a confir mé son rôle quasi norm atif. 
8.2.2.1 Origine et éléments d'historique 
La méthode mise au point par A. Caquot  a été présentée pour la p remière fois le 20 
octobre 1941 , à l'occasion d' un Co mpte rendu à l'Académ ie des Sciences de Paris. 
Elle repose sur les hy pothèses de la fo rmule rationnelle tout en introduisant  un 
facteur d 'amortissement k, destiné à prendre en com pte les effets du stockage 
temporaire d u ruissellement sur le bassin versant et dans le réseau. Elle peu t se 
mettre sous la forme : 
A).T, k.C.i(t = (T)Qc p  équation 11
avec : 
Qp (T) : débit de poi nte de période de retour T ( m3/s) ; 
k : coefficient d'a mortiss ement inférieur à 1 ; 
i (tc, T) : intensité m oyenne des précip itations de période de retour T, 
correspondant à une durée de pluie égale à t c , temps de concentrat ion 
du bassin ver sant (m /s) ; 
A : surface du bassin versant (m²). 
Comme dans la méthode rationnelle, o n considère que t c est égal  à la so mme de 
deux termes : t c = ts + tr 
avec t s : temps de parc ours de l'eau en surface ; 
tr : temps de parcours de l' eau en réseau. 
La déterm ination de ces tem ps caracté ristiques constitue l' une des difficultés 
principales d'utilisation de  la méthode rationnelle. En pratique deux approc hes 
différentes so nt possibles :  
• l'approche débitmétrique, qui  repose sur le calcul des tem ps de  
transfert de l'eau entre deux poi nts en ut ilisant des relations issues de 
l'hydrauliq ue (type Mannin g-Strickler) ; 
• l'approche v olumétrique (école ita lienne), qui prend en co mpte le 
temps nécessaire pour remplir le réseau d'assainissement. 
L'originalité essentielle de la méthode de  Caquot est de rechercher une form ulation 
interm édiaire,  utilisant à la fois les notio ns de stock et de tem ps de transfert. 
Moyennant d ifférentes hypothèses qui sont e xplicitées dans le p aragraphe suivant, 
et en utilisant les données pluviom étriques de Paris-Montsouris, A. Caquot aboutit 
304/5 03

à une form ule extrêmement sim ple, puisqu' elle ne fai t apparaîtr e que des grandeurs 
supposées m esurables, caractéri sant le bassin versant : 
0.75 1.17 0.13
p A . C . I . 496 = (10)Q équation 12
avec : 
Qp (10) : débit de poi nte de péri ode de retour 10 a ns (L/s) ; 
I : pente du bassin versant (m /m) ; 
A : surface du bassin versant (ha). 
En 19 47, les t ravaux de Grisollet  (1948) sur les pluies d' orage à Paris perm ettent un 
réajustement des coefficients, ce qui co nduit à la for mule proposée par la circulaire 
CG1333 d u 22 février 194 9 (Ministère, 1949) : 
0.75 1.17 0.30
p A . C . I . 1340 = (10)Q équation 13
La circulaire précise également que cette form ule, établie pour la région parisienne, 
doit être aju stée localement si l 'on dési re l'utiliser dans une autre région où la 
pluviom étrie est différente. L' absence de données pluviométriques locales 
suffisantes v a cependant limiter trè s fortement les velléités d 'ajustem ent, et  la 
form ule sera la plupart du tem ps utilisée sous sa forme originelle, tant en France 
métropolitaine que dans la plupart des colonies. 
Jusqu' au milieu des années 1970,  la circulaire CG1933 va constit uer ( Koch , 1954, 
1967) " ... la bible de tous les projeteur s, bureaux d' études privés,  administrations, 
...". 
Le développem ent des réseaux de mesures pluviom étriques d'une part, 
l'observation dans les années 1970 de nombreux désordres hy drauliques lors de 
pluies un peu violentes d' autre part, conduisent cependant les responsables à 
s'interroger sur le caractère universel d e la form ule de Caquot. A partir de 1973 est 
ainsi constitué un groupe de travail interm inistériel, placé sous l' autorité d e 
Loriferne, Ingénieur général des Ponts et chaussées. Ce groupe de travail,  
essentiell ement alimenté par des mesures effectuées sur quatre bassins versants 
expérim entaux et par les travaux de Desbordes  (197 4), va aboutir à la publication 
en 197 7 de  l'Instruction technique r elative aux réseaux d'assainissement des 
agglom érations (Ministères, 1977).  Dans ce nouveau texte, la méthode de Caq uot 
reste la méth ode de base même si quelques lim ites sont apportées à son domaine de 
validité (surface des bassins versants inférieure à 200 hectares,  pente co mprise 
entre 0,2% et 5%, coeffici ent d' imperméabilis ation supérieur à 20%) et si d 'autres 
méthodes " (...) schématisant les mécanismes réels du fonctionne ment du réseau 
(...)" sont envisagées. La France es t découpée en trois zones supposées 
équivalentes vis à vis de leur pluviom étrie ( voir figure 18) et les coefficients d e la 
form ule sont réajustés pour chacune des z ones. Dep uis, m algré le développement 
de nom breux logiciels utilisant des méthode s plus sophistiquées, la méthode de 
Caquot est restée celle qui a été la plus  utilisée en F rance, en particulier pour  les 
études de conception.  
305/5 03

306/503 
 
figure18: Découpage de la France en régions de pluviométrie supposée homogène, 
tel que proposé par l'Instruction technique de 1977. Les valeurs reposant sur ce découpage 
ne doivent plus être utilisées, car la variabilité réelle de la pluviosité est beaucoup plus 
importante et des données plus fines sont maintenant disponibles (voir chapitre 7).

8.2.2.2 Formulation mathématique 
Les hy pothèses de base de la méthode pe uvent être classées en deu x catégories : 
• hypothèses l iées à la li néarité de  la relation pluie-débit et qui 
conduisent à dire que le d ébit de  pointe est proportio nnel au volume 
de pluie précipitée au co urs de la pé riode précédant la pointe d e 
débit ; 
• hypothèses liées aux lois d'écoulement et de stockage dans le réseau 
choisies par A. Caquot et dont les deux pri ncipales sont les 
- l'écoulement se fait toujours à surface libre, le volum e stoc ké est  
proporti onnel  au débit de p ointe ; 
- l'écrêtement dû au réseau est calculé en supposant que l' intensité 
maximale se produit  au dé but de l' averse, lorsque le réseau est presque 
vide. 
Dans ces conditions, la relation de départ de A. Caquot est l' équation de 
conservation des volum es entre le début  de l' averse et le tem ps θ au bo ut duquel on 
observe le débit m aximum. Elle traduit le fait que le volum e d'eau  précipitée (V p ) 
est égal à la so mme du volum e qui s'est écoulé à l'exutoire (V e ) et du v olume 
encore stocké  (Vc ) dans le réseau et sur le bassin versant : V p = V e + Vs 
soit en tenant compte des unités : 
θ β+ δ= α .Q. t.Q. A.C.H.61
p cp  équation 14
avec : 
α : coefficient < 1 tenant compte de la répartition spatial e de l' averse ;  
Η : hauteur d'eau tom bée en mm jusqu 'à l'instant θ ; 
δ : coefficient de proporti onnalité entr e le volum e stocké et le débit de  
pointe ; 
β : coefficient < 1 tenant com pte de la répartition da ns le tem ps des 
intensités instantanées et du m ode de transform ation de la pluie  en 
débit. 
A. Caquot su ppose ensuite : 
• que le débit maxim um est atteint pour une durée θ égale au te mps de 
concentration t c ; 
• que H peut  s'exprim er en  fonctio n de  tc par u ne formule de type 
Montana : 
btc.atcH=  équation 15
• que le coeffi cient d'abatte ment spa tial peut se mettre sous la forme 
α = A−ε, ce qui perm et d'écrire : 
) .(Q .C.Aa.t61
p1 b
c δ+β =ε− équation 16
7Enfin, en se fondant sur des considéra tions théoriques sur les écoulements en 
surface et en  conduites, A . Caquot propose de calculer le tem ps de concentration 
par une relation de la forme : 
 Q . A . I .  = tf
pd c
cµ  équation 1
avec I : pente m oyenne du bassin versant. 
307/5 03

En reportant cette expression dans l'équation 16,  et en exprim ant Qp en fonctio n 
des autres variables, on obt ient alors : 
f.b11d.b
f.b11
f.b1c.b
f.b11b
A. C. I. )) (6.a( Qp−ε−+
− − −
δ+βµ=  équation 18
8.2.2.2.1 Ajustement de (β+δ) 
La so mme (β+δ ) traduit l'effet de capaci té du réseau : 
• δ.tc.Qp mesur e le volu me stocké dans le réseau et en s urface au t emps 
tc ; 
• β.tc.Qp mesure le volum e écoulé à l'exutoire depuis le début d e 
l'aver se jusqu'à l 'instant t c . 
Initialem ent A. Caquot av ait choisi co mme valeurs δ = 1 et β = 0,85. L'Instruction 
technique de 1977  préconi se des va leurs nettem ent plus faibles : ( β+ δ) = 1,1. 
8.2.2.2.2 Ajustement de ε 
Ce coeffici ent mesure l 'abattement spatial de la plui e. La valeur choisie par A. 
Caquot a égalem ent été diminuée en 1977, et ramenée à la valeur ε = 0,05. 
8.2.2.2.3 Ajustement d e tc 
A partir de mesures expérimentales, les auteurs de l' Instruction technique de 19 77 
proposent de retenir les valeurs suivantes pour  les coefficients permettant le calcul 
du tem ps de concentration :  
c = - 0,41  d = 0,50 7 f = - 0.28 7 
La valeur de µ, pour sa pa rt, dépend  de la form e du bassin versant. Elle est pri se 
égale à 0,5 po ur un  bassin versant ay ant un coefficient d' allongem ent E égal à 2. Le 
coefficient d'allongement E est défini p ar la relation : 
ALE=  équation 19
avec L : plus lon g parcours de l' eau (L en centaines de mètres si A en hectare s).  
Si le coefficient d' allongement est différent  de 2, il est nécessaire de corriger la 
valeur obtenue en la multipliant par le coefficient m suivant : 
b7,0)2E(m=  équation 20
Nota 1  : cette form ule, proposée par Desbordes  (198 4) est légèrement différente de 
celle proposée par l' Instruction de 1 977. 
Nota 2  : La valeur de E doit obli gatoirement être supérieure à 0,8, valeur qui 
correspond à un bassin ver sant en forme de dem i-cercle. 
La form ule à utiliser peut donc  se mettre sous la forme : 
4 3 2 A.C.I. )T(Q1 pα α αα=  équation 21
 
308/5 03

8.2.2.3 Choix des paramètres 
8.2.2.3.1 Choix  des coefficients a et b  
Les coeffici ents a et b pe rmettent de calculer une intensité m oyenne m aximale 
correspondant à une pério de de retour et à une région don nées p ar un ajustement 
des courbes Intensité-durée-fréquence utilis ant une relation de t ype Montana. 
Les données pluviom étriques disponibl es en 2000 s ont beaucou p plus nom breuses 
que celles utilisées lors de l' édition de l'Instructio n technique de 1977 et qui 
concernaient des précipitations m esurées av ant 1973. Il est maintenant évident que 
le découpage de la Franc e en trois ré gions pluvi ométriques hom ogènes, tel qu' il 
était proposé à l'époque, est très approxi matif . Pour mettre en œuvre la méthode de 
Caquot, on utilisera des ajustem ents obt enus par les méthodes proposées au  
paragraphe 8.3.5.3 . 
8.2.2.3.2 Évaluation de la pente 
Pour u n bassin versant urbanisé don t le plus  long chem in hydraulique L  est 
constitué de tronçons successifs, d e longueur L k (en m) et de pente sensiblemen t 
constante I k (en m /m), l'expression de  la pente mo yenne q ui intègre le tem ps 
d'écoulement le long  du cheminement le pl us hydrauli quement éloigné de l' exuto ire 
est la suivante : 
2
kk
ILLI



=
∑ équation 22
8.2.2.3.3 Évaluation du coefficient d e ruissellement 
Le coefficient de ruissellem ent C peut être pris ég al au rapport de la surface 
imperméable directe ment raccordée  au réseau à la surface totale du  bassin ver sant. 
Ce mode d' évaluation conv ient bien p our les pluies m oyennes à for tes (périodes de 
retour com prises entre 1 et 10 ans) et  les bassins versants urbanisés.  
8.2.2.3.4  Cas des ba ssins versant s en sér ie ou en para llèle 
L'application  de la m éthode de Caq uot à un en semble de bassins versants 
hétérogènes placés  en s érie ou en parallè le est déli cate. Il est en eff et néce ssaire de 
rechercher l es cara ctéristi ques du bassin versant équivalent. Le tableau suivant 
fournit les r ègles d' assem blage à utilis er, sachan t que dans certains cas des 
anom alies peuvent apparaître (par exem ple un débit de pointe à l' aval de deux  
bassins versants en parallè le supérieur à la so mme des débits d es deux bassins 
versants pris séparém ent). 
 
309/5 03

Param ètres équivalents Aeq Ceq Ieq Eeq 
Bassins en s érie 
∑ iA ∑∑
iii
AA.C  ∑∑
ii
AL 
Bassins en parallèle 
∑ iA   (*) 
A) L(t
icmax
∑ 2
iii
ILL



∑∑
∑∑
iii
AA.C
∑∑
ii i
QpQp.I
(*) Cette formu le remplace celle proposée dan s l'Instru ction  techniqu e de 19 77 :
∑ ii
Amax)Qp(L 
jugée trop  major ante. 
 
Tableau 42.: Détermination des p aramètres équi valents dans l e cas de l 'assemblage de 
bassins versants en série ou en parallèle. 
 
8.2.2.4 Limites et précautions à prendre 
La méthode de Caquot a été très largemen t utilisée en  France depuis plus d' un demi 
siècle, sans conduire à des catastrophes en  term e de conception d es ouvrages. On 
peut donc l égitimement considérer qu'elle fournit des résultats sensiblemen t 
corrects. Il est cependant nécessaire d' insister sur  les li mites de l a méthode, qui  
apparaissent à différents niveaux. 
8.2.2.4.1  Limites sur les données  pluviomét riques 
Le découpag e proposé p ar l'Instruction techniq ue en 3 zo nes de plu viométrie 
supposées hom ogènes était cohérent  au regard de la très faible quantité de données 
disponib les à l'époque. Il est aujourd' hui évident q u'il ne correspond pas à une 
réalité climatique très claire. La variabilité de la pluviosité peut en effet être très 
grande à des échelles de quelques dizaines de kilom ètres et les im précisions dues à 
ce découpage grossier peuvent être très  importantes. Des données beaucoup p lus 
précises sont m aintenant disponib les (en particulier auprès de la météorologie  
nationale) et il est indispensable de le s utiliser. On trouvera par exem ple dans Coste 
& Loudet  (1987, 1 991),  des valeurs par départem ent. 
8.2.2.4.2  Limites sur les cara ctéristiques des bassi ns versants 
L'Instruction technique de  1977 lim itait dé jà l'utilisation de cette méthode a des 
bassins versants présentant des caractéris tiques strictes : surface du bassin versant 
inférieure à 200 hectares, pente com prise entre 0,2%  et 5%, coefficien t 
d'imperméabilisation supérieur à 20%.  
De façon plus qualitative, la méthode de Caquot ne  s'applique correctement qu'à 
des bassins versants urbains, hom ogènes,  équipés d' un réseau  d'assainissem ent 
correctem ent dim ensionné, sans ouvrages sp éciaux (de stockage ou  de dérivatio n), 
et fonctionnant à surface libre. L'expérience acquise en utilisant les logiciels de 
simulation hydraulique m ontre que ce s conditions de fonctionnem ent sont très 
rarem ent rassem blées dans un bassin  vers ant dès lors que sa surface dép asse 
quelques dizaines d' hectares. 
310/5 03

8.2.2.4.3  Limites sur les résult ats fourni s 
La méthode d e Caquot ne donne qu' une indi cation sur la valeur du débit maximum. 
Elle ne perm et en aucun c as d'obtenir d' infor mations co mplémentaires sur la forme 
de l'hydrogram me à l'exutoire ou sur c ertaines de ses caractéristiques (tem ps de  
montée, volu me, etc.). Elle conduit  parfois à des aberrations, en particulier lors de 
l'assem blage des bassins versants. 
8.2.2.4.4  Limites sur les object ifs possi bles 
La méthode de Caquot est exclusivem ent une m éthode d' aide au dimensionnem ent 
des collecteurs. Elle ne peut en aucun cas  être utilisée pour  établir un diagnostic de 
fonctionnem ent d'un réseau  existant. Elle ne  présente que très peu d'intérêt pour les 
études visant à déterm iner les flux de p ollution arriv ant à la statio n d'épuration ou 
rejetés par les déversoirs d'orage. 
En résu mé, il apparaît que cette méthode peut encore rendre des services d ans 
certains cas, m ais que son dom aine d'appli cation doit être très fortem ent réduit par 
rapport aux pratiques antérieures. 
8.2.3 Méthode des pluies et méthode des volumes 
Ces méthodes qui étaient conseillées p ar l'Instructio n technique de 1977, ont pour  
objectif de p ermettre de dim ensionner f acilem ent les volum es des ouvrages de 
stockage. 
8.2.3.1 Méthode des pluies 
8.2.3.1.1 Hypothèses 
La méthode suppose : 
• que le débit d e fuite de l' ouvrag e de stockage est constant ; 
• qu'il y a transfert instantan é de la pluie à l' ouvrage de retenue, c'est à 
dire que les p hénom ènes d 'amortisse ment dus au ruissellem ent sur le 
bassin sont négligés (cette méthode  ne sera donc applicable que pour 
des bassins versants relati vement petits - quelques di zaines d' hectares 
- et ne contenant aucun ouvrage de stockage ou de ré gulation) ; 
• que les événe ments pluvieux sont indépendants ; ceci signifie que 
lors des dépouillements, les périodes de tem ps sec ne sont pas prises 
en com pte. 
8.2.3.1.2 Princ ipes d e la métho de 
Pour appliquer la méthode, on s' appuie sur des dépouillem ents de pluies identiques 
à ceux opérés pour la con struction des courbes Intensité-durée-fréquence (voir le 
paragraphe 8.3.5. 3). Sur  un ensem ble d' épisodes pluvieux  mesurés pendant p 
années, on calcule les p intensités moyennes maximales an nuelles i m pour 
différents intervalles de tem ps k.∆t où ∆t est le pas de mesure. On réalise ensuite 
un classem ent fréquentiel des valeurs de i m. On peut ainsi déterm iner des courbes 
d'intensités moyennes m aximales pour d es dur ées d'analy se et des fréquences F (ou 
périodes de retour T) diffé rentes. 
 
311/5 03

intensit é
dT=2 ansT=5 ansT=10 ans
 
figure19: C ourbes Intensité-durée -fréquence. 
 
Pour calculer le volum e de la retenue, il est nécessaire de transformer ces intensit és 
Im (k.∆t, T) en hauteurs h ( k.∆t, T) : 
h (k.∆t, T) = i m (k.∆t, T) × k.∆t équation 23
 
hauteur pr écipitée
 
figure20: C ourbes Hauteur-durée-f réquence. 
 
Ces courbes déterm inées sta tistiquem ent représentent l'évolution des hauteurs 
précipitées p our différentes durées ; on pa rle aussi de courbes "enveloppes". Ce ne 
sont donc pas  des courbes décrivant l' évolution des apports cum ulés en fonction du 
temps pour u n ensem ble de pluies. 
On peut égalem ent faire directement le s dépouillements sur les hauteurs. Sur  un 
ensem ble d'épisodes plu vieux m esurés penda nt p années, on repè re les p haute urs 
maximales an nuelles h pour différe nts in tervalles de tem ps k.∆t, puis on réalise un 
classem ent fréquentiel des valeurs de h  permettant d e déterminer directement l es 
courbes Haut eur-durée-fréquence. On évite ainsi les approxim ations faites sur  le 
lissage des co urbes IDF. 
On suppose ensuite que l' ouvrage a un débit de fuite  constant Q s que l' on expri me 
sous la form e d'un débit sp écifique q s : 
assSQ360=q équation 24
avec : 
qs : en mm/h ; 
Qs : en m3/s ; 
Sa : en ha. 
Sa est la surface active de ruissellemen t alimentant l 'ouvrage de stockage. Elle est  
déterm inée par le prod uit du coefficient d' apport C a et de la surface totale du ba ssin 
versant drainé. 
312/5 03

Ainsi, on peut tracer  conjointem ent la haut eur précipitée pour une période de reto ur 
donnée h (k.∆t, T) et la courbe représentant  l'évolutio n des hauteurs d' eaux 
évacuée s qs.k.∆t en fonctio n des durées d' évacuation k.∆t. 
hauteur d'eau évacu ée
h (k.q  .k.s
h      (q  ,T)max s
k.∆t
∆t∆t,T)
 
figure21: Superposition de la courbe Hauteur-durée pour une fréquence c hoisie et 
de la courbe d'évacu ation. 
 
Les différen ces ∆h (q s , T, k.∆t) entre les cou rbes q s. k.∆t et h (k.∆t, T) 
correspondent aux hauteurs à st ocker pour différentes durées k. ∆t. Le maxi mum 
∆hmax (qs ,T) correspond à la hauteur tot ale à stocker. Le volum e d'eau à stocker se 
déterm ine alo rs facilement par : 
( )a s max S T,q h 10 =V × ∆×  équation 25
avec : 
V : en m 3 ; 
∆hmax : en mm ; 
Sa : en ha. 
En l'absence de données lo cales spécifiq ues à la méthode des pluie s, il est possible 
d'utiliser les courbes IDF dont le m ode de  construction est fourni au paragrap he 
8.3.5 .3. Il fa ut ensuite construire les cour bes haute ur-durée-fréquence à partir de 
ces courbes IDF. Différ entes précauti ons doi vent être prise s. En particulier, les 
ajustem ents des courbes IDF ne sont val ables que pou r une plage d onnée de dur ées. 
La courbe IDF utilisée doit donc être choi sie en fonction de la durée de vidange 
attendue. 
 
313/5 03

8.2.3.2 Méthode des volumes 
8.2.3.2.1 Hypothèses 
La méthode repose sur les hypothèses suivantes : 
• le débit de fui te de l' ouvrage de  stockage est supposé constant ; 
- et ne contenant aucun ouvrage de stockage ou de ré gulation) ; Atten tion : Une erreur très 
fréquemmen t commise 
consiste à  utiliser d es 
courbes  IDF 
corres pondant à des d urées 
courtes (le plus souve nt 
celles d e l'Instruction 
technique de 1977 qui 
corres ponde nt à des durées 
de 6 mi nutes à 2he ures)  
pour cal culer par  la 
méthode des pluies des 
ouvrages qui se vidangent 
en pl usieurs he ures 
(parfois 12 ou 24 heures) . 
Ce mode de calcul peut 
entraîner des 
surestima tions 
extrêmeme nt importantes 
des v olumes nécessaires 
(parfois dan s un rapport de 
1 à 2). Il est don c imp ératif 
de choisir des  ajustement s 
corres pondant aux durées 
de vi dange attendues. 8.2.3.2.2 Princ ipes d e la métho de 
La méthode des volum es diffère de la méthode des plu ies par le fait que l' on essay e 
de mieux prendre en co mpte la réalité de  la distribution tem porelle des apports 
dans la reten ue. Pour ce faire, on cons idère qu' un ép isode pluvieu x ne se term ine 
qu'à la fin de la vidange (théorique) de la retenue. 
Une des faço ns les plus co urantes pour dé pouiller les données consiste à tracer sur 
un m ême graphe l' évolutio n en foncti on du tem ps de la hauteur d 'eau précipitée 
cumulée et celle de la hauteur d' eau vi dangée cu mulée. Cette deuxièm e quantité est 
simple à évaluer, puisq ue le modèle repos e sur l' hypothèse que le débit de vida nge 
(exprimé en hauteur d'eau) est constant et égal à qs (du m oins tant qu' il y a 
suffisam ment d' eau dans la retenue pour l'alimenter). La co urbe de hauteur 
vidangée cum ulée est alors constituée de seg ments de droites hor izontaux (lors qu'il 
n'y a pas de vidange) et d e segments de droites de pente égale à q s lorsqu' il y a 
vidange. Le volum e maximum à stock er pour u n événem ent pluvieux d onné est 
alors égal à la différence en tre les deux courbes (voir l a figure 22). 
 
hauteurs cumulées
tempsAnnéeEpisode 1Episode 2Episode j
qsqs h   (    )i j
i
 
figure22: Courbe des hauteurs cumulées sur  la durée d'analyse. 
On réalise  ensuite un class ement fré quentiel de ces v aleurs maximales ∆hmax, en 
supposant q ue la fréquence de retour e mpirique de l'événem ent qui a le rang i pour 
une durée d' observation de N années est égale à : 
β+α−=NrTi  équation 2 6
Dans cette rel ation α et β sont des coeffi cients em pirique s. Le choi x le plus sim ple 
est α = β = 0 ; On peut également utiliser  les mêm es valeurs que pour l es 
ajustem ents des courbes IDF, par exem ple α = 0,5 et β = 0 ou α = 0,3 et β = 0,4  
(relation de Bos-Levenbach )  
314/5 03

On peut ainsi ajuster les points obt enus et construire des graphes ∆hmax(qs , T) en  
fonction de qs et T (voir la figure 23). 
Dans le but, d'une part de faciliter les tra itements, et d' autre part de travailler sur 
des événem ents indépend ants et hom ogènes, on se contente souvent de ne 
conserver que les événem ents les plus forts.  Par exem ple, si l' on veut construir e un 
abaque dans le but  d'un dim ensionnem ent hydraulique (c' est à dire po ur des 
périodes de retour généralem ent co mprises entre 5 e t 25 ans), il sera préfér able d e 
ne conserver que l' événement m aximal pour chaque année de mesure.  
 
T=10 ans
T=5 ans
T=2ansqs h       (     ,T)max
qs Ce principe a été u tilisé 
pour co nstruire les 
abaques de la méthode 
recommandée dans 
l'Instruction technique de 
1977. Comme  expliqué 
précé demment pour les 
régions pluviométriques, 
très peu de do nnées étaient 
dispon ibles lorsq ue ces 
abaques ont été construits. 
Depuis, de nom breuses 
données ont été recu eillies, 
et ces abaques ne devraient 
plus être u tilisés.  figure23: Courbes permetta nt la détermin ation de la hauteur spécifiqu e.  
Le volum e à stocker est alors déterm iné par la relation : 
a s max ST),(q h 10=V × ∆×   équation 27
avec : 
V : volum e stock é (en m3) ; 
∆hmax : hauteur cum ulée maximum (en m m) ; 
Sa : surface a ctive (en ha). 
Le mode de construction peut lui facilem ent être mis en œuvre loc alement dès lors 
que l' on dispose de données pluviom étriques sur une durée suffisam ment longue 
(qui devrait ê tre entre 3 et 5 fois la période de retou r maximum considérée pour 
tenir com pte de la variabilité  interannuelle des pluies). 
8.2.3.3 Méthode des débits  
8.2.3.3.1 Hypothèses 
Cette méthode est présentée ici par souc i d'homogénéité, bien qu' elle soit à ranger 
parm i les méthodes détaillées da ns la mesure où elle s'a ppuie le plus souvent sur un 
modèle co mplet du réseau am ont. Elle n'impose aucune h ypothès e a priori sur  le 
mode de régu lation des déb its sortants. 
8.2.3.3.2 Princ ipes d e la métho de 
La méthode repose sur la défi nition de tr ois relations : 
• une relation d e conservation des volum es : 
(t)Q(t)Qdt(t)dV
s es− =  équation 28
avec Q e (t) : débit entrant dans l' ouvrage de stockage (m3/s) ; 
 Q s (t) : débit sortant ( m3/s) ;  
315/5 03

 V s (t) : volum e stock é dans l' ouvrage (m3). 
• une relation de stockage  décrivant l'évolution d u volu me stocké V s (t) 
en fonction de la hauteur d' eau dans le bassin, h (t) : 
f(h(t)) V(t) =  équation 29
0• une (ou des) relation(s) de vidange  décrivant l' évolution du débit d e 
sortie Q s (t) du bassin en fo nction de la h auteur d' eau dans le bassin : 
g(h(t)) (t)Qs=  équation 3
La hauteur d 'eau stockée dans le bassin et le débit sortant peuvent alors être 
calculés en fonction du te mps, en réso lvant num ériquement le sy stèm e constitué 
par les équations (1), (2) et (3), ceci pour n'i mporte quel hy drogramme entrant. 
volume stocké maximum
tempsdébit entrant
débit sortantévolution du volume stocké
en fonction du temps
 
figure24: Évolution des différen tes grandeurs en fonction du temp s. 
 
Ce ty pe de m odèle suppose qu' il ne se produit aucune propa gation au sein de 
l'ouvrage de retenue. Une étude réalisée en 1986 ( Sogreah , 1986) m ontre que cette 
hypothèse est tout à fait justifiée pour de s retenues de surface inférieure à u ne 
centaine d'he ctares. En ef fet, des co mparaisons ont été menées entre un m odèle 
utilisant la méthode des débits et un code  de calcul bidimensionnel reposant sur la 
résolution de s équations com plètes de Barré de Saint-Venant à deux dim ensions. 
Les réponses que don nent l es deux modèles sont pratiquem ent identiques en ce qu i 
concerne l' hydrogram me sortant et l' évolution du stoc k. 
Ce modèle n écessite d 'être couplé à des modèles de simulation du ruissellemen t et 
éventuellem ent de propagation en c onduite po ur génére r les hydrogram mes 
entrants (voir le paragraphe 8.3). Il est donc généralem ent utilisé avec un support 
inform atique (résolution de l'é quation de continuité po ur de s lois de stockage et de 
vidange q uelconques). Il e st disponi ble dans la plupa rt des logiciel s disponib les sur 
le marché. 
L'une des difficultés d 'application de ce modèle résid e dans la déterm ination de la 
loi de vidan ge pour des ouvrages de sor tie co mplexe. Cette d ifficulté n' existe 
cependant p as dans les études de conception  où l'on fait des h ypothèses 
simplificatric es (débit constant, si mple surverse, vidange par orifice, etc.). Il  est 
aussi possible d' introduire des élém ents de régulation en reliant Q s au te mps ou à 
une caractéristique de l' écoulem ent en un poi nt quelc onque d u réseau. 
8.2.3.4 Comparaison entre les méthodes 
Des co mparaisons ont été m enées sur des séries pluviom étriques longues des 
stations Montpellier Bel Air et Paris-Mo ntsouris mett ant en évidence le fait que la 
méthode des volum es donnait des valeurs s upérieures à celles d e la méthode des 
pluies. 
316/5 03

Les résultats obtenus sur l a station Mont pellier Bel Air à partir d'enregistrements 
pluviographiques effectué s sur 52 ans m ontrent de s écart s de c apacité entre  les 
deux m éthodes, pour une période de ret our de 1 0 ans, variant de 5 à 50% . Attention : les abaques de 
l'Instruction  de 1977 ont 
été établis à pa rtir de 
séries de  mesures faites s ur 
un nombre très réduit de 
postes pluviométriques.  
Leur extension à 
l'ensemble d'un e région 
pluviométriqu e est 
dangereuse du fait de 
l'hétérogénéité de la 
pluviométrie à  l'intérieu r 
d'une même ré gion, mais 
également, pour les 
périodes de ret our longues, 
du fait de la fa ible 
longueur des séries de 
mesures u tilisées. Par 
exemple, à Ly on, ce s 
abaques peuve nt conduire 
à un sous-dimensionnement 
des ouvrages de l'ordre de 
30% si le débit de vi dange 
est fa ible. 
L'utilisa tion de la métho de 
des v olumes suppose  donc 
que l'on construise des 
abaques locaux ad aptés à 
la pluviométrie. Il est donc 
conseillé d e faire un effort 
important pour  rasse mbler 
des données 
pluviométriques de bonne 
qualité et d e privilég ier la 
méthode des débits. On co mprend bien pourquoi intuitivement. Dans la méthode des pluies, on isole et 
on extrait les  événe ments "intéressants"  d'une série pluviom étrique co mplète, on 
perd alors la notion  de suc cession des plui es. Or pour certains débits de fuite, et 
compte tenu du tem ps de vidange, plus ieurs épisodes pluvieux peuvent se produire 
successivement, la deuxiè me pluie se produisant alors que le bassin n' est pas 
complètem ent vidangé de l a prem ière. 
8.2.4 Évaluation de la masse to tale d e pollution  rejetée pa r 
temps de pluie par les DO 
La dém arche la plus sim ple pour calcul er globalem ent la m asse de polluti on re jetée 
par tem ps de pluie par les différents déversoirs d' orage d' un s ystème 
d'assainissement unitaire consiste à utiliser la méthode suivante : 
1) On calcule le volum e rejeté en fais ant la différence entre le volum e préci pité 
d'une part et la so mme du volum e traité pa r la station et stocké dans le réseau 
d'autre part : 
Vr = V p - V t - V s équation 31
2
3
4Avec : 
Vr : volum e rejeté par les déversoirs  pendant la durée de la pluie (m 3), 
Vp : volum e produ it pendant la durée de la pluie (m 3), 
Vt : volum e traité par la station d' épuration pendant la durée de la pluie 
(m3), 
Vp : volum e stock able dans le réseau (m 3), 
2) On calcule la masse rejetée en  faisant le produit  du volum e par une 
concentration m oyenne. 
Mr = C o × Vr équation 3
Avec : 
Co : concentration m oyenne po ur le polluant  considéré (kg/m 3), 
Mr : masse de pol lution rejetée par les déve rsoirs pendan t la durée de  la 
pluie (kg). 
Le volum e produit peut êtr e évalué par la  méthode rationnelle, en prenant soin de 
tenir com pte des pertes initiales, poten tiellement im portantes en volum e pour les 
petites pluies : 
Vr = (H t - PI) × S × C équation 3
Avec : 
Ht : Hauteur d' eau totale précipitée (m ), 
PI : Pertes initiales (m ), 
S : Surface du bassin versant (m²), 
C : Coefficient de ruissellement. 
Le volum e traité à la statio n peut  être évalué par la relation : 
Vt = D × Qsta équation 3
Avec : 
D : Durée totale de la pluie (s), 
317/5 03

Qsta : Débit moyen sortant de la  station d' épuration penda nt la durée d e la 
pluie (m 3/s), 
Le volum e que l' on peut s tocker dans l e réseau est p lus difficile à évaluer. On peut 
l'estimer en regardant quelles sont les pluies les plus faibles qui provo quent  un 
déversem ent : 
Vp = V p0 - V t équation 35
Avec : 
Vp0 : volum e produit pendant la  durée de la plus petite plui e provoquant  un 
déversem ent (m 3). 
Cette méthode a cependant tendance à minimiser V s. Le volum e stocké aug mente 
en effet avec  la hauteur d'eau précipitée du fait de l 'élévation générale des lignes 
d'eau. L' ordre de grandeur du vol ume stocké  pour u ne pluie de période de retour 
annuelle peut  par exem ple être deux fois plus im portant que V p0. 
Enfin, la concentration moyenne événem entielle  peut être évalu ée par quelq ues 
mesures effectuées sur les effluents en pé riode pluvi euse ou, à défaut, en utilisant 
des valeurs moyennes issues de la littérat ure (cf. 8.3.8. 2). 
318/5 03

8.3 Modèles détaillés 
8.3.1 Principes : décomposition en éléments et en sous-
phénomènes 
Les modèles détaillés reposent sur une double décom position : déco mposition du  
bassin versant en sous-élém ents de natures différentes (sous -bassins versants, 
tronçons, sin gularités h ydrauliques, etc.) et décom position du phén omène de 
transform ation pluie-débit- polluti on en  sous-phénom ènes s' appliquant sur cha cun 
des sous-élém ents.  
Les modèles détaillés sont  par nature d e type m icroscopique et reposent, selon les 
sous phénom ènes concern és, sur des ap proches heuristiques (transform ation plu ie-
débit) ou  axiomatiques (transfert en réseau ). Dans l' idéal, on essaie de décom poser 
le sy stèm e en sous-élém ents suffisam ment fins pour q ue les param ètres des 
modèles deviennent des gr ande urs ph ysiques m esurab les.  
Un cas parti culier de modèle détaillé est constitué par les modèles distribués qui  
reposent sur une décomposition de la surface en sous-élements de forme 
géométrique si mple (génér alement des r ectangles ou des triangles) en relation entre 
eux. La m ise en œuvre de ces modèles es t facilitée par la disponibil ité d' un système 
d'inform ations géographiq ues (SIG). Malg ré quelque s tentatives dans le dom aine 
urbain, ces m odèles sont cependant m ieux adapté s à la r eprésentation de bassin s 
versants ruraux d otés d' un sy stèm e hydr ographiq ue naturel. 
Quelle que soit la représenta tion retenu e, on cherche géné ralemen t à déterminer le 
(ou les) hy drogram me(s) de  crue produit(s) par une (ou plusieurs) pluie(s) 
particulière(s) ainsi que  ses (ou leurs)  caractéri stiques a ssocié es (évolution de s 
hauteurs d'ea u et des vite sses d 'écoulem ent en fonction du temps), et ceci e n 
différents points du bassin versant. Les résu ltats sont parfois analy sés de façon  
statistique de façon à pouvoir associer un ri sque d' apparition à l' une ou l' autre des 
caractéristiques hy drologiques. 
8.3.1.1 Modélisation des bassin s versants 
Dans le cas g énéral des modèles détaillés, la modélisation des bassins versants est 
faite par décom position en sous-unités sim ples (sous-bassins versants et tronçons) 
supposés ho mogènes et sur lesquels on peut  appliquer des modèles de 
représentatio n adaptés. Cette déco mposition peut être plus ou moins fine, co mme le 
montre la figure 25 con cernant un bassin versant urbain de 250 ha situé dans 
l'agglo mération l yonnaise. 
 
figure25: Exemp le de différentes décomp ositions d'un même ba ssin versan t en so us-
unités. 
 
319/5 03

Au vu des modèles généralement utilisé (voir le s paragraphes suivants), des 
surfaces de sous-bassins versants varian t de quelque s hectares à quelques dizaines 
d'hectares donnent généra lement les meilleur s résultats. Des bassins versants de 
surface supérieure sont souvent hétérogène s et difficiles à r eprésenter. Des sous-
bassins versants de surface trop faible  com pliquent inutilement les calculs. 
8.3.1.2 Modélisation du réseau 
Le réseau d 'assainissement est lui-m ême déco mposé en sous élém ents : tronçons  de 
réseau et ouvrages spéciau x. Com me pour les sous-bassins versants, la finesse du 
découpage peut être très variable. La longueur  des tronçons ne constitue 
généralem ent pas un crit ère déterm inant. Il est p référable de se fonder sur 
l'homogénéité des tronçons eux-m êmes (form e de la section de la conduite, pente, 
rugosité en particulier) et sur la topologi e du réseau (positionnement des extrémités 
des tronçons sur les confluences, les défl uences, les o uvrages spéci aux, etc.). 
Le facteur déterm inant dans la qua lité de la m odélisation est souvent la 
représentatio n correcte des ouvrages h ydrau liques s usceptibles de perturber o u de 
modifier l' écoulement, et en particulier des ouvrage s perm ettant  la répartition du 
débit entre plusieurs branches (défluen ce, déversoirs d' orage), ou le stockage d e 
volum es im portants (bassins de retenue). 
8.3.2 Intérêt et limite des modèles détaillés 
Les modèles détaillés ne sont pas néces sairement  plus précis que les modèles 
globaux . En revanche, ils perm ettent de mieux co mprendre le fon ctionnem ent du 
systèm e étudié. En particulier, il est possible de bien comprendre l'im portance d es 
facteurs tem porels (coïncidence des point es de débit par exem ple). De plu s il 
devient possible d' attribuer une signification ph ysique à certains p aramètres et de 
ce fait l 'utilisation et le calage des modèles peuvent être si mplifiés.  
Comme nous l' avons déjà indiqué, dans le c ontexte actuel de l' hydrologie urbai ne, 
caractérisé par l'em ploi cro issant des tec hniques alternatives, le développem ent de 
la gestion en tem ps réel et la prise en com pte des aspects de qualité des eaux 
pluviales, l' utilisation des modèles déta illés sem ble devoir se développer. Ce 
développem ent est de fait facilité par la diffu sion de logiciels de calcul de plus en 
plus convi viaux et sim ples à utiliser.  
320/5 03

8.3.3 Organisation des modèles de simulation  
 
pluie
dépottransformation
pluie - débiteaux usées
érosion et
mobilisationécoulements
en réseau
transport
polluants
sédimentation
en réseaureprise et 
érosiontemps sectraitement
résultats
en temps secmélange et
fixation
 
figure26:  Schéma général d'organisation des modèles dans le cas d'une 
modélisation déta illée 
 
La figure ci-dessus présente un schéma tr ès général  que l' on peut utiliser lorsque 
l'on veut décom poser en sous-processus se nsiblem ent indépen dants l' ensem ble des 
phénom ènes se déroulant dans un sy stème d'ass ainisse ment en t emps sec et en 
temps de pluie. 
Dans la plupa rt des cas, on ne représentera pas de façon distincte l'ense mble de ce s 
sous-processus, et les modèles de sim ulation en regrouperont  plusieurs dans la 
même form ulation. 
La difficulté de présentation des modèles est lié au  fait que ces regroupem ents ne 
seront pas to ujours les m êmes, selon la na ture du pr oblème traité, les spécifici tés 
du site ou le point de vue  du m odélisateur lui-m ême. 
8.3.4 Calcul des débits de temps sec 
8.3.4.1 Différen tes composantes des débits de temps sec 
Dans un sy stème d 'assainissement, le débit de tem ps sec est constitué de différentes 
composantes ayant deux or igines princip ales : les eaux usées et les eaux parasites. 
8.3.4.1.1 Eaux usées 
Les eaux usées correspondent à des eaux a yant été utilisées par l' homme. Il s'agit 
d'une notion moderne. Le mot lui même, "eau usée", n' est apparu qu' au 20èm e 
siècle. On distingue génér alement les ea ux usées d' origine d omestique et les eaux 
usées d 'origine industrielle. 
Les eaux d' origine dom estique  sont celles qui ont été utilisées par 
l'homme pour ses besoins dom estiques (cuisines, toilettes, salles de 
bain, etc.). Elles sont cara ctérisée s par une polluti on essentiell ement 
organique, d ont la concentration rest e relativement co nstante dans l e 
temps. Les v olumes rejetés, ainsi que leur évoluti on au cours du 
temps sont f ortement corr élés à  la con sommation d'eau. On dispose • 
321/5 03

donc de  chif fres relativem ent précis et fiables sur les rejets d'eau  
domestique. Le volum e journalier m oyen est génér alement co mpris 
entre 100 et 180 litres par  jour et par habitant. Il varie en fonction de 
l'équipem ent sanitaire des habitati ons, d e la saison et du clim at.  
Les eaux industrielles  sont celles qui ont été utilisées dans le cadre 
d'une produ ction in dustrielle. Les eaux industr ielles peuvent 
éventuellem ent être acceptées (s ous réserve de com patibilité,  et 
d’être autoris ées) dans l e réseau d 'eaux usées et mélangées aux ea ux 
domestiques pour être en suite trait ées dans la station d' épuration 
collective. E lles peuvent égale ment faire l 'objet d'un traite ment 
spécifique (c as de s install ations dites class ées) et être r ejetées soit 
dans le réseau pluvial soit direct ement dans le milieu naturel.  • 
• Les eaux résultant du lavag e des chaus sées, des c aniveaux, des places 
de m arché, etc., sont égal ement produi tes en tem ps sec. Ces eaux 
présentent souvent des concentrati ons très im portantes en polluants 
divers (h ydrocarbures et m étaux lour ds en particuli er). Si elles sont  
recueillies par un réseau unitaire, e lles viennent se mélanger aux eaux 
usées, si elle s sont collect ées par  un ré seau s éparatif  eaux pluviales , 
elles sont reje tées direct ement dans le m ilieu naturel. 
8.3.4.1.2 Eaux parasites 
Les eaux parasites sont des eaux qui transite nt dans un réseau d 'assainissem ent non  
conçu pour l es recevoir, ce qui induit  souve nt des effets do mmageables p our le 
fonctionnem ent des ouvra ges, notam ment les stations d' épuration. En pratiqu e, ce 
mot est surtout utilisé pour désigner une eau claire (généralement très peu polluée),  
introdui te dans un s ystèm e d'assainissem ent unitaire ou séparatif (eau claire 
parasite ou ECP), on parle alors d 'intrusion d'eau claire parasite. L'origine des eaux 
parasites est m ultiple. On distingue classiquem ent : 
les eaux parasites de captage , qui sont  des apports ponctuels et qui 
résultent de l'ensem ble des raccord ements non conf ormes tel s que les 
branche ments d'eau pluviale, c aptages  de source s, rejets  d'eaux 
claires industrielles, raccordem ents de drains, etc. ; • 
• les eaux parasites d' infilt ration , correspondant à des infiltrations 
diffuses, et q ui peuvent s' introduire da ns le réseau à travers des joints 
non étanches, des fissures, des échelons  de regard m al scellés, etc.. 
8.3.4.2 Répartition des apports dans le temps 
Les apports d'eau usée et d' eau parasite peuvent fluctuer de façon im portan te, 
suivant des cy cles jour naliers (cy cle annuel, c ycle h ebdom adaire, cy cle jour nalier), 
ou suivant des alternance s d'événe ments (période p luvieuse, péri ode sèche). Ces 
fluctuations sont cependan t généralem ent lentes, et un pas de tem ps de l' ordre de 
l'heure est suffisant pour en  décrire la dynam ique. 
La reproduction d' un hydrogram me ou d'un pollu togramme en un  point particu lier, 
pendant les périodes sèches (ou la repr oduction de la contributio n des eaux usées 
ou des eaux parasites pendant une pl uie), reste difficile et nécessite de façon 
systématique des mesures  locales. Il est préférable p our les cal culs de s éparer l es 
eaux usées et les eaux parasites. 
8.3.4.2.1 Cas d es eaux usées 
Le calcul des eaux usées peut se décom poser en deux étapes qui peuvent être 
traitées indépendam ment. 
La pre mière é tape consiste à évaluer le volume journalier m oyen d'eau usée prod uit 
par chaque sous bassin versant, éventuelle ment en fonction de la saison (ceci est 
322/5 03

particulièrement im portant dans les ville s où la popul ation varie beaucoup au cours 
de l'année) ou en fonction  du jour de la sem aine. 
La seconde étape consiste à répartir ce volum e au cours de la journée, sous  la 
form e d'un hydrogram me journalier, gé nérale ment défini par 24 valeurs de débit 
moyen horaire.  
La dém arche la plus adéqu ate pour calcu ler le volum e journalier moyen prod uit par 
chaque sous-bassin versant consiste à u tiliser sa population et la consommati on 
d'eau facturée (ou éventuellement un reje t standard de 150 litres par jour et par 
personne). 
La répartition de ce volum e sur la journée se fait ensuite de façon à retrouver au 
mieux les form es d' hydrogram mes observ ées à l 'aval lors des ca mpagnes  de 
mesure s.  
8.3.4.2.2  Cas des ea ux parasi tes 
Selon leur ori gine et leur nature, les app orts d'e au cla ire parasite  sont inégalement  
répartis dans le tem ps. On peut ainsi dist inguer : 
• les apports perm anents, non  lié s à la situation clim atique, 
éventuellem ent variables selon la saison (drain age d' une nappe 
souterraine à niveau stable) (on parle dans ce c as d'eau claire para site 
permanente) ;  
• les apports pseudo-perm anents, se maintenant parfois plusieurs jou rs 
après une plu ie et correspo ndant prin cipalement à la pénétration d'eau 
de nappes à niveau variable ; 
• les apports rapides, se manifestan t pendant les évén ements pluvieux  
et disparaissant quelques minutes, éventuellem ent quelques heu res 
après la fin d e l'épisode pluvieux.  Ils pe uvent correspondre soit à des 
mauvais bran chem ents, soit à un drainag e rapide des sols. 
Les deux derniers ty pes d' apport sont pa rfois qualifiés d 'eaux claires parasites 
météoritiques. 
Jusqu' à une période récente, une façon simple d'esti mer les apports per manent s en 
eaux claires parasites con sistait à effe ctuer une m esure nocturne  de débit.  Cette 
pratique devient plus contestable avec la généralisat ion de l' utilisation d' appareils 
ménagers à démarrage différé (lave-linge s, lave-vaisselles, etc.), conçus pour 
bénéficier de tarif préférentiels pour l' électricité. On peut cependant encore 
considérer que, entre 2 heures et 5 heures du m atin, les eaux claires parasites 
perm anentes représenten t l'essentiel de  l'écoulem ent, particulièrem ent les 
dimanches et au m ois d'août. 
L'estim ation des apports pse udo-perm anents, et surtout ce lle des apports  rapides est 
beaucoup pl us délicate et nécessite des mesures continues du débit , éventuellement  
complétées par une m odélisati on hydrologique et h ydraulique. 
323/5 03

tQi
eaux uséesapports rapides
apports permanents
 
figure27: Différen ts types d'app orts d'ea ux claires parasites. 
 
La m odélisation correcte d es apports en eau parasite est souvent i ndispensable, par 
exem ple lorsque l' on veut calculer les apports à une s tation d' épuration. 
Une m éthode possible consiste à m odéliser séparém ent la co mposante annuelle et 
la co mposante événe mentielle. 
La co mposan te saisonnière est représen tée par un hydrogram me annuel supp osant 
des variations linéaires de débit entre d es valeurs mesurées à intervalles réguliers,  
par exem ple une fois par m ois, en valeur noc turne (entre 2 et 5 h eures) et après une 
période sèche la plus lon gue possible (5 j ours sans plui e si possible). 
La co mposante événem entielle peut êt re évaluée en utilisant une méthode 
développée p ar Chocat  (2001a). Cette méthode suppose que le débit d' infiltration 
croît linéairem ent pendant les périodes pluvieuses jusqu' à une valeur qui est 
fonction de la hauteur totale  précipitée (sans jamais dépa sser une valeur de débit 
maximum), puis décroît to ujours linéair ement pendant la période sèche, jusqu' à une 
valeur de débit m inimum qui est atteinte  après une durée constante, indépenda nte 
de la pluie. 
En notant : 
Qinf_m ini : débit m inimum d'infiltratio n d'eau parasi te, 
Qinf_m ax  : débit m aximum d'infiltratio n d'eau claire parasite, 
Qinf_deb  : débit d' infiltration d' eau parasite au  début de l' événement traité, 
Qinf_fin   : débit d' infiltration d' eau cl aire parasit e à la fin de l' événem ent trait é, 
Qinf (t) : débit d' infiltration d' eau cl aire parasit e au tem ps t, 
k1 : temps nécessaire après un e pluie pour  ré-essuy er le sol (revenir au 
débit m inimum), 
k2 : constante de temps de la courbe d'évolution d u débit d'eau parasite 
pendant la pé riode plu vieuse, 
Ht : hauteur totale d' eau précipitée durant l' événem ent pluvieux, 
Dt : durée totale de la pluie, 
DTS : durée te mps sec entre les 2 événe ments. 
On utilise les relations suivantes : 
Pour calculer le débit initial  : 
pour le prem ier événem ent sim ulé : 
Qinf_deb  = Qinf_mi ni équation 3 6
pour les évén ements suivants : 
324/5 03

Qinf_deb  = Qinf (t) équation 3 7
Pour calculer le débit m aximum d'infiltration à la fin de la pluie :  
Qinf_fin  = Q inf_m ax – (Q inf_m ax – Q inf_deb ) e – k2.Ht équation 38
Pour calculer le débit d'infiltration à la  fin la période de tem ps sec qui précède 
l'événe ment suivant :  
Si t1 < k 1 alors  
Qinf_deb  = Q inf_fin + DTS / k 1 . (Q inf_f in – Qinf_m ini) équation 39
0Sinon 
Qinf_deb  = Q inf_m ini équation 4
Pour calculer le débit d' infiltration au temps t après le début de la pluie :  
Qinf (t) = Q inf_deb  + (Q inf_fin  – Q inf_deb ). t / D t équation 41
Pour calculer le débit d' infiltration au temps t après la fin de la pluie : 
si t < k 1 
Qinf (t) = Q inf_fin  - (Q inf_fin  – Q inf_m in). t / k 1 équation 42
3si t > k 1 
Qinf (t) = Q inf_m in équation 4
8.3.5 Représent ation de la pluie 
8.3.5.1 Introduction 
L'objectif de ce chapitre est de fournir des inform ations relatives  à la connaissance 
et à la modélisation des phénom ènes pluvi eux du point de v ue de l' hydrologie 
urbaine, c'e st à dire en rel ation avec les zones urbanisées, à des échelles de tem ps et 
d'espace relativem ent petites (quelque s minutes à quelques heures, quelques 
hectares à quelques milliers d' hectares), et  du point de vue des conséquences de l a 
pluie sur le fonctionnem ent des réseau x d'assainissem ent, du milieu urbain et des 
impacts sur les milieux  aquatiques. Les processus de base  conduisant à la 
form ation de la pluie sont bien décrits dans les ouvrages classiques de météorologie 
et ne seront pas abordés i ci, pas plus que les aspect s relatifs à sa  mesure qui sont 
abordés par ailleurs. 
Le choix de l'entrée est bien évide mment  détermi nant dans les résultat s et la 
modéli sation de la pluie constitue souven t l'un des problèm es les plus délicat s à 
résoudre. Dans tous les cas, il est nécess aire de connaître l' évolution des intensités 
en fonction  du tem ps (hyétogram me), et ceci avec un pas de tem ps de 
déco mposition en rapport avec le tem ps de réaction du bassin versant (des pas de 
temps de quelques m inutes sont généralem ent bien adaptés).  
Si la surface totale du bassin versan t est im portante (supérieure à 10 km 2), il 
devient nécessaire de tenir compte de l a répartition spatiale de la pl uie. Ceci p eut se 
faire si mplement en prenant en com pte un coefficient d'abatte ment spatial, mai s 
cette méthode n' a pas véritablem ent de fondem ent physique. Il est donc préférable  
d'utiliser de véritables modèles dist ribués, qui nécessit ent une inform ation  
pluviom étrique im portante (réseau dense de pluviom ètres ou rad ar 
météorologique). 
325/5 03

On peut pren dre en co mpte une pluie u nique qui  peut être une pl uie de projet ou 
une pluie hist orique, o u un ensem ble stru cturé d' événem ents pluvieux. 
Une pluie de projet est un e pluie s ynthétique, don t le hyétogram me présente une 
form e sim ple et dont les caractéristiques pe uvent généralem ent être déterm inées en  
fonction des courbes Intens ité-Durée-Fréquence. De no mbreux modèles o nt été 
proposés dan s différents pay s (pluie type Keiffer ou t ype Chica go, p luie d ouble 
triangle, etc.). La plupart prennent en co mpte une période de pluie intense et de 
durée courte (quelques dizaines de minutes), entourée par une plu ie de durée plus 
longue ( 3 à 6 heures) et d' intensité plus  faible. L'hypothèse de base de ces 
méthodes est que le débi t maximum produit à l'exutoire a la même période de 
retour que celle de la caractéristique princi pale de la pluie (généralem ent l'intensité 
pendant la pé riode de pluie  intense). Cette h ypothèse es t souvent di fficile à vérifier. 
Une autre question concerne le choix des param ètres tem porel s. En général on 
choisit une durée car actéri stique (durée totale , durée de la période de pluie inten se, 
etc.) en rela tion avec un tem ps caractéristique du bassin versant (te mps de 
concentration, lag tim e, etc.).  
Une alternati ve aux pluies de projet est constituée par les pluies historiques. Une 
pluie histori que est un évé nement réel, observé sur l e site d' étude ou sur un site  de 
pluviosité co mparable, et que l' on cons idère co mme un événe ment de référe nce 
contre lequel on souhaite se pr otéger. Il n' est généralem ent pas p ossible d'affecter 
une période de retour à l a pluie elle même ( mais seule ment à certaines de ses 
caractéristiques). Ce ty pe d'entrée, qui fait référen ce à la mém oire collective,  
constitue cependant une bonne  soluti on pour expliquer des choix d' aménagement à 
des décideurs. 
Si l'on dispose de capacités de calcul et de  données suffisantes, l' idéal est d 'utiliser 
une chronique de pluies. Une chronique de  pluies est constituée par tout ou partie 
des pluies sig nificatives observées sur le site d 'étude (ou sur un site de pluviosité 
comparable) pendant u ne durée d' observation d u même ordre de grandeur 
(idéalem ent deux à trois fois plus im porta nte) que la périod e de retour contre 
laquelle on veut se protéger. Chacune de s pluies de la chronique est sim ulée 
indépendam ment et les résultats peuv ent en suite êt re analy sés statistique ment. La 
chronique peut être com plète (toutes les pluies sont sim ulées) et même 
éventuellem ent continue (on sim ule ég alement les périodes de tem ps sec séparant 
les pluies). Elle peut égale ment être inc omplète. Dan s ce dernier cas, les stratég ies 
les plus classiques consistent à répartir les pluies en différentes cla sses (par  
exem ple en fonction de la durée et de la ha uteur totale) et à ne simuler qu' une seule 
pluie de chaq ue classe supposée représentativ e de tou tes les pluies de la classe. 
8.3.5.2 Définition d es événements pluvieux  
Sauf dans le cas de la si mulation continue, il est nécess aire de  commencer par 
définir des événem ents pluvieux "indé penda nts". C ette opération est loin d'être 
simple. L' indépendance des événem ents n' est en effet pas une noti on intri nsèque et 
elle est fonction d u bassin versant étu dié. En prati que, on  cons idère que deux 
précipitations sont indépe ndantes si les e ffets résul tant de la prem ière ont cessé 
avant le début de la deuxièm e. Par exem ple, sur un réseau unitaire, le débit doit ê tre 
revenu au niveau du débit de tem ps sec ap rès la prem ière pério de de pluie avant 
que la deuxièm e période pluie ne co mmence pour considérer que les deux périodes 
de pluie constituent deux événem ents i ndépe ndants. Dans le cas contraire, si  les 
deux h ydrog rammes de crue se chevau chent, on  considérera que les deux 
précipitations constituent un seul événemen t pluvieux (voir la figure 28). Le choi x 
de la durée de précipitation n ulle sépa rant deux é vénem ents pluvieux su pposés 
indépendants  dépend ainsi de la réponse du bassin versant aux événem ents 
pluvieux , réponse elle-m ême fonction de s caractéristiques des surfaces et du 
réseau. Dans le cas où le systèm e d'assainissem ent co mprend des ouvrages 
326/5 03

retardant les écoulem ents (bassins de retenue , vannes de régulation , etc.), les effets 
consécutifs à une précipit ation peuvent  perdurer pl usieurs heures, voire pl usieurs 
dizaines d' heures après la fin de l' événem ent pluvieu x. On peut al ors être conduit à 
choisir une d urée de précipitation nu lle tr ès longue pour disting uer des événements 
indépendants.   
 
I (mm/h)
Q (m3/h)t
t
I (mm/h)
Q (m3/h)t
tpluie 1 pluie 2
pluie 1 pluie 21er cas :
la pluie 1 et la pluie 2
constituent deux é vénements
pluvieux indépenda nts
2 èm e cas :
constituent un seul événem ent 
pluvieux indépen dantdurée de
pluie nul le
durée de
pluie nulle
 
figure28: Définition d'évén ements pluvieux indépendan ts 
 
Dans certains  cas, l'indépendance des événements pl uvieux peut néces siter la prise 
en co mpte de critèr es autres que des  critères hy drauliques sim ples. Parmi  les 
critères possibles, on peut  citer les infiltra tions d' eau parasite dans le réseau, l es 
impacts de l' événem ent pluvieux sur le fonc tionnem ent de la station d' épuration, ou 
encore les i mpacts de l 'événem ent pluvi eux sur la qualité du m ilieu naturel (par  
exem ple, les critères de retour à une c oncentration en ox ygène dissous ou à une 
turbidité donnée après la pluie peuve nt être utilisés). Dans ces conditions,  les 
durées de précipitation nu lle entre deux év énem ents indépendant s peuvent dev enir 
très longues et entraîner des regroupem ents im portants de précipitations, voi re 
justifier des si mulations en continue pre nant en com pte les périodes de tem ps sec. 
8.3.5.3 Courbes IDF 
Les courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF) ou Hauteur-Durée-Fréquence (HDF) 
perm ettent d 'associer une fréquence de dé passem ent F (ou une période de retour 
T = 1 / F) à une intensité moyenne I, ou a une hauteur H, observée sur une durée D. 
La période de retour T correspond à l' intervalle de tem ps moyen séparant d eux 
événem ents dont l'intensité m oyenne ou la hauteu r atteint ou dépasse un seuil 
donné. La pér iode de retour  T est généralem ent exprim ée en années. 
Jusqu' au début des années 198 0, on s'est su rtout  intér essé aux événem ents rares, de 
périodes de retour égales ou supérieures à 10 ans, in téressants du point de vue de 
leurs conséquences hy drauliques (inond ations, débor dements ou insuffisances des 
réseaux, etc.). La prise en co mpte des re jets polluants en tem ps de pluie a conduit 
327/5 03

depuis le milieu des années 1980 à s' intéress er de plus en plus au x événem ents de 
courtes périodes de retour, souvent in férieures à u n an, susceptibles de por ter 
préjudice au milieu naturel.  
8.3.5.3.1 Princ ipes d e construc tion des relations I DF 
Les courbes IDF ou HDF sont établies en u tilisant une technique statistique si mple, 
dite de classem ent fréquen tiel, dont les pr incipes sont rapidem ent décrits ci-après. 
En pratique, il existe plusieurs façons de conduir e chacune des étapes, ce qui 
explique qu' avec une même série pluviom étrique des auteurs différents peuvent 
trouver des résultats dissem blables. 
• étape 1  : on considère un échantillon de N événements pluvieux 
mesurés pendant P années. Selon le s méthodes utilisées, il peut s' agir 
des N événem ents les plus violents  observés, des événem ents 
dépassant un seuil, de tous les év énements, etc.. Po ur simplifier les 
calculs, on  prend souvent N = P, mais ceci n' est nullem ent 
indispensable. 
• étape 2  : on choisit un pas d' observatio n de la pluie D, par exemple 
15 m inutes. Pour sim plifier les calcul s, il est préf érabl e que D soit un 
multiple entier du pas de tem ps ∆t de discrétisation de la pluie (il faut 
bien évidem ment que ∆t soit inférieur à D, ce qui montre à nouveau 
l'intérêt de travailler avec des pas de tem ps fins de l' ordre de 1 ou 
2 minutes en h ydrologie urba ine). Les pas d' observations 
généralem ent retenus sont 5 mn ou 6 mn, 15m n, 30m n ; 1h, 2h, 3h, 
etc.. 
• étape 3  : pour  chaque événem ent pluvieux, o n cherche la période de 
durée D pend ant laquelle l 'intensité I ou la hauteur H est maximale. 
Là encore,  il existe  différ entes f açons de procéder, selon que l'on 
utilise une origine des tem ps fixe ou mobile pour le début des pas 
d'analy se. Par  exemple, si les pluies  sont enregistré es avec un pas  de 
temps de 5 minutes et qu e l'on fasse le calcul pour  un pas d' analy se 
de 15 m inutes, on peut  considérer uniquement les périodes de tem ps 
0-15 m n, 15m n-30mn, 30m n-45mn, etc. (dépouillement à origine des 
temps fixe) o u 0-15m n, 5m n-20mn, 10m n-25mn, etc. (dépouille ment 
à origine variable). Le dépoui llement à origi ne variable est 
généralem ent le plus satisfa isant. Voir la figure 29. 
 
figure29: Différen ce en tre dépouillement à  origine fixe et dépouillemen t à orig ine 
variable 
 
• étape 4  : on dispose alors de N vale urs d'intensité ou  de haut eur 
maximale sur la durée D que l' on range dans un or dre décroissant. 
• étape 5  : on attribue aux N valeurs décroissantes les fréquen ces 
empiriques de dépassem ent F. La so lution la pl us sim ple consiste à 
328/5 03

considérer que la fréquence de l' évén ement de rang r est égal à r / N. 
Cependant, des considérations mathématiques sur la distribution 
statistique des événements conduise nt généralement à utiliser des 
relations de la form e : 
β+α−=NrF équation 4 4
L'une des plus satisfaisantes est la re lation de Bos-Levenbach qui suppose que la 
variable suit une loi exponentielle : 
4,0N3,0rF+−=  équation 4 5
les périodes de retour T c orrespondant es, en années, sont données par la 
relation : 
NP
3,0r4,0NT ⋅−+=  équation 4 6
• étapes suivantes  : on réitère les étapes 1  à 5 pour les autres durées D 
choisies. 
• étape finale  : la dernière étape consiste  à reporter sur un graphe les 
valeurs d' intensité (ou d e haut eur) o btenues pour  les différentes 
valeurs de pas de dépouillem ent et correspondant à une même 
période de r etour, pu is à rechercher une relatio n m athém atiqu e 
perm ettant de lisser au mieux les poi nts obtenus. Cett e étape a pou r 
but de perm ettre l' estim ation d' une intensité correspondant à u ne 
période de r etour do nnée sur n' importe quelle dur ée. Différentes 
relations ont été proposées depuis 150 ans. Parm i les plus classiques, 
on peut citer :  
- la formule de Montana  (ne pas utiliser pour D < 5 minutes car I → ∞ 
lorsque D → 0) : 
Atten tion : Ces fo rmules (et 
en particu lier les d eux 
premi ères) ne sont  
géné ralement  valables que 
pour une fourchette de 
valeurs de D entre 6 
minutes et 2 heures,  entre 1 
heure et 6 heures, etc.) . Il 
est extrêmeme nt dangereux 
de les utiliser en  dehors de 
leur domaine de validité. )F(bD)F(a)F,D(I ⋅ =  équation 4 7
- la formule de Talbot  : 
)F(bD)F(a)F,D(I+=  équation 4 8
- la formule à t rois paramètres  (Keifer &  Chu, 19 57) : 
)F(c))F(bD()F(a)F,D(I
+=  équation 4 9
 
Dans ces trois relations, a, b et c sont d es coefficients nu mériques dépendant de la 
fréquence F (ou de la période de retour  T), du site d e mesure et d e la durée D des 
pluies (attention, les unités employées sont  souvent différentes selon les auteurs).  
Un exem ple de courbes  IDF est do nné par la f igure 30 . L'incertitude sur les 
intensités correspondant aux pé riodes de retour supérieure s à 20 ans est très grande  
du fait de la f aible longueu r relative de la durée d' observation. 
329/5 03

0 50100 150 200 250 
0 20 40 60 80 100 120 140 
durée en mn retour 100 ans
retour 10 ans 
retour 5 ans
Intensité 
mm/h 
 
figure30: Courbes Intensité-durée -fréquence de la station de Paris-Montsouris 
entre 1927 et 1978 pour les pério des de retou r de 5, 10 et 100 ans. Ajustem ents par la 
formule de Talbot. 
8.3.5.3.2 Critique e t limite de la méthod e des courbes I DF 
Le problèm e principal associé à la méthode des cou rbes IDF est dû à la gran de 
variabilité inter-annuelle des précipitations. Si l'on com pare les résultats obtenus 
sur un m ême site pour deux périodes de temps consécutives de même durée, on 
obtient ainsi souvent des  résultats très différents : une pluie décennale sur  une 
durée particulière dans la prem ière série peut très bien devenir annuelle dans la 
seconde. 
De façon un peu em pirique, on considè re généralement que po ur estim er avec une 
incertitude acceptable un événe ment de période  de retour T, il faudrait dispos er 
d'observations sur une durée de 5 à 7  fois la valeur de T exprim ée en années (3 fois 
étant un minimum en dessous duquel il ne faudrait pas descendre). Cette condition  
impose des durées d' observation très longue s dès lors que l' on s'intéresse à des 
périodes de retour un  peu long ue (30 ans minimum et 70 ans souhaitables pou r 
estim er la pluie décennale). 
Il est en outre nécessair e que les conditi ons climatiques puissent être considér ées 
comme stationnaires pendant la période de mesure (pas de chang ement climatique 
global n i local), de m ême que les condi tions d' observation (pas d e modification de  
l'appareil de mesure, de l'environne ment de la station, du m ode de suivi des 
appareils, du mode de dé pouillem ent des données, etc. ). Ces conditions sont 
également difficiles à remp lir sur des dur ées importan tes, surtout en m ilieu urbain, 
où l'environn ement change rapidem ent. 
Certaines de ces difficultés peuvent êtr e surm ontées en m ultipliant le nom bre de 
points d' observation. E n théorie, effectu er pendant 1 0 ans des m esures sur dix s ites 
indépendants et clim atiquem ent identiqu es est équivalent à faire des mesures en un 
seul point pendant 100 ans. En prati que, du fait  de la taille des sy stèmes 
météorologiques associ és aux précipita tions, il  est difficile de concilier 
indépendance des événem ents et hom ogéné ité du cl imat. Cette approche per met 
cependant, moy ennant certaines précauti ons, d'allonger artificiellement et de façon 
conséquente les durées d 'observation. 
Enfin, une dernière difficulté est associ ée au traitement purem ent statistique des 
données. On m élange en effet des pluies d' origines météorologiques différentes, et 
donc de caractéristiques différentes. Les échantillons utilisés pour les statistiques 
ne sont donc pas hom ogènes. Pour uti liser une im age simple, on va  dans u ne ferm e 
et on pèse indifférem ment tous les anim aux : cochons, poules, vaches et moutons, 
330/5 03

puis on fait des statistiques et on construit une relation perm ettant de prévoir  la 
probabilité que dans cette ferme un an imal dépasse un poids donné. Outre les 
difficultés d'ajustem ent de la rela tion dues au caractère non hom ogène de 
l'échantillon, cet ajust ement ne permettra certainement pas de prévoir le poids du 
plus gros ani mal dans une autre ferm e où il y aura de s chevaux de trait. 
Malgré ces d ifficultés, la méthode des c ourbes IDF est cependant inconto urnable 
car c'est la seule qui per mette d'associ er un risque chiffré à l 'aléa pl uvieux. Elle est  
indispensable pour évaluer  la période de re tour associée à une pluie observée. Elle 
fournit les v aleurs d' intensités nécessaire s à la mise en œuvre de la méthode 
rationnelle ou  de la méthode de Caquot. Enfin elle sert de  base à la construction des 
pluies de proj et les plus utilisées (voir le paragraphe 8.3.5. 4). 
Elle doit cependant être utilisée avec beaucoup de précautions pour éviter de 
tomber dans l 'un des nom breux pièges  que cache son apparente si mplicité. 
8.3.5.4 Les pluies de projet 
La pluie est par nature un phén omène aléatoire et non repro ductible. Or les 
méthodes traditionnelles de concepti on réclame des entrées norm alisées,  
déterm inistes et reproductib les.  
Pour surm onter cette inco mpatibilité, on a ét é amené à établir des pluies fi ctives 
(donc jam ais observées), appelées "plui es de projet",  généralem ent définies par  un 
hyétogram me synthétique  et statistiq uement équivalentes aux pluies réelles. 
L'utilisation des pluies de projet vise ai nsi à représenter par un événem ent fictif 
unique, o u par un nom bre lim ité d'évén ements fictifs,  l'ensem ble des 
caractéristiques de l a pluviométrie locale qui sollicite le systèm e d'assainissemen t 
étudié. 
Pour norm aliser ces entrées, il est nécessaire de pouvoir leur affecter une période 
de retour. Or la notion de  période de re tour est intrinsèquem ent liée à celle d e 
variable aléatoire. Il est donc nécessaire de  caractériser les pluies de projet par un e 
variable aléatoire unique c aractérisant l'un de ses élé ments cons titutifs (en général 
l'intensité moyenne sur une  durée caract éristique).  
La notion de période de retour est im portante non pas pour la pluie elle-m ême, 
mais pour ses conséquences sur le fonc tionnem ent du réseau. Les réseaux doivent 
en effet être dimensionnés pour une dé faillance de période de retour connue. 
L'utilisation de pluies de projet dans  ce contexte nécessit e donc de considérer  
qu'une pluie  de périod e de retour T génère un ruissell ement dont les 
caractéristiques (débit de pointe, volum e, etc.) ont une période de retour égale à T. 
Dans la réalité, cette hy pothèse n' est que très rarement  vérifiée. 
Il existe différentes méthodes d' élaboration des pluie s de projet, toutes fondées sur 
une analy se statistique des  événe ments pluvieux réels, soit à l 'échelle locale  si des 
données existent, soit à l' échelle  régionale ou m ême nationale. 
8.3.5.4.1 Pluie d e type bloc  
Il s'agit sim plement d'un hyétogram me de durée d p avec une intensité i constante 
(Figure 31).  Ce ty pe de pluie est utilisé dans des méthodes où l' on s' intéresse au 
débit de poin te à évacuer et non à l' hydrogram me résultant. C'est naturellem ent 
cette valeur du débit de pointe qui sert  directem ent au dim ensionnem ent des 
ouvrages. Ce type de plui e est utilisé im plicitement dans la plupart des méth odes 
globales par exem ple dans la méthode de Caquot ou dans la form ule rationnell e. Il 
peut égalem ent être utilisé co mme entrée dans une chaîne de modèles détaillés. 
 
331/5 03

t (h)i (t) (mm/h)
0 dpi
 
figure31: Pluie de type bloc 
8.3.5.4.2 Pluie d e type Ch icago 
Cette pluie d e projet a ét é proposée p ar Keiffer & Chu  (1957) pour  la vi lle de 
Chicago, USA. Il s'agi t de transfor mer directe ment les c ourbes IDF en 
hyétogram mes. Les courbes IDF sont représenté es par la for mule cla ssique de 
Montana : 
b
mm at)T,t(i =  équation 5 0
avec : 
imm : intensité moyenne maximale sur une durée t = dp et de période de 
retour T (m m/h) 
t : temps (h) 
a, b : coefficients n umériques dé pendant de T et du site géo graphique. 
Dans ce cas, l e hyétogramme cu mulé s'écrit : 
1b
mm att)T,t(i)t(H+=⋅ =  équation 5 1
et l'intensité instantanée associée i(t) est donnée par la  relation : 
bat)1b(dt)t(dH)t(i += =  équation 5 2
Ces courbes sont représentées figure 32. 
i(t) (mm/h)
t (h)i(t)Courbe IDF
 
figure32: Courbe i(t) de type Chicago obtenue à partir de la courbe IDF 
 
La pluie ainsi construite est de ty pe "totalement avancée", c 'est à dire que le  
maximum d'intensité se situe au début de  la pluie et que les intensités so nt 
uniform ément décroissant es. Cette fo rme de pluie est bien évide mment très  
éloignée de la form e d'une pluie réelle. P our s' en rapprocher, les auteurs ont donc 
332/5 03

eu l'idée d' introduire un co efficient de centrage, r kc ∈ (0, 1), traduisant la position 
du m aximum à l 'intérie ur du hy étogra mme. Ce  coefficient est tel que r kc.dp 
représente  la durée de la  pluie avan t la pointe d' intensité et  (1 - rkc).dp la durée de 
la pluie après la pointe d'intensité. Les c onclusions d e l'étude ont conduit à ch oisir 
une valeur m oyenne de r kc = 0.5 , c'est-à-dire un h yétogram me centré. Il sem ble 
cependant que cette valeu r moyenne soit plus la conséquence d' une distribution 
sensiblem ent uniform e de r kc entre 0 et 1 que d' une réelle prédom inance d 'une 
position centr ale du m aximum. 
Dans la pratique, pour con struire ce ty pe de pluie de projet, on dis crétise la courbe 
avec un pas de tem ps ∆t, en prenant su r les courbes IDF les valeurs de i mm(dp, T) 
pour des valeurs successiv es de d p égal es à des  multiples i mpairs de ∆t : ∆t, 3∆t, 
5∆t, 7∆t, etc., pour centrer la pointe d' intensité  sur un seul pas de tem ps. En partant 
de la valeur maximum de l'intensité, on  obtient alors des hy étogra mmes du ty pe de 
celui de la figure 33. 
 
figure33: Pluie de type Chicago cent rée et discrét isée au pas de temps 15 min 
(extrait de Hé main, 1986) 
 
L'un des reproches princip aux faits à cette méthode fo ndatrice est que la période de 
retour du h yétogram me ainsi établi est supéri eure à la période d e retour T de la 
courbe IDF i nitiale puisque chaque val eur de pluie sur une durée t inférieure à dp 
est de période de retour T,  alors que ce ne  sont génér alement pas les mêmes pluies 
qui correspondent aux intensités les plus  fortes pour les différentes du rées 
d'analy se. L'utilisation de  ce ty pe de pluie de proj et risque donc de majorer les 
débits de pointe (ou plus exactem ent d e conduire à des débits dont la période de 
retour est supérieure à celle de la pluie). 
8.3.5.4.3 Pluie d e type d ouble-tr iangle 
Le modèle des pluies doub le-triangle repose sur un do uble constat : 
• les événem ents pluvieux  réels provoquant des désordres dans les 
réseaux d'assainissement pluvial so nt généralement constitués d' une 
période de pl uie intense relativem ent courte située à l' intérieur d' une 
séquence de pluie de quel ques heures ; 
• le point pré cédent mis à part, aucune form e particulière de 
distributio n temporelle des intensité s n'est plus proba ble qu' une autre. 
Desbordes & Raous (1976) , (1980) ont  donc pr is le parti de choisir une form e de 
pluie de projet en raisonnant non pl us en  fonction d u phénom ène physique, p uisque 
cette approche n' apporte pa s d'inform ation pertinente,  mais uniquem ent en fonction 
333/5 03

de critères n umériques. L' idée de base a été de ch oisir une forme si mple telle 
qu'une erreur sur le choi x d'un param ètre ait le m oins d' influence possible su r la 
valeur du débit de pointe. Cette approche néces site de déterm iner quels sont les  
éléments auxquels le m odèle de ru issellement (utilisé après le modèle 
pluviom étrique) est le plus sensible. Cette  analy se de sensibilité, conduite à partir 
du m odèle du réservoir linéaire , a perm is de montrer qu' une form e sim ple, 
doublem ent triangulaire, f ournissait des form es d'hydrogram mes et des valeurs de 
débit m aximales peu sensibles à des erreur s sur le param ètre principal du m odèle 
de ruissellement : le lag ti me. 
 
t3t2 t1tempsIntensité
i(t2)imax
 
figure34: Exem ple de pluie de projet double triangle. 
 
Une pluie de projet de ce type est en tièrem ent définie par cinq param ètres : 
• la durée totale t 3 (quelques heures) ; 
• la durée de la période de pluie intense : t1 (quelques dizaines de 
minutes) ; 
• la position de la pointe d' intensité par rapport au dé but de la pl uie : 
temps t2 ou rapport t 2 / t3 ; 
• l'intensité moyenne pendant la pério de de pluie  intense : i1 ou 
l'intensité maxim um imax ; 
• l'intensité moyenne en dehors de la période de pluie intense : i2 ou 
l'intensité au t emps t2 : i(t 2). 
Les principaux élém ents de choix pr opos és lors  de l'étude initiale sont les suivants : 
• la durée totale t 3 peut être prise égale à  4 heures. Sur cette durée, il 
tombe plus de 80 % de la hauteu r totale des épisodes pluv ieux 
significatifs dans 73 % des cas. Par ailleurs, pour les  grands bassins 
versants sur lesquels des pluies plus long ues p ourraient par aître 
intéressantes,  la variation relative du débit de pointe obtenu n' est que 
de 2 % lorsq ue la durée t otale de  la p luie passe de deux à quatre 
heures. 
• la durée de la période de pluie inten se t1 peut être choisie en tre 
quinze m inutes et une heure selon la nature et la surface du bassin  
versant étudié. 
• la position de la période de plui e intense au sein de l' averse 
(θ = t2 /t3) influe de façon sensible su r le débit de pointe (le débit 
augmente avec θ). L'analy se des pluie s n'a pas perm is de mettre en  
évidence une valeur préfé rentielle de θ. On pourra donc prendre 
334/5 03

θ = 0.5, valeur m oyenne, ou θ = 0.75 pour se placer dans une  
situation plus  défavorable au sens des débits de point e. 
• la hauteur précipitée pend ant la pé riode de pluie intense constitu e la 
grandeur qui  influe le plu s sur le  débit de pointe. S a valeur pour ra 
être prise ég ale à l' intensité moyenne m aximum correspondant à la 
même durée  sur les courbes Intensité- Durée-Fréque nce car actérisant 
la région plu viométrique et la  période de retour choisies. 
• la hauteur pré cipitée en dehors de la  période de pl uie intense joue un 
rôle moindre sur la valeur du dé bit de pointe. Sa valeur dev ra 
correspondre à une période de ret our plus faible que celle pour 
laquelle on calcule le débit de pointe. 
Le " Guide de construction et d'utilisat ion des pluie s de projet " (Hémain , 1986) 
fournit les do nnées perm ettant de choisir ces param ètres.  
Une analy se théorique d u com portem ent du m odèle du réservoir linéaire a condui t 
Chocat et al.  (1981) à pr oposer des form ules perm ettant de calculer directem ent les 
param ètres précédents. L a pluie est s upposée sy métrique, le calcul des aut res 
coefficients s'effectue à partir des coe fficients a et b d'un ajuste ment de ty pe 
Montana de l a pluviom étrie locale et d'une estim ation grossière d u lag tim e K du 
bassin versan t à étudier : 
       K5 2.25K    t         tK.5.0t 3 2 1 = = =  équation 5 3
b
b1+bb
2 2a 120
(0.1) 0.9(0.1)-1)K25.0()t(i ×× × × =  équation 5 4
b
bbb
max 2a 120
(0.1) 0.91 (0.1))K25.0( i ×× ×−× =  équation 5 5
Cette méthode modifiée présente un double avantage par rapport à la précédente : 
• Elle peut être utilisée directem ent dès lors que l' on co nnaît les valeurs 
de a et b (voir  le paragraphe 8.3.5. 3). 
• Les valeurs de débits de pointe calculées sont peu sensibles aux 
valeurs de t 1 et t 2 (donc de K). En cas d' utilisation sur un réseau 
drainant des bassins versants em boîté s de surfac es très différ entes, il 
est cependant  utile de tester  plusieurs valeurs de K. 
8.3.5.4.4 Critique d e la no tion d e pluie d e projet 
Dès 1978, Chocat  (1978) notait : "Vouloir repré senter  la pluviométrie d' une région  
par une averse unique, ce nsée à la fois p résente r les caracté ristiques locales des 
pluies et être  la plus défavorable, appara ît utopique si le r éseau  est tant soit peu 
étendu " ; il suggérait d' utiliser plutôt " une série d' événements pluv ieux 
caractérisant effectiv ement la pluviométrie locale ". 
Ce jugem ent, sans rem ettre en cause l' intérêt des pluies de projet p our le 
dimensionnement des ouvrages drainant de petits bassins versants urbains, pa raît 
justifié. D' une part les pro grès des moyens  de calcul rendent m aintenant possibl e la 
simulation d'un grand  nombre d'événem ents différents, réels ou fictifs, sans poser 
de réels probl èmes matériels. D' autre part la diversification des besoins en étude, et 
en particulier le développem ent des études d'impact des rejets urbains de tem ps de 
pluie sur les milieux naturels, ne perm ettent plus de se satisfaire d'une approche 
trop schém atique. 
Les pluies de projet ont re ndu de grand s services au x techniciens dans les années 
passées, mais le tem ps de l eur utilisation sy stém atique paraît révolu. 
335/5 03

8.3.5.5 Pluie historique 
8.3.5.5.1 Présentatio n de la méthod e 
Une pluie his torique est un  événem ent pluvieux observé sur un ou plusieurs postes 
pluviom étriques et ay ant provo qué loc alement des ruissellem ents im portants. Les 
pluies histori ques peuvent  être utilisées en entrée de s modèles de sim ulation des 
réseaux d 'assainissem ent en lieu et place de s pluies d e projet. Elles possèdent deux 
domaines privilégiés d' utilisation :  
• Utilisées localement (sur la ville où elles ont été observées), elles 
perm ettent de porter des ju gements de la forme : "Le 14 juillet 1989, 
rappelez vous Monsieur le maire, on a o bservé des débordem ents très 
importants place de la Bastille, et bi en voilà ce qui se serait passé si 
le collecteur du bicentenaire avait été  en service". C es infor mations 
qualitatives, ne faisant pa s référence à des raisonnements statistiques,  
mais  à la mémoire colle ctive, per mettent de co mparer des  solutions  
de façon concrète, particulière ment pour les non techni ciens.  
• Un autre cham p potentiel d' utilisation réside dans l' analy se des 
risques de cru es exceptionn elles. Le manque généralisé de données et 
la particulari té des situat ions climatiques engendrant les pluies 
extrêm es rendent difficile (voire im possible) la constr uction de plui es 
de projet représentatives d'événem ents ay ant des p ériodes de retour 
de 30, 50 o u 100 ans. Une façon dém onstrative de résoudre ce 
problèm e consiste à pren dre co mme e ntrée un événe ment pluvieux  
observé sur un site ay ant des car actéristiques clim atiques voisines. 
Par exem ple, le risque de crue extrême à Montpellier peut être 
analy sé en considérant que la plui e qui  a dévasté Nîm es en octob re 
1988  aurait parfaitem ent pu  se m anifester 50 kil omètres plus à 
l'ouest. 
8.3.5.5.2 Inconvénient de la m éthod e 
Le principal reproche fait à cette approche réside dans le fait qu' il n'est pas possible 
d'associer une période de  retour aux débits que l' on calcule. En réalité, cett e 
critique doit ê tre nuancée par les élé ments suivants :  
• L'association d'une période de re tour à un h yétogramme synthéti que 
est une faute statistique. En réa lité, la probabilité d'occurrence d' un 
hyétogramme particulier est nulle, chaque pluie étant différente de 
toutes celle s qui l'ont préc édée et de to utes cell es qui lui succéder ont. 
La notion de fréquence su ppose que l' on analy se une seule et unique 
variable aléatoire (en générale l' intensité moyenne p endant la période 
de pluie inte nse). Les aut res paramè tres de la pluie conditionnant  sa 
form e sont donc généralem ent fixés de façon totalem ent 
déterm inistes, en fonction du param ètre principal. 
• En adm ettant malgré tout que l' on sache calculer la période de retour  
de la pluie, l' affectation de cette  même période de retour au débit 
maximum qu'elle génère en un  point du réseau nécessite tout un 
ensem ble d'h ypothèses qui ne s ont que rarem ent vérifiées. 
L'utilisation de pluies de projet ne garantit donc pa s que l' on associe 
effectivement  une probabili té d'appa rition au débit que l' on calcule ou 
un risque d e dépassem ent de capacité à l' ouvrage que l'on 
dimensionne. 
• Beaucoup de décisions ne nécessitent pas obligatoire ment  
l'évaluation p récise de la fréquen ce de l 'événe ment contre lequel on 
veut se protéger. Le niveau de protecti on peut être défini de façon  
336/5 03

différente, par exe mple et juste ment, en faisant référenc e à d es 
événem ents types pour les quels on définit des dégâts adm issibles. 
• Enfin, il est possible, si le no mbre d'années de mesure est suffisant, 
de si muler to us les événe ments histori ques ay ant été observés sur le  
site et de faire un classe ment fré quentiel des variables h ydrologiques 
que l' on sou haite étudier (débits, vol umes, volum es débordés, etc.). 
Cette méthode est en fait la plus adéquate pour évaluer effectivem ent 
la probabilité  d'observer ou de dépa sser un débit ou un volum e en un 
point particul ier du réseau. Elle s' apparente à l 'utilisation de séri es 
chronolo giques de pluies. 
8.3.5.6 Séries chronologiques de pluies 
Les séries chronolo giques de pluie s ont const ituées à partir de m esures 
pluvio graphi ques effectu ées en continu sur une durée de plu sieurs années ou 
dizaines d'années. On constitue ainsi une base de données contenant les 
hyétogram mes et les caractéristiques globale s (date, durée, hauteur, intensité, dur ée 
de te mps sec antécédente, etc.) de tous les événe ments pluvieux m esurés. 
Les séries ch ronologiques sont utilisées en entrée des modèles, afin de sim uler le 
fonctionnem ent du s ystème d' assainissement dans des conditions réelles et variées,  
perm ettant une étude statistique des ré sultats obtenus. Les conclusions que  l'on 
peut en tirer sont ainsi be aucoup pl us riches et mieux fon dées qu e celles résultan t 
d'une sim ulation sur u ne pluie de proj et unique et théorique q ui ne perm et pas 
d'appréhender la variabilité des co nditions de fonctionne ment du système 
d'assainissem ent. Cette approc he perm et en effet de tenir compte de la variabil ité 
du phénom ène dans ses différentes composantes t emporelles et éventuellement 
spatiales.  
Pour que la méthode possède une validité  statistique, il est cependant nécessair e 
que la série utilisée ait une durée suffisante par rapport à la période de retour de 
l'aléa contre l equel on souhaite se protéger . Par exemple à Ly on, en utilisant quatre 
années de mesures, on peut  espérer approc her le volu me total annu el d'eau pluviale 
produit avec une précision de l' ordre de 25%. Mêm e en ad mettant que l' on possède 
des séries plu viométriques locales de du rée suffisante, le tem ps de simulation peut 
donc rapidem ent devenir tr op im portant. 
De ce fait, on essay e souvent de lim iter le no mbre de pluies à sim uler. Deux 
techniques peuvent être util isées pour  réduire le nom bre d' événem ents : 
• ne sim uler que les pluies  dépassant un seuil don né, 
• répartir les pluies par classes ho mogènes et ne représenter qu'une 
pluie par classe. 
Ces deux techniques reposent sur des a pproches événem entie lles. L' approche 
événem entielle suppose d' être capable de définir de s événem ents pluvieu x dat és, 
supposés ind épendants et séparés par une pé riode sèche. Cette méthode perm et déjà 
par elle-même, d' économ iser une grande quantité de calcu ls puisque l' on ne simule 
que les périodes pluvieuses, elle n' est cepe ndant pas toujours utili sable. Voir à ce 
sujet le paragraphe 8.3.5 .2. 
8.3.5.6.1 Utilisatio n d'un seuil 
L'idée de base de cette méthode consiste à ne sim uler que les pluies dépassant un 
seuil de haut eur totale, ou  d'intensité moyenne sur u ne durée don née. Le choix  du 
critère doit être effectué en fonctio n du type de pro blème que l' on doit résoudr e : 
hauteur totale si l' on s' intéresse à l'étude  de bassin de retenue , intensité moyenne 
maxi mum su r des durée s courtes si l 'on s'intéresse au débit de pointe à l' exutoire 
d'un petit bas sin versant, etc.. Le choix de la valeur s euil appliquée au critère doit 
pour sa part dépendre à la fois des cond itions de fonctionnem ent du système étudié 
337/5 03

(par exem ple faire en sorte de con server toutes les pluies provo quant des 
déversem ents significatifs si l'on s'intéresse aux rejets par les déve rsoirs d' orage) et 
du nom bre to tal d'événem ents à conserv er. Sauf obligation liée au x conditions de 
fonctionnem ent, il n' est pas conseillé d e conserver un nom bre d 'événem ents trop 
important : les 10 à 20  événem ents pr ovoquant  les conséq uences les plus 
importantes perm ettent en général d'avoir une idée assez claire du fonctionnem ent 
du système ét udié. 
8.3.5.6.2 Utilisatio n de classes de pluie 
Le principe consiste à répartir les événem ents par cla sses d 'événe ments équivalent s 
et à ne représenter qu 'un événem ent p ar classe. Différents critères sont utilisables 
pour effectuer cette répartition : critères cl imatiques (saison, ty pe de tem ps), ou 
critères purem ent num ériques (hauteur tota le d'ea u précipitée, durée, intensité  
moyenne sur une durée particulière, etc.). 
On préfère en général les critères  numériques, moins sujet à interprétation, même 
s'il n'est pas toujours facile de définir exact ement les tem ps de débu t et de fin d' une 
pluie. 
Les critère s les plus efficace s semblent être la ha uteur totale, la durée tota le 
(parfois sujet te à interprétation) et l' intensité maximum sur u ne durée co urte, 
fonction du te mps de réponse du bassin versant étudié (6 à 30 m inutes). 
Un nom bre d e classes de l 'ordre de 10 est général ement suffisan t, à condition de 
rajouter des classes spécifiques ne conte nant chacune qu' une seule pluie pour tenir 
compte des 5 à 10 pluie s les plus fort es (correspondant  aux  hauteurs tot ales 
précipitées les plus grande s), les plus lo ngues et les plus intenses (sur la durée p rise 
en co mpte). Le nom bre to tal de pluies à si muler est une nou velle fois de l' ordre de 
15 à 25. 
Pour les classes regroupant les pluies moyennes, il est préférable de choisir une 
pluie réelle  appartenant à la classe (cell e situ ée le plus près du "ce ntre" 
géom étrique est souvent la pl us représentative), plutôt qu' une pluie de projet de 
form e type su pposée représentative.  
Si l'on s' intéresse à des g randeurs cum ulatives (p ar exem ple masse annuelle de 
polluti on rejetée), la masse rejetée par la pl uie représ entative de la class e devra  être 
multipliée par le nom bre de pluies appartenant à la classe. 
Si l'on souha ite effectuer un classem ent fré quentiel et une anal yse statistique des 
résultats, il faudra également considérer que  la grandeur prod uite par la pluie 
représentativ e de la classe correspond à autant d' ex-aequo q u'il y a de pluies dans la 
class e. 
durée intensité maximum en 15 m inutes 
 
figure35: Exemp le de répartition  des pluies par classe 
 
338/5 03

8.3.5.7 Abattemen t spatial 
A un instant donné, l' intensité d' une pluie n' est pas u niform e sur toute la surface du 
bassin versant où a li eu l' averse.  Cette  vari abilité spatiale de l' intensité 
pluviom étrique est un phénom ène im portant, et  ce d'autant plus que la surface du 
bassin versan t étudié est grande.  
Seuls un réseau dense de pluviom ètres ou une mesure par radar peut perm ettre 
d'obtenir une connaissance de la va riabilité spatiale de la pluie. 
Pour pallier l e manque de mesures, cette va riabilité spatiale de la pluie peut êt re 
approchée au moyen d'un coefficient d 'abatte ment s patial αs qui traduit la relation 
entre la hauteur de pl uie H(t) m esurée en un  point et la lam e d'eau moyenne L e(t) 
concom itante sur une surface A entoura nt ce point : 
En pratique, deux définiti ons différentes sont utilisées : 
• l'abatt ement autour de  l'épic entre  : cette notion supp ose qu e 
l'intensité d 'une pluie décroît lorsque  l'on s' éloigne d'un poi nt où elle 
est maxi male , appelé épic entre. L 'abatt ement spatial  permet ainsi  de 
passer d 'une intensité locale à une lame d'eau moyenne précipitée s ur 
la surface du bassin versan t. Ce coeffici ent s'exprime : 
• soit sous la  form e d'une fonction r éduisant l' intensité de façon  
régulière lorsque l' on s' éloigne de l'épicentre, par exemple dans  la 
méthode de Fruhling  :  
6
• i (d) = i 0 (1 – a.d b) équation 5
avec : 
i0 :  intensité sous l' épicentre (mm/h), 
i (d) : intensité à la distance d de l' épicentre (mm/h), 
a et b : coefficients fonction de l'unité choisie pour d (d ans la form ule 
originelle d e st en Km , a vaut 0,28 5 et b  0,5). 
soit sous la f orme d'un coefficient pon dérant la valeur de la surfa ce, 
de la form e A-ε, par exem ple dans le cas de la form ule de Burkli-
Ziegler. C' est cette dernière méthode qui a été utilisée dans la 
form ule de Caquot.  
• l'abatt ement probabiliste  : ce coefficie nt d'abatte ment représente  le 
rapport entre une lam e d'eau précipitée sur une surface et une hauteur 
d'eau précip itée ponctuellem ent, de m ême fréquence de non-
dépassement.  Il s' agit d' un rapport  entre deux quantiles : les deux  
réalisations ne sont donc pas n écessaire ment concom itantes.  Ce 
coefficient d'abatte ment dépend du pas de te mps, de la surface sur 
laquelle on observe la lam e d'eau, de sa form e et enfin de la 
fréquence considérée. A titre d' exem ple, Roux  (1996) a m ontré que 
sur le départem ent de Seine-Sain t Denis, et pour des périodes de 
retour supérieures à 1 ou 2 ans, ce coefficient ne dépendait pas de la 
période de retour et qu' il pouvait être  représenté par une expression  
analogue à celle de Burkli-Ziegler. 
L'analy se des données fournies par des ré seaux très denses de pluviom ètres et 
l'observation des images radar m ontre que  la prem ière définition est assez mal 
adaptée à la représentatio n de la struc ture spatiale réelle des précipitations aux  
petits pas de temps, laquel le s'avère ext rêmement flu ctuante d' une pluie à l'autre. 
La seconde définition est en revanche pl us robus te. Elle perm et d' intégrer la 
variation spatio-tem porelle m oyenne des plui es dans l' estim ation d' une lam e d'eau, 
339/5 03

puis de variables h ydrologiques telles que le  volum e ruisselé ou le débit de p ointe, 
correspondant à une certaine période de  retour.  
Cependant, ces relation s sont em piriques et im posent naturellem ent des 
abattem ents de la pluie to ujours identiq ues et appliqués de m anière arbitraire. Elles 
supposent d' autre part que la pluie prise  en com pte à l' épicentre est effectivement 
celle qui correspond à la p ériode de retour considérée. Or il n' y a bien sûr aucu ne 
raison que pour les n pluies observées sur un poste pluvi ométrique, l' épicentre ait 
effective ment été centré sur l'appareil de  mesure. Les statistiques sont d onc étab lies 
sur des pluie s qui sont  donc déjà "aba ttues". Enfin, les nom breuses observations 
effectués sur des radars ont m ontré que  la visio n sim pliste d'une pluie dont 
l'intensité décroît régulièrement autour d' un épicentre est très éloignée de la réalité.  
Pour ces dif férentes raisons, il est prudent de co nsidérer que sur des bassins 
versants de moins de 10 00 ha, la pluie est uniform ément rép artie sur toute la 
surface, et ég ale à celle pr ise en co mpte sous l 'épice ntre (qu'il s 'agisse d'une pl uie 
mesurée sur un poste plu viométrique ou d'une pluie de projet). 
Pour des bassins versants de surface comprise entre 1000 et 3000 hectares, la 
notion d' abattem ent spatial peut éventuel lement être ut ilisée. 
Pour des bas sins versants de surface su périeure à 3000 hectares , il est nécess aire 
d'envisager une m odélisation pl us précise de la répartition sp atiale de la pl uie. Voir 
le paragraphe suivant. 
8.3.5.8 Distribution  spatiale des pluies 
Pour les surfaces supérieures à 3000 hectares , la notion d' abattement spatial n'est 
plus suffisante pour représenter l' hétéro généité  de la distributio n des intensités et il 
devient néces saire de tenir  com pte de le ur distribution spatiale. La difficulté d'une  
telle représentation est due à deux raison s principales :  
• d'une part les variations spatiales et  temporelles des intensités ne sont 
pas indépend antes l' une de l' autre,  
• d'autre part elles dépendent égalem ent à la fois  du phénom ène 
pluvieux  lu i-même et des caractéristiques ph ysiques et 
géom orphologiques du ba ssin versan t (altitude, pente et exposition 
des versants, albédo du sol , etc.). 
Du fait de ces difficultés, l'utilisation de pl uies de p rojet est déconseillée et il est 
préférable d 'utiliser des plu ies réelles (p luies historiques ou séri es chronologiques 
de pluies), observées su r le site ou éventuellem ent sur un site voisin. Les 
observations peuvent avoir  été effectuées  avec un radar météorologique ou avec un 
réseau de pluviom ètres.  
Un grand no mbre de méthodes existent pour calculer une valeur moyenne de  la 
hauteur de pluie sur un bassin versan t lorsque l' on dispo se de plusieurs 
pluvio graphe s : 
• moyenne arithmétique ; 
• méthode des pol ygones de Thyssen ; 
• méthode des isoh yètes ; 
• méthode des triangles ; 
• méthode du quadrillage ; 
• méthode des deux axes. 
• méthode du k rigeage ; 
• méthodes de lissage (fonctions spline,  polynomiales, de Fourrier, d es 
éléments finis, etc.). 
Les principales méthodes sont décrite s dans les paragraphes suivants. 
340/5 03

8.3.5.8.1 Méthod e des poly gones d e Thyssen 
La méthode des pol ygones de Th yssen c onsiste à déco mposer la surface en  
polygones entourant les différents postes de  mesure,  de façon à attribuer à cha cun 
des points de la surface une intensité égale à celle ob servée sur le poste de mesure 
le plus proche. La technique  utilisée est  la suivante :  
• on découpe  la surface en triangles dont les som mets sont les 
différents postes de mesure (le choix du décou page est laissé à 
l'appréciation de l' opérateu r) ; 
• on trace les médiatrices de chacun des c otés des triangles ; 
• on constitue l es pol ygones à partir de ces médiatrices ;  
• on affecte à tous les poi nts du p olygone la valeur mesurée sur le 
poste central. 
 
A
 
figure36: Exem ple de découpage d'une zon e par la méthode des p olygones de 
Thysse n. 
Dans le cas d' une utilisation num érique des données utilisant un support  
inform atique, il est beau coup plus prati que de rechercher, pour chaque sous-bassin  
versant quel est le poste pluviom étrique le plus proche, qu e de réaliser un  
polygonage au sens de Th yssen (les deu x méthodes sont q uasim ent équivalentes).  
 
Cette méthode est relativement efficace si  l'on dispos e de postes pl uviom étriques à 
l'extérieur de la zone d' étude. Dans le cas contraire, il est souvent très difficile de 
déterm iner la form e des polygone s sur le s bords de la zone. 
341/5 03

8.3.5.8.2 Méthod e des isohy ètes 
Une isohy ète est une courbe d' égale hauteu r d'eau p récipitée pen dant une plui e ou 
pendant u ne durée donnée .  
 
figure 37: Exemple de  tracé de l 'isohyète 20 mm à partir d'ob serva tions fa ites sur 6 
postes pluviométriques ( hypothèses de variation linéaire des intensités). 
 
 Différentes méthodes exi stent pour tracer les cour bes isohy ètes. La plus sim ple 
consiste à faite l' hypothèse d' une évolut ion linéaire de la pluie ent re chaque poi nt 
où la hauteur  d'eau est co nnue. On déterm ine ainsi simplement par interpolatio n 
linéaire les points correspondant à une  hauteur préétablie, que l'on peut ensu ite 
relier, également par des segm ents de droite (voir fig ure 37).  
 
21 mm 
19 mm 15 mm 25 m m
18 m m12 m m
 
Des méthodes beaucoup plus sophistiqu ées pe uvent être mises en œuvre. La fig ure 
38 four nit une image construite à partir d' une méthode de lissage (voir paragraphe 
8.3.5 .8.4). 
 
figure 38: Exemple de  tracé d' isohyétes  pour une pluie obs ervée sur Lyon ; 
illustration E. Mu sso utilisa nt le logiciel IDRISI, mis à  disposition par le CEMAGREF de 
Lyon  (extra it de Chocat et al, 1997). 
 
342/5 03

Cette méthode est très pratique po ur donner une re présentation graphique de  la 
distribution s patiale d' une pluie. Elle est moins eff icace pour calculer l' intensité 
moyenne précipitée sur un bassin versant particulier. 
Par ailleurs, le tracé des courbes isohyètes,  mêm e à partir des données issues d'un 
réseau de mesure co mportant un n ombre important de pluvi omètres (plusieurs 
dizaines) est peu fiable. Les différent es méthodes utilisables supposent que  le 
phénom ène soit continu entre les postes, voi re, pour  la plupart, que les variations 
de l' intensit é soient linéaires. Ces hy pothèses sur la répa rtition spatiale des 
précipitations sont général ement assez mal vérifiées, en particulier pour  des du rées 
courtes (inférieure à 24 heures). Les courbes isohyètes doivent donc être 
considérées a vec prudence.  
8.3.5.8.3 Méthod e du quad rillage 
Cette méthode consiste à représenter un  événem ent p luvieux spati alement distribué 
par un ensemble de hy étogrammes défin is sur chacune des mailles d'un quadrillage 
régulier de l'e space 
intensités
xy
 
figure39:  Représentation d'une pluie a un instan t donn é par la m éthode du 
quadrillage. 
La taille des mailles doit être cohérente,  d'une part avec la v ariabilité spatio-
temporelle du phén omène représenté, d' autre part av ec la densité des inform ations 
disponibles. Des mailles d e 2×2 km  donnent généralem ent de  bons résultats et il est 
généralement inutile de de scendre en dessous de 1 ×1 km. 
Les données utilisées pour affecter le s hy étogrammes sur chaque maille 
élém entaire p euvent prove nir d' un réseau de  postes pluviom étriques. La méthode la 
plus courante consiste alors à affe cter su r une m aille particulière : 
• la moyennes des mesures effectuées su r les postes pluviom étriques 
situés sur la maille (s' il y a en plusieurs) ; 
• la mesure eff ectuée sur le poste pluviométrique le p lus proche de la 
maille (s' il n'y a pas de poste de mesure sur la maille). 
Il est égal ement possi ble d' utiliser des mesures provenant d' un radar 
météorologique. 
Les méthodes de lissage consistent à r echercher une fonction  fournissant une 
valeur d' intensité en tous points tout  en perm ettant de représen ter "au m ieux" (p ar 
exem ple au sens des moindres carrés ou au  sens du  maximum de vraisem blance) 
les intensités aux poin ts connus. Si le n ombre de poin ts connus est peu im portant il 
est égalem ent possible de b âtir une fonct ion d' interpol ation.  • les mesure s effectuée s sur le poste pluvi ométrique situé sur la maille 
(s'il y a un seul poste sur la  maille) ; 
8.3.5.8.4 Méthod es de lissage 
343/5 03

Les techniques de krigeage constituent un cas  particulier des méthodes de lissage.  
Elles reposen t sur une ap plication de la théorie des probabilités et de celle des 
distributio ns à l'étude de phénom ènes aléat oires se développant  dans l' espace en 
vue de leur estim ation. Historiquem ent elles ont été introduites en 1995, sous  le 
nom de géostatistique, par G. Mathero n dans le c adre de la  recherche minièr e et 
pétrolière. Des méthodes tout à fait com parables on t ensuite été développées dans  
le do maine météorologique sous le nom  d'analy se objective par L.S. Gandin et 
dans le do maine du graphique num érique  sous le nom  de fonctions splin es. 
L'estim ation produite peut  être ponctuelle (exem ple de la cartograp hie des cham ps 
de pluie) ou  bien elle p eut être glob ale (exem ple du calcul d 'une lam e d'eau  
moyenne sur un bassin ver sant). Pour s atisfaire des critères statistiques (non- biais 
et erreur quadratique m oyenne minimale des estim ations) ces méthodes recourent à 
des hypothès es sur la structure statisti que du p hénom ène : essentiellem ent la 
stationnarité des moments d' ordre 1 (l a moyenne du  phénom ène ne dépend pas du 
point d' observation) et 2 (l a covariance du phén omène ne dépend q ue de la distance 
séparant les points que l'on considère et non de l'endroit où  sont  situés ces points). 
Dans le cas des cham ps de pluie, et singulièrem ent aux échelles de tem ps et 
d'espace où l'interm ittence est im portante (ce qui est le c as des applicatio ns à 
l'hydrologie urbaine) ces hypothèses sont irréalistes et ces méthodes doivent  être 
adaptées et ut ilisées avec discernement.  
8.3.5.8.5 En conclusion 
Finalem ent les méthodes les plus sim ples (polygone s de Thy ssen ou m éthodes de 
quadrillage) donnent souvent les résultats les plus satisfaisants. Les études 
montrent en  effet que le facteur princi pal d' erreur reste, en définitive, la 
représentativité des mesures de pluie, elle même essentiellem ent liée à la densit é du 
réseau  de mesure au sol. Une bonne estimati on de la répartition sp atiale de la pluie 
ne peut don c être obtenue qu' avec u n réseau dont la distance moyenne entre 
pluviom ètres est inférieure à l'éche lle de cette répartiti on spatiale.  
8.3.6 Calcul de la tr ansformation pluie-débit 
La fonction de productio nComme cette conditi on n'est que difficil ement vérifiée, le recours à des m éthodes 
plus com pliquées est généralement tout à fait inutile. 
8.3.6.1 Principes de calcul : fon ctions  de production et fonctions de 
transfer t 
Sur les élém ents de t ype sous-bassin vers ant, il est nécessair e de représenter  la 
transform ation de la pluie en débit de fa çon à obtenir un h ydrogramme à l'exutoire  
de chacun de ces élém ents. Trad itionne llement, la modélisation de cette 
transfor mation fait appel à deux opérateur s supposés s'appliquer successivement : 
la fonction de  producti on et  la fonction de transfert. 
 a pour but principal de tenir co mpte des pertes au  
ruissellem ent pour fo urnir une grandeur  fictive : l'hydrogram me de pluie nette. La 
qualité principale attendue d' une fo nction de production est de reproduire 
correctem ent le volum e ruisselé à l' exutoire. On ra isonne souve nt en pertes au 
ruissellement, les pertes ét ant constituées pa r la part ie de la pluie qui ne s'éco ule 
pas (pluie bru te moins plui e nette). 
La fonction de transfert  doit représenter la déformati on du signal de pluie lors de 
son transfert dans le bassi n versant. Les modèles utilisés sont toujours conservatifs.  
Ceci signifie que le volum e de l' hydrogramme de pluie nette (entrée de la fonction  
de transfert) est égal au vol ume de l' hydrogramme à l'exutoire du so us-bassin  
versant (sortie de la fonction de transf ert). Dans un sy stèm e réel, les phéno mènes 
contribuant à  la déform ation du  signal  sont extrême ment co mplexes et il n'es t 
344/5 03

généralem ent pas raisonnable de vouloir les représenter tous dans le détail. On 
s'oriente donc presque toujours vers des modèles conceptuels, issus d' une approche 
heuristique, et auxquels on  demande simplement une bonne perti nence. 
8.3.6.2 Différen ts types de pertes au ru issellemen t et importance relative 
En h ydrologie, les pertes au ruissellement  correspondent à la partie de la lame 
d'eau reçue par un bassin v ersant qui ne contribue pas au ruissellem ent direct.  
On peut schém atiser les différents chem inements possibles de l'eau par la figure 
suivante :  
 
ruissellement
en surfaceécoulement
retardé
ruissellementvers le réseau
eau arrivantau réseaueau incidente
ruissellement vers des zones non drainéesinterception parla végétation
eau parvenant à la surface du solévaporation
stockage dans les
dépressions du sol
infiltration
profondeinfiltration
hypodermiqueécoulementévaporation
évapotranspiration
 
figure40: Schéma de principe des différen ts cheminemen ts de l'eau sur et dans le 
sol, d'après Chocat (1978). 
Les quatre phénom ènes susceptibles de provo quer des pertes au ruissellem ent sont 
l'évaporation, l'interception pa r la végétation, la rétention en surface et l'infiltration. 
8.3.6.2.1 L'év apora tion 
 
• L'évaporation est un phénom ène relativem ent complexe, que nous ne décrirons pas 
ici en détail. En effet si les phénomènes  d'évaporation et d' évapotranspiration 
jouent un r ôle déterm inant sur le bilan h ydrique des bassins ve rsants naturels et  
ruraux, l' évaporation est so uvent négli gée en h ydrologie urbaine, t out au m oins à 
l'échelle évén ementielle. Ceci  pour plusi eurs raisons :
au cours d' une pluie, l' atmosphère est rapide ment sa turée en eau et 
l'évaporation de l'eau arrivant au  sol est alors quasim ent nulle : 
Chocat et a l. (1982) cit ent un taux  d'évaporatio n de quelqu es 
dixièmes de milli mètres par heure. 
• en dehors du moment de la pluie, le p ouvoir évapo rant moyen de 
l'atmosphère est esti mé par  Réméniéras  (1972) à 1 m m/j en hiver et à 
3 mm/j en ét é, ceci  pour la région parisienne. Il propos e de multiplier  
ces valeurs par 2 pour les ré gions m éditerranéennes. Cette 
évaporation de tem ps sec peut être prise en  com pte dans les 
345/5 03

simulations de longue d urée, incl uant les périodes de tem ps sec 
(ATV , 1986).  
8.3.6.2.2 Interceptio n par la végétation 
Ce sont probablem ent les pertes les plu s difficiles à quantifier.  Elles dépendent de 
multiples facteurs : type de couverture  végétale, densité, saison, conditi ons 
climatiques a ntécédentes à  la pluie, nature de  la pluie, etc. L'eau interceptée par l es 
végétaux po ur une part s' évapore directem ent, pour une autre part retom be sur le 
sol où elle rejoint le ruissellement. D'après Desbordes  (1974), la capacité d e 
stockage par la végétation serait de 0,2 à 1,5 mm de pluie. Kaufm ann et al. (1988)  
prennent une  valeur de 0 ,5 mm d'eau pour  les pe rtes par interception dans le 
modèle SASUM. Dans la plupart des cas en  hydrologie urbaine o ù l'on s' intéresse 
aux zones imperm éabilisées ay ant une couve rture végétale faible, on néglige les 
pertes par interception ou on les intègr e dans une pert e initiale globale. 
8.3.6.2.3  Stockage dans les dé pressi ons du sol 
Cette perte au  ruissellement est due à un stockage perm anent (à l'échelle tem porelle 
de l'événem ent pluvieux)  de l' eau dans  les dépressions du so l. Ce stockage  
s'effectue en début de l' événem ent pluvie ux, dans des anfractuosités de dim ensions 
très variables (de quelques dixièm es de milli mètres de diam ètre et de profondeur à 
plusieurs m ètres de diam ètre et plusieur s dizaines de centim ètres de profon deur). 
L'eau ainsi st ockée s' évapore après l 'épisode pluvieux ou finit par s' infiltrer.  
Certains auteurs (par exe mple Tholin & Keifer , 1959) reco mmandent d' évaluer ces 
pertes par u ne relation exponentielle, du m ême type que celle utilisée p our 
représenter l'infiltration.  Cette méthode pr ésente l' intérêt de tenir com pte du fait 
que l'écoule ment peut commencer avan t que les dépressions ne soi ent 
complètemen t remplies. Dans la plupart de s cas, il est cependant suffisant d' estim er 
la capacité de stockage par une valeur forfaitaire correspondant à une perte initiale. 
La plupart d es études montrent en effet que la hauteur d' eau susceptible d'être 
stockée est relativement faible. Elle varie,  en foncti on de la pente de 3 à 15  mm 
pour les zon es perm éables et de 0,2 à 3 m m pour les zones im perm éables. Un e 
relation reliant linéairem ent les pertes par stockage dans les dépressions à la p ente 
donne des résultats conven ables.  
8.3.6.2.4 Infiltratio n 
En théorie, seules les s urfaces per méables ou partielle ment per méable s sont 
concernées p ar l'infiltration. En pratique  les revêtements de sol utilisés en zone 
urbaine présentent touj ours une capac ité d'infiltration non négligeable.  
Sur les sols n on revêtus, la réalité du phénomène est très co mplexe, dépendant des 
caractéristiques du sol (granulom étrie, por osité, teneur en eau, etc.), de la  
végétation, d es conditions  clim atiques. Le s form ules prop osées par divers auteurs 
pour le calcul  de l' infiltration sont  donc toutes de nat ure em pirique. Elles cherchent 
à représenter la vitesse décroissante de l 'infiltration de l'eau dans le sol au cours du 
temps pour atteindre la saturation et une v itesse d 'infiltration constante. Voir le 
paragraphe 8.3.6.3 .5. 
Sur les sols revêtus, l' infiltration peut se  produire du f ait de la présence de micro ou 
de m acro fissures dans le revêtem ent. Il  ne s' agit pas à proprem ent parler d' une 
perm éabilité,  mais plutôt d' une capacité d'absorption du sol. Selon l'état  du 
revêtem ent, celle-ci peut v arier de 0,2 à  2 mm/h, ce qui est loi n d'être négligeable 
pour les plu ies les plus faibles. La re présentation de ce phénom ène par une p erte 
continue cons tante est cependant largem ent suffisante. 
346/5 03

8.3.6.2.5 Différents ty pes d e surface à prend re en c ompte 
Type de surface Influence sur les débits 
dans le réseau Les bassins v ersants urbains présentent une particularité extrêmement i mportante : 
leur très forte i mperméabil isation. Or les surfac es revêtues, même si elle s ne sont 
pas nécessairem ent totalem ent im perméable s comme nous veno ns de le voir, ne 
sont cependant pas l' objet de pertes par infiltration aussi i mportant es que cell es que 
l'on observe sur les surfaces non revêtues. Sur ce type de surface, l' infiltrati on 
constitue en effet la perte la plus im porta nte. Le caractère imperméable ou non des 
surfaces est donc un critère essentiel de  classification pour  expliquer leur 
comportem ent vis à vis du ruissellem ent pluvial. 
Un autre critère joue un rôle intéressant : il s'agit de la notion de surface en relati on 
directe ou non avec le rése au. 
En croisant ces deux critères, on peut construire le tableau suivant qui résu me le 
rôle des différents types de surfaces urba ines vis à vis du ruisselle ment. 
 
Importance des pertes Ecoulements ver s le 
réseau 
Très fa ibles : 
uniquement évaporation  
et rétention en surface  et 
éventu ellement 
infiltr ation  pour  les 
petites plu ies. 
Autre s surfa ces revêtues : 
cours d 'immeubles, allées 
de villas, rues  ou 
parkings non équipés de 
réseau p luvial, etc.. Susceptibles  d'être 
importantes : 
en par ticulier ruisselle-
ment vers  des surfaces  
perm éables  ; sou vent très 
difficiles à évalu er car 
fonction  de la micro-
géom étrie des surfaces . Retard és : 
trajets en surface parfois  
importants, p as 
d'ouvrag es spécifiques de 
trans fert. Difficile à éva luer : 
Généralement su restimée 
pour des plu ies faibles à 
moyennes mais 
contribution pou vant 
devenir  importante en cas 
d'événem ents pluvieux 
très in tenses. 
Surfaces  non revêtues en 
relation d irecte avec le 
réseau : talus  en bordure 
de voir ie, esp aces de 
loisirs ou espaces verts 
drainés, etc.. Importantes : 
rôle m ajeur de la capacité 
d'infiltration  du sol et  de 
la pente. Légèr ement r etardés : 
rôle important  de la 
végétation . En gén éral faible, mais 
peut d evenir  importante 
en zon e périurb aine ou  en 
cas d'événem ent pluvieux  
excep tionnel. 
Autres surfaces non 
revêtu es : 
Jardins, pelouses  de v illas 
séparées  de la vo irie par  
des mure ttes, parcs, 
terrains cultivés, etc.. réten tion en surface et 
infiltr ation . Très im portan tes : Très re tardés Nulle ou  négligeable 
Doivent cep enda nt être 
prise en com pte dans le 
cas de pluies 
excep tionnelles  
(parti culièrem ent si la 
pente est forte)  et dans 
certains cas pour  le 
dimensionnement des 
ouvrages de stockage. Surface revê tue en liaison 
direc te ave c le réseau : 
Voiries dra inées, toitu res 
d'immeubles r accordées, 
etc.. Très rap ides : 
avalo irs et bran chements 
amènent l 'eau 
directement dans  le 
réseau. Prépondérante q uelle que 
soit l a précipitation. 
  
347/5 03

Tableau 43.: Contribution des d ifféren ts typ es de surfaces urbaines au ruissellemen t 
direct, a dapté d'a près (Chocat, 1978). 
 
8.3.6.3 Modélisation des pertes 
8.3.6.3.1 Princ ipes d e mod élisation 
Il existe de très nom breuses méthodes dont  l'objet est le calcu l des pertes au  
ruissellem ent, m ais il faut noter que ce mot n'a pas toujours la m ême signification.  
Qs (t) : débit à l' exutoire du bassin  versant (mConsidérons l es grandeurs :  
A : surface A du bassin versan t (m 2) ; 
i (t) : intensité de pluie brute, su pposée hom ogène sur A (m /s) ; 
Qp (t) : débit précipit é au tem ps t (m 3/s) : Q p (t) = A . i (t) ; 
3/s) ; 
d : la durée de la pluie 
Qmax : débit m aximum à l'exutoire (Q max = max (Q s (t)). 
• On peut définir les pertes pa r un coefficient volum étrique de 
ruissellem ent représentant le rappor t entre le volum e ruisselé et le 
volum e précipité : 
∫∫=
dt).t(Qdt).t(Q
C
ps équation 5 7
• On peut définir les pertes par un co effici ent de ruissel lement consta nt 
dont le but e st de déterm iner une  caractéristique de l'hydrogramme, 
qui est, en général, le débit maximum (méthode rationnelle, m éthode 
de Caquot, et c.). Par exem ple : 
∫=d
0pmax
dt).t(Qd1QC  équation 5 8 
• On peut enfi n définir les pertes en introduisant u ne grandeur ficti ve : 
la pluie nette ou le débit de plui e nette. Le hy étogramme de pluie 
nette représente l' évolution dans le tem ps des intensités d' une pluie 
fictive, qui  provo querait le m ême h ydrogramme de sortie s ur un 
bassin versan t de mê me surface que le bassin réel, mais ne présenta nt 
aucune perte. Le débit de pluie ne tte est égal à l'intensité de plui e 
nette m ultipliée par la surface du bassin versant ; il s'agit égalem ent 
d'une grandeur fictive :  
équation 5 9 () ()ti .A =t Q net e  
Par suite :  
()
()()
()t it i = t Qt Q = (t) Cnet
pe équation 6 0
On parle dans ce cas de fonction de production ou de schéma d'abattement, 
selon que l' on s' intéresse au débit pro duit o u à la lame d'eau "perdue". C' est 
cette dernière approche qu e nous a llons particulièrement développe r. 
Les schémas d'abattement sont en général fondés sur le principe de la séparation 
des pertes en une fraction initiale et une  fraction continue. Les différents modèles 
348/5 03

peuvent, pour la plupart, se cl asser en  quatre grandes familles,  conform ément  au 
tableau suivant. 
Les pertes initiales correspondent au st ockage dans les dépressions du sol,  
éventuellem ent à l' évaporation (très faible durant la pluie) et à la rétention par  la 
végétation. Les pertes continues représen tent l 'infiltration pour les terrains 
perm éables, elles sont négli geables pour les surfaces revêtues. 
 
Pertes continues Type de 
modèle Pertes initiales 
1 nulles proporti onnel les à l' intensité de la pluie. 
(Coefficient de ruissellement égal au rapport 
volum étrique) 
2 forfaitaires constantes dès la satisfacti on des pertes initiales. 
3 forfaitaires proporti onnel les à l' intensité de la pluie. 
(coefficient de ruissellement) 
4 forfaitaires 
Tableau 44.: Classifica tion des mod èles de pertes, d'après Desbordes (1974). 
 fonctions d u temps, analogues à une fon ction 
d'infiltration. 
 
Une autre classification des pertes est proposée dans la figure suivante. 
 
a
bc
d
 
figure41: Classifica tion des mod èles de pertes, d'après Jovanovic  (1986). 
• type b) :  perte initiale + perte c ontinue proport ionnelle à la pluie ;  
• type a) : perte initiale + perte con tinue constante au cours du te mps ; 
• type c) : perte continu e variant dans le tem ps comme une fonction  
 d' infiltration ; 
• type d) :  perte continu e variable  proportion nellement à la pluie. 
8.3.6.3.2 Représentation  des pertes initiales 
Les pertes initiales corresp ondent à un prélèv ement effectué sur la pluie, au début 
de l'événement. Elles s' exprim ent en  millimètres et le ruissellement ne sera 
représenté par le modèle qu' après que ces pertes soient satisfaites (ce qui signifie en  
particulier qu' une pluie pour la quelle la hauteur totale précipitée est inférieure aux 
pertes initiales ne générera aucun ruisselle ment). Cet te rem arque fournit d'ailleurs 
un m oyen expéri mental d'évaluer les pe rtes initiales sur un bassin versant. 
349/5 03

Sur le plan phy sique, les pertes initiales s ont essentiellem ent dues au stockage dans 
les dépressi ons, et dans une moindre mesure à l'évaporati on initiale et à 
l'interception par la végétation. Elle dépe ndent de nombreux facteurs, en particulier 
la nature des revête ments de surface, l 'état d'humidité du sol au début de la pluie et 
la pente moyenne du bassin versant. Co mme ce dernier paramètre est  facile à 
estimer, il est logique d' essay er de paramétr er les pertes en fonction de sa vale ur. 
Chocat  (1978 ) propose par exem ple d'écrire : 
rs = a + b ( 3 - I)    si I < 3% 1
équation 6 2
avec pour les terrains perm éables :  a = 2 mm b = 4 mm  
I étant la pente moyenne d u bassin versant exprim ée en % . 
8.3.6.3.3 Mod èles à coefficient de ruissellement 
• soit aux flux instantanés mis en jeu, et l'on parle alors de coefficien t 
de ruissellement "instantané" C(t). équation 6
rs = a    si I > 3% 
 pour les terrains im perméables : a = 0,5 mm b = 1 mm  
Les pertes initiales jouent un rôle m ineur lors des ruissellements co rrespondant à de 
fortes pluies. En revanche, leur im porta nce peut devenir grande pour des pl uies 
faibles à moyennes qu'il devient néces saire d'étudie r si l'on souhaite par exe mple 
évaluer les rejets par les déversoirs d' orage. 
Le concept de coefficient de ruissellement  consiste à supposer qu' à l'échelle d'un 
élément de surface récept rice, voire de la totalité du bassin versant, la pluie nette,  
ou le débit ruisselé, peuvent s'exprimer s ous la forme d' une fraction C de la pluie 
brute. Il s' agit donc de m odèles à pertes  continues pr oportio nnelles, si l' on reprend 
les ty pologies  précédentes.  
La fraction ruisselée peut être relative : 
• soit aux v olumes mis en jeu au cours d'un événement pluvieu x, on 
parle alors de coefficient "volum étrique" de ruissellement Cv. 
Ces différ ents coeffici ents de ruissel lement peuvent s' exprimer de la f açon 
suivante : 
• pour les coe fficients de ruissellement instantanés, à l' échelle d'un  
élément de surface :  
)t,y,x(i)t,y,x(i
)t,y,x(i)t,y,x(p1)t,y,x(C
bn
b= −=  équation 6 3
et à l'échelle d'une unité hydrologique de surface : 
∫∫=
dy.dx).y,x,t(i)t(Q)t(C
bA  équation 6 4
• pour les coefficients volumétriques de ruissellement, à l' échelle d 'un 
élément de surface : 
b/ n b  p H H=)H/ (H-1=y) Cv(x,  équation 6 5
et à l'échelle d'une unité h ydrolo gique :  
b n A V/ V= Cv  équation 6 6
avec : 
ib (x, y, t) : intensité de pluie brute à l' instant t au point de coordonnées x, y ; 
350/5 03

in (x, y, t) : intensité de pluie nette à l' instant t au po int de coord onnées x, y ; 
p (x, y, t) : pertes au point de coord onnées x, y ; 
Hp : hauteur totale de pertes ; 
Hb : hauteur totale de pluie br ute ; 
Hn : hauteur totale de pluie nett e ; 
Vb : volum e de pluie brute sur l 'unité hydrolo gique ; 
Les relations entre les coefficients lo caux (ou élémentaires) d e ruissellement 
(équation 6 3 et équation  65),  qui pourraient  avoi r un  sens p hysique (et être 
locale ment mesuré s), et  les coeffic ients globaux, à l'échel le d'une un ité 
hydrologique (équation 64 et équation  66), ne sont pas évidentes sans h ypothèses 
particulières. En fait, la for mulation des coefficients CA(t) et Cv A, à l'échelle d'une 
unité h ydrol ogique, est essentiellement c onceptuelle, et repose sur l' hypothèse 
d'une analogie de comportement entre la parcelle élémentaire et l'unité 
hydrologique. 
Malgré ces rem arques préli minaires, l es approches reposant sur l' utilisation de 
coefficients de ruissellement possèdent une bonne qualité prag matique et sont de ce 
fait souvent utilisés en hydrologie ur baine. 
8.3.6.3.3.1  Coefficient d e ruissellement constant  
C'est la modélisation la plus sim ple et la plus classique en hydrologie urbaine. Elle 
semble être adaptée à de s unités forte ment urbanisées, ho mogènes, à surfa ces 
actives à peu près constantes.  
En pratique, si l' on veut u tiliser ce ty pe de modèle p our sim uler des pluies faib les 
ou m oyennes, il est cependant préférable de  le com pléter par une perte initiale PI A, 
voire par une perte continue de quelques mm/h. Dans ces conditions, la l ame d 'eau 
moyenne don nant lieu à u n ruissellem ent poten tiel, ou pl uie nett e, Le A, se déduit 
de Lb A, lame d' eau brute précipitée, par la relation : 
PIA étant la lam e moyenne de pertes initiales du bassi n de surface A. 
Le coefficient  CvA du bassin s' écrit :  
Soit : Vr : volum e de ru issellement récupéré à l'exutoire de l' unité h ydrologique 
au cours d' un épisode pluvi eux. 
LeA = Lb A - PI A équation 6 7
)PI Lb.(AVCv
A Ar
A−=  équation 68
Vr = Cv A.(Lb A - PI A).A 9
Si l'on dispose de mesures de hauteur précipitée (Lb A) et de volu me ruissel é (Vr) à 
l'exutoire du bassin versan t, on peut facile ment tester l' adéquation statistique de ce 
modèle linéai re très si mple :  
0équation 6
Vr = (a.Lb A + b).A équation 7
Si le modèle est adéquat, les paramètres a et b' = b / a de l' ajustement (Voir figure 
42) d onnero nt les valeurs moyennes du  coefficient de ruissellement CvA et d es 
pertes initiales PI A. 
351/5 03

++
+
++
+++
+
++
++LbV
a
bAdroite d'équation
y = a . x + b
b'r
 
figure42: Détermination des p aramètre a et b'. 
 
Généralem ent, on ne disp ose pas de mesu res pour l' ensem ble des sous-bassins 
versants du territoire étudié. Il est donc  nécess aire de trouver une form ulation 
perm ettant d e relier les paramètres du  modèle à d es grandeurs mesurables. Un  
grand nom bre de recherches ont été conduite s dans c e sens et la pl upart on t con clu 
à des modèles du t ype : 
c+b.I+ a.IMP= CvA  équation 71
2
Si la hauteur totale précip itée est infé rieure à 40 millimètres en deux heures, il 
devient nécessaire d 'utiliser une dém arche plus fine ( voir équation 69), prenant en 
compte les pertes initiales et le fait  que la tota lité des surfaces r evêtues ne 
contribuent pas obligatoirement au ruissellement. 
8.3.6.3 .2
 avec : 
IMP : rapport des surfaces i mperméables à la surface totale ;  
I : pente m oyenne du bassin versant. 
D'un point d e vue pratique, si l' on s'in téresse à des précipitati ons relativement  
importantes (supérieures à 40 m illimètres en 2 heure s), les pertes initiales PI sont 
alors faibles devant les p ertes continues et l'on peut les négliger et  utiliser des 
form ulations conceptuelles très sim ples du t ype : 
Dans cette re lation, A est la surface totale et A IMP la surface i mperméable acti ve, 
c'est à dire celle qui est dir ectement reli ée au r éseau. Cette dernièr e grandeur ét ant 
difficile ment estimable au stade des projets, elle peut éventuelle ment être majorée 
par la surface im perméable totale.  
Cependant, l es "coefficients de proje t" ainsi obte nus doi vent être considérés 
comme une borne supérieure du coefficient Cv A. Ils peuvent en particulier 
conduire à un e forte majoration des débits cal culés dans le cas de pluies faibles ou  
moyennes (étude de la pollution d ue aux rejets urbains de temp s de pluie p ar 
exem ple) ou  lorsque les conditions du dé veloppe ment urbain font qu' une partie 
importante des surf aces n on revêtues est non raccor dée au r éseau et ruissell e en 
direction de zones perm éables. 
En ce qui concerne les pertes initiales,  on peut utili ser les modèles proposés au 
paragraphe . En c e qui concerne la valeur du coefficient Cv A, on peut se 
référer au paragraphe suivant. 
 /A A= IMP= CvIMP A  équation 7
352/5 03

8.3.6.3.3.2  Coefficient d e ruissellement fonction de la pluie 
Une solution  possible pour am éliorer le modèle consiste à considérer que le 
coefficient de  ruisselle ment est constant pendant une pluie don née, mais qu' il varie 
d'une pluie à une autre. On peut par ex emple essay er de reli er la lame d 'eau 
ruisselée à la lame d'eau précipitée par pl usieurs seg ments de droite, correspondant 
chacun à des pluies plus o u moins im portantes. 
 
figure43: Détermi nation du coefficien t de ruissellemen t pour un type de pluie 
donné. Lame d'eau ruisselée
pluies faibles pluies moyennes 
à fortes
Lame d'eau précipitéeC = Lame d'eau  ruisselée
Lame d'eau précipitée
pluies exceptionnelles
H H( H   )
( H   )
12pr
 
Les valeurs d es pentes des différents segmen ts de droite peuvent être estim ées en  
fonction des  contributions possibles d e différents t ypes de surf ace et selon  les 
caractéristiques de la pluie . A titre indica tif, le tableau suivant propose des valeurs 
de coefficient de ruissellement à applique r sur les trois t ypes prin cipaux de sur face 
(surface r evêtues directement connectées au réseau, autres surfaces r evêtues, 
surfaces non revêtues). 
Le modèle est peu sensible  aux valeur s lim ites sép arant les différents ty pes de 
précipitations. Des valeurs de H 1 et H2 respectiv ement voisines de 30 mm et 
50 mm  semblent convenabl es. 
 
  surface revêt ues 
directe ment 
connectées au  
réseau autres surfac es 
revêtues  
surfaces non 
revêtues 
pluies faibles 90% 10% 0% 
pluies m oyennes à 
fortes 100%  50% 10% 
pluies 
exceptionnelles 100%  100% 60% 
  
 Tableau 45.: Exemp le de valeu rs permettan t le ca lcul des coefficien ts de ruissellemen t 
à appliquer sel on la nature des surf aces et  le type de préci pitation. 
Pour assurer la continuité  de la réponse du bassin ve rsant lorsque l' on change de 
type de précipitation, il  est nécessaire de n'appliquer les pourcentages d' apport que 
353/5 03

sur la partie de précipita tion excédant la  valeur l imite de hauteur d' eau. Par 
exem ple, pou r une précipitation de 80 mm, 10 % de l'eau précipité e sur l es surfa ces 
revêtues non directement connectées ruisselle ra pour la tranche de pluie 0 à 30 mm, 
50 %  pour la tranche 30 mm  à 50 mm et 100 %  pour la tranche 50 mm à 80 mm. 
Le coefficient  de ruissellement à app liquer sur ce ty pe de surface sera donc : 
475,08025180205,080301,0 C1 = + + =  équation 73
Le coeffi cient de ruissell ement global du bassin versant sera obtenu en faisant la 
moyenne des coefficients ainsi calcul és pour chaq ue surface, pondérés par les 
valeurs relatives des surfaces des trois types. 
La construction des tablea ux du t ype du tableau 45 doit se faire localement en 
fonction d' enquêtes de terrai n. La contributio n des différents types de surface 
dépend en  effet d' un grand n ombre d' élém ents ( pente, présence de ruisse aux, 
perm éabilité des sols non revêtus, ty pe d'occupation des sols, nature des toitures,  
historique du développem ent du réseau, etc..) . La difficulté apparente de la tâch e ne 
doit pas décourager ce ty pe d'étude. La démarche classique consistant à assim iler le 
coefficient de ruisselle ment, en  toute circonstances,  au coeff icient 
d'imperméabilisation revient en effe t à utiliser le tableau suivant : 
 
 surface revêt ues 
réseau  
autres surfac es 
revêtues  
revêtues 
pluies faibles 100%  100%  0% 
fortes 100%  100% 0% 
pluies 
exceptionnelles 100%  100% 0% 
 
Tableau 46.: Tableau corresp ondant à un coefficien t de ruissellemen t toujours pris 
égal au coefficien t d'imperméa bilisation. 
 
Le sim ple bon sens m ontre qu' une étude, même très légère, ne peut que permettre 
d'améliorer ces valeurs. 
8.3.6.3.3.3  Prise en co mpte d'une perte contin ue constant e 
Lorsque l' on essay e de représenter au  mieux des mesures par un m odèle à 
coefficient de ruissellement, on surestime s ouvent les volum es et les débits prod uits 
par les pluies longues et peu intenses. Une interprétation possible de ce phénomèn e 
est la non pri se en co mpte des pertes par infiltration à travers les surfaces revêt ues 
(voir le parag raphe 8.3.6 .2). 
Dans ces con ditions, i l est souvent possibl e d'améliorer le calage en rajoutant  une 
perte continue constante d e l'ordre de 0,5 à 2 mm/h et en dim inuant un peu  le 
coefficient d e ruissellem ent (ou les pourcentages de contributi on relative des 
différents ty pes de surface) . 
On obtient al ors une foncti on de pr oduct ion prenant e n com pte 3 types de pertes : 
• une perte initiale (PI), 
• une perte con tinue constant e (PCC), 
• une perte con tinue pro porti onnelle (PCP). 
Le schéma de la figure 44 i llustre un tel modèle. 
354/5 03

PCCPCP
PI  
 
figure44: Modèle faisant interven ir des pertes in itiales (PI) , des pertes con tinues 
constan tes (PCC ) et des pertes con tinues proportionnelles (PCP = co efficien t de 
ruisselleme nt). 
 
8.3.6.3.3.4  Coefficient d e ruissellement variable dans le temps 
Du fait de la contribution éventuelle de surfaces perméable s et du rem plissage 
progressif de certaines macro-dépressions  du sol, il est parfois nécessaire de 
considérer que le coefficie nt de ruisselle ment, C A, d'un bassin ur bain varie avec le 
temps, au cours d' une même averse. Les modèles de ce type reposent en général sur 
l'idée de bas e que l'accr oisse ment du co efficient de ruisselle ment dépend du 
volum e de pluie tom bée ou du volum e des pertes. 
La conceptualisation la plus sim ple consiste à supposer une croissance 
exponentielle du t ype : 
)e-(1 a=(t)C-b.t
A  équation 74
8.3.6.3.4.1  Cependant, o n ne peut pa s identifier les pa ramètres a et b de cette relation sans 
faire interven ir la modélisation de la fonc tion de transfert. De ce fait, le cal age de 
l'équation ci-dessus ne peut être réalisé indépendamment de celui d e la fonction  de 
transfert. Il est donc délicat de juger sé parément de l' adéqua tion des fonctions de 
productio n et de transfert, en particu lier lorsque les paramètres de ces d eux 
fonctions son t déterm inés par optim isation. Ces modèles sont donc plus difficiles à 
utiliser et, en général, cette difficulté s upplém entaire n' est pas justifiée du fait que 
les mesures d e pluies et d e ruissellement  sont insuffisamment précises pour évaluer 
l'amélioration réelle sur les résultats. 
8.3.6.3.4 Application pratique : différents ty pes d e surface à prend re 
en compte et mé thod es d'év aluati on 
Quelle que soit la définiti on retenue pour le coefficient de ruissellement, il est 
nécess aire d e déter miner le rôle et l'importan ce des  différentes surface s 
contributives du bassin versant. Les d iffére ntes surfaces  urbaines ont en effe t un 
comportem ent différent v is-à-vis du r uissellement, suivant leur  nature et l eur 
fonction. L' eau ne ruisselle pas de la même faço n sur un  toit en terrasse, une 
chaussée, un terrain de sport en terre battue, etc.. 
Différentes surfaces à p rendre en co mpte 
Il est dans un prem ier tem ps utile d' établir une t ypologie des surfaces urbaines 
perm ettant en particulier une reconnaissance claire de celles co nsidérées co mme 
355/5 03

imperméable s et r eliées au réseau. Cette typologie peut être bâti e en suivant un 
raisonnem ent en trois étapes ( Chocat & Seguin , 1986) : 
a) Séparation des surfaces urbain es par types d' urbanisation : 
• zones d' habitat individ uel ; 
• zones d' habitat collectif ; 
• zones industri elles ou d' activités ; 
• surface s occupées par les b âtiments ; • centres villes - habitat conti nu - rues commerçantes ; 
• grands équipe ments ; etc..  
b) Recense ment, pour cha que ty pe d'urbani sation, des élé ments urbains recouvrant  
la zone : 
• surface s d'espaces libre s privatifs (cours, jardins, allées  de garage) ;  
• surface s d'es paces libres  collectifs ( espace s verts , aires de je ux, 
espace s piétons, etc.) ;  
• surface s de voirie (chaussé es, places, tro ttoirs, etc.) ;  
• surfaces de stationnement. 
c) Etude, sur le site, de la nature du re vêtement, du type de raccordem ent et de 
l'importance relative de ces élém ents ur bains pour cha que t ype d'urbanisation. 
A partir de ces considérations, on peut bâtir un table au de même nature que celui 
ci-après.  
 
Nature des su rface s Imperméable s Reliée s au rés eau Prise en co mpte 
dans les surfaces 
imperméable s 
Bâtiments : 
- toitures pent es 
- toitures terrasses   
Oui 
Oui  Oui Oui  
Oui Oui 
- rues - trottoir - places - routes 
- stationnements  
Oui 
Oui Oui Oui 
Oui  
Oui 
Oui Oui Douteux 
Oui  
Espaces colle ctifs : 
- terrains vagues 
- espace s vert s 
- aires de jeu x 
- espace s piétons 
- terrains de sports  
Non Non Non Oui 
Oui/Non  
Non 
Non Oui Oui 
Oui/Non  
Non 
Non Non Oui 
Oui/Non 
Espaces privé s : 
- dépôts usine s 
- cours intérieures 
- jardins  
Oui Oui Non  
Oui Oui Non  
Oui Oui Non Voiries : 
Oui Oui Oui Non(1) 
Oui 
(1) : l'eau d e ruissell ement recu eillie par des fo ssés lat éraux est r ejetée di rectement dans le m ilieu 
nature l. 
 
Tableau 47.: Prise en  compte des surfaces des bassins vers ants sel on leurs 
caractéristique s. 
 
356/5 03

Ce tableau a été établi pour une application particulière en régio n Lyonnaise, sur 
une zone correspondant à un type d' urbanism e spécifi que. Il n' a qu' une valeur 
locale. Ce ty pe de tableau doit do nc être construit po ur chaque étude. 
Sur un  bassin versant, les différents élémen ts urbains sont touj ours très im briqués 
les uns dans l es autre s. Ceci rend la mesure directe  (par plani mètrage) des surfaces 
qui leur sont associées longue et diffi cile. Il existe cependant des méthodes 
globales de mesure beauco up pl us rapid es et satisfaisantes au regard de la précision 
attendue.  
La méthode statistique co nsiste à super poser au docu ment représentant le bassin 
versant une grille de point s répartis aléa toirem ent dans l' espace, puis à dénom brer 
les points positionnés sur une surface ap partenant au t ype que l' on souhaite m esurer  
(par exem ple toitures d' immeubles, voiries, et c.). Le rapport entre la valeur de la 
surface à mesurer et la surface totale est  égal au rapport entre le nom bre de points 
dénom brés sur la surface à mesurer et le nombre total de points. 8.3.6.3.4.2  Mesure des différentes surfaces 
8.3.6.3.4.3  Méthode statistique 
+
++
++++
+
+
++++
+++
+
++
++
+++
surface grisée
surface totale= nombre d'étoiles
nombre de croix= 11
35**
* ***
**
** *Bassin versant
Type de surface
Particulier
 
figure45: Principe de la méthode statistique. 
Cette technique repose sur une m éthode sta tistique bien con nue : la m éthode de 
Monte Carlo, qui perm et de définir le nom bre minimum  N d'épreuves (de point s à 
compter) pour que la probabilité d' avoir une  erreur sur le résultat inférieure à ε soit 
inférieure à 1-S ( ε et S étant choisis a priori). L' abaque suivant, e xtrait de ( Chocat  
& Seguin , 1986), permet de fixer la valeur  de N à partir des valeurs de ε et S. Cette 
méthode est très efficace,  à la condition expresse de dispos er d'un document de  
bonne q ualité perm ettant de distingu er sans ambiguïté les différents ty pes de 
surface (plan topographique ou photogra phie aérienne à une échelle satisfaisante) . 
357/5 03

figure46: Nombre de p oints à compter pour obtenir une préci sion relative donnée ; 
extrait de (Chocat & Segui n, 1986). 
Il faut par exemple compter 200 points pour obtenir, avec une pro babilité de 67 %, 
une incertitude relative inférieure ou égal e à 3,3 % (0,033) et en com pter 600 pour 
obtenir la m ême incertitude avec une  probabilité supé rieure à 90%.  
8.3.6.3.4.4  Reconnaissance automatique des surfaces à pa rtir de 
photographies aérienne s ou satellita ires En pratique, co mpter 200 à 300 points par ba ssin versant fournit généralement une 
précision suffisante au rega rd des autres incertitudes. 
L'idée de réaliser un traitem ent numérique  d'images prises depuis le ciel pour 
déter miner a utomatique ment les différent s types de surface dat e de la fin des  
années 1970. Les prem iers essais,  utilisan t des photographies aériennes en vraies 
couleurs, ne s e sont pas av érés tr ès concluants ( Chocat & Seguin , 1986). Certaines 
sociétés pro posent actuellem ent des méthodes de déterm ination fondée s sur 
plusieurs images satellitaires ( SPOT) du même site prises sur des longueurs d' ondes 
différentes. Ce ty pe de techni que représente un réel progrès . Il permet en particulier 
de distinguer  les surfaces végétalisées des autres types de surface. Il subsist e 
cependant deux difficultés : 
• la dim ension élémentaire des pi xels est encore souvent t rop 
importante, car du même ordre de gr andeur que la tram e urbaine (au 
mieux 25 × 25 mètres, plus fréquemment 50 × 50 m ètres) ; 
8.3.6.3.4.5  Utilisation d e bases de données urb aines ou de 
Systèm es d'Inform ations Géographiques • l'association : surface végétalisée = surface per méable / surface non  
végétalisée = surface i mperméable, par aît un peu rapide et mériter ait 
probablem ent d' être confirmée par des enquêtes de terrain. 
L'idée d' utiliser des bases de données urba ines est également ancienne. En France, 
les prem ières tentatives ont été faites sur le  fichier topographiq ue et parcellaire d 'Ile 
de France dès la fin des an nées 1970. El les n'ont pas abouti, essentiellement du fait 
des lim itations des matériels et logiciels de l'époque qui cond uisaient à des temps 
de calcul pro hibitifs. Actuellement, l' une des expériences les plus avancées est celle 
358/5 03

de la Comm unauté Urbaine de L yon qui développe,  dans le cadre de l' application  
GESICA, un sy stèm e de déterm ination se mi-automatique du co ntour des bassins 
versants et de leur im perméabilisation ( Chocat , 1994). Malgré les progrès très 
importants réalisés dans l 'amélioration des outils informatiques, l 'application est  
encore li mitée par des pro blèmes de ress ources logiciels et nécessite toujours une 
intervention humaine. Elle ouvre cependant  une pi ste extrêmement prometteuse 
pour l' avenir, en particulier parce qu'elle perm et d'individualiser t outes les surfaces 
urbaines et autorise un sui vi extrêm ement fi n de leur évolutio n. Vo ir par exem ple à 
ce sujet la thèse de Rodrigu ez (1999). 
En conclusio n, la modélisation de la  fonction de  productio n par de sim ples 
coefficients d e ruissellement (ou de pert e) moyens, à l' échelle d 'un bassin versant, 
est très fréqu ente en hy drologie urbaine. Elle n 'est cependant c ohérente, au regard 
de la fonction de transfert, que si cette  dernière traduit un processus linéaire non  
distribué dans l' espace. Ces conditions  ne sont  approxim ativement vérifiées que 
dans les cas,  assez fréquents cependant, de  bassins versants urbanisés de petite 
taille, d'occu pation des s ols hom ogènes et de surfaces actives peu variables au  
cours d' une averse, ou d' une averse à l'autre,  soumis à des précipita tions 
relativement im portantes. Dans les autres  cas, et en particulier lorsque  la 
contributi on des zones perm éables ne pourra  plus être négligée, l' utilisation de 
coefficients de ruisselle ment n'aura qu e peu d'intérêt, car elle s' éloignera de la 
réalité phy sique des processus de produc tion et de transfert du ruissellement. 
8.3.6.3.5.1  Form ulation 
5
avec : 
F0 : capacité d 'infiltration m aximale en début d' averse (mm/h) 8.3.6.3.5 Mod èles type Horton 
Les modèles de ce type so nt des m odèles c onceptuels, qui f ont l' hypothèse que  la 
capacité d 'infiltration des sols décroît ré gulièrem ent au cours du tem ps pendant la 
pluie, au fur et à mesure que le sols se sature. Le modèle de Horton se met sous la 
forme suivante :  
()kt
c 0 c eF F F)t(F−− + =  équation 7
F(t) : capacité d 'infiltration du sol au tem ps t (mm/h) 
Fc : capacité d 'infiltration as ymptotique lim ite lorsque la pluie se prolonge 
( ) (mm/h) ∞→t
k : constante (h-1).  
Le modèle de Horton conduit à l’expre ssion suivante de la hauteu r infiltrée ϕ (t) à 
l’instant t  : 
équation 76( )kt c 0ct
0e1kF FtF du)u(F)t(−−−+ = =ϕ∫ 
Ce modèle a été établi et  vérifié sur des sols part iellement sat urés. Il n 'est pas 
applicable au cas des sols initialem ent secs ou lorsque les pr oblèmes d' interface 
eau-air dans la zone superficielle sont importants et perturbent l' infiltration. 
Un autre problèm e réside dans le fait q ue la capacit é d'infiltratio n théorique n' est 
atteinte que si elle reste à t out instant inféri eure à l'intensité de l a pluie. Dans le cas 
contraire, le sol absorbe ra toute l' eau précipitée et l' infiltration sera égale à 
l'intensité de l a pluie.  
359/5 03

Or, en début d’événement pluvieux, l a pluie est généralement inférieure à la 
capacité d’infiltration, et la hauteur d’eau  réell ement infiltrée est li mitée par la 
hauteur précipitée et n’att eint donc pas la valeur théorique do nnée par ϕ(t). Pour 
surmonter ce tte difficulté, Tholin & Keifer  (1959), repris par exem ple par Mitci 
(1974, 1 978),  proposent d’adopter la démarc he suivante pour estimer la capacité 
d’infiltration réelle Fr(t). 
On considère que le ruissellem ent ne  peut commencer qu ’à l’i nstant t 1 pour leq uel 
la hauteur infiltrée est ég ale à la hauteur précipitée. Pour cela,  on déterm ine au 
préalable, graphiquem ent, la durée t 0 (appelée offset) dont il faut décaler  la courbe 
théorique ϕ(t) de telle sorte que cette courbe ϕ(t) devienne tangente à la courbe de 
la hauteur précipitée cu mulée H(t) (voir la figure 47). 
 
0102030405060
0 50 100 150 200 250 300
temps (minutes)hauteurs d'eau précipitée et infiltrée (mm)
0102030405060708090
taux d'infiltration (mm/h)taux d'i nfiltration théorique hauteur d'eau pr écipitée
hauteur d'eau infiltrée
théorique
taux d'i nfiltration
corrigét0
t0 t1
 
équation 7 7
équation 7 8
La capacit é réelle d’infiltr ation F r(t) est donnée par la relation suivante : 
pour t > t 1  Fr(t) = F(t-t 0) 9
 
La pluie nette i n(t) est donn ée par la relation : figure47: Détermination gra phique du décalage t0 de l'origine de la courbe de 
hauteur in filtrée ϕ(t) et de l’instant t1 à partir duquel le ruissellemen t peut commen cer. 
 
Le point où les courbes ϕ(t) et H(t) se tangentent a pour abscisse le tem ps t1 
recherché. En effet, à cet instant, les ha uteurs précipitées et infiltrées sont égales et  
l’intensité de la pluie est égalemen t égale à la capacit é d’infiltration : 
∫ ∫ ∫−
= − =0 1 1
01 tt
0t
t0t
0du)u(F du)tu(F du)u(i  
)tt(F)t(i 0 1 1 − =  
pour t ≤ t1  Fr(t) = i(t) équation 7
() )tt(F)t(i,0 max)t(i 0 r n − − =  équation 8 0
360/5 03

t (h)i ou F (m m/h)
i(t)F(t) théo rique décalée
t0t1Fr(t) réelle
0 t0t1
 
En dehors du problèm e num érique de  résolution précédemment évoqué, la 
difficulté essentielle d 'utilisation de la  méthode de Horto n réside dans la 
déterm ination des param ètres F c, F0 et k. figure48: Courbe de la capacité d’in filtration réelle de l'eau dans le sol. 
8.3.6.3.5.2  Choix des p aramètres 
• Tholin & Keifer  (1959) pr oposent les valeurs suivantes pour une t erre 
grasse engazo nnée : 
• F0 = 76 mm /h 
Ces valeurs sem blent fortes. • Fc = 16 mm/h en  conditions norm ales ou F c = 7.6 mm/h en 
conditions antérieures hu mides 
• k = 0,083 mn-1 
• Breuil  (1987)  donne d'autres valeurs : 
• terres sableuses : Fc = 15 à 25 mm/h 
• terres argileu ses : Fc = 3 mm /h. 
• • terres lourdes : Fc = 3 à 15 mm/h 
l'ATV (1986)  propose F c entre 2 et 15 m m/h selon les sites. 
Desbordes  (1974), sans autre précision, propose une f ourchette de 3 à 
20 mm /h pour l' infiltration. • 
• Normand (1976), cité par Chocat et al . (1982), propose la relatio n 
suivante, en posant F 0 = 4F c : 
kt
c c eF4 F)t(F−+ =  équation 81
2Cette relation permet de s'affranchir de F 0 dont  la dét ermination est délicate car F0 
dépend des conditi ons antérieures d 'humidité, de tem pérature, d e pluie, etc. Elle 
correspond à un sol sec en début de pluie (ce qui est en fait contradictoire avec les 
conditions d' utilisation du modèle de Horton !). 
8.3.6.3.6 Méthod e du Soil Cons ervation se rvice (SCS) 
Une autre approche po ssible pour repr ésenter les bassin s versants peu 
imperméabilisés est celle de l' US So il Conservation Service : pour  que  le 
ruissellement puisse co mmencer, le modè le SCS su ppose qu' il faut qu' une hauteur  
de pluie M b (mm) soit déjà tom bée pour satisfair e l'interception par les végétaux et 
les dépressions du sol. On appelle F max l'infiltration potentielle maxi male du sol . 
Le modèle donne les relations expérimentales suivantes : 
max b F2.0 M=  équation 8
361/5 03


− = 10CN10004.25 F
max  équation 83
CN dépend de la nature du so l, de son couvert végétal et  des conditions antérieures 
d'humidité : 
• sols de type A : infiltration élevée, sols profonds com posés 
de sables ou graviers ; 
• sols de type D : infiltration tr ès faible, sols argileux ou t rès 
argileux. 
• les conditions antérieures d 'humidité sont exprim ées en fonction de la 
pluviom étrie des cinq jours  précédents : 
• condition A-II : correspond à des conditions m oyennes 
d'humidité ; 
Saison de végétation avec CN co efficient d'aptit ude au ruisselle ment (sans dimension). 
• la nature du sol s' exprim e en fonc tion d'un classemen t en 4 catégories 
d'après son aptitude à l' infiltration : 
• sols de type B : infiltrati on moy enne, sols m oins profonds 
moyennement chargés en   lœss et argile s ; 
• sols de type C : infiltrati on faible, sols peu pr ofonds 
moyennem ent argileux ; 
On trouvera dans Chow (1959 , 1964) une  classification des sols selon ces 
critères. 
• condition A-I : correspond à un sol sec ; 
• condition A-III : quand de gr osses chutes de pluie ou des 
pluies légères  associé es à de   basses t empératures se  sont  
produites dans les cinq jours précédents.  
Pour déterm iner le ty pe de condition anté rieures d 'humidité, on p eut se référer au 
tableau 48 qu i relie ce paramètre à la haut eur totale de précipitation au cours des 5 
jours précédents et à l'ét at végétatif. 
 
Condition Repos végétatif Annuellem ent 
A-I 12 35 
12 à 28 35 à 53 12 à 38 
A-III 28 53 38 12 
A-II 
 
Tableau 48.: Conditions antérieures d'humidité sur ci nq jours (mm d'eau) du modèle 
SCS (Deut sch et al. 1989) 
 
le tableau 49  fournit  les valeurs de CN pour diver s types de s ol et de co uvert 
végétal pour des conditions de type A-II. Le   
Le ruissellement est alors calculé en  faisant l' hypothèse que le ra pport  
ruissellement sur pluie après pertes initiales est égal au rapport volume infiltré sur 
infiltration potentielle maximale. Ce tte hypothèse conduit à la relation tableau 50 donne ensuite les valeurs de CN pour les conditions de t ype A-I et A-III 
en fonction des valeurs de CN pour la conditi on A-II.  
() ()
max2
max
max b2
brF8.0)t(HF2.0)t(H
F M)t(HM)t(HV+−=+ −−=  équation 84
avec : 
Vr : volum e ruisselé jusqu' à l'instant t (mm) 
362/5 03

8.3.6.4 Fonction de transfert 
8.3.6.4.1 
Cette méthode généralise la méthode rationnelle présentée au paragraphe La fonction d e transfert a p our bu t de re présenter la déform ation du signal de pl uie 
lors de son t ransfert dans le bassin ve rsant. Les modèles u tilisés sont toujours 
conservatifs. Ceci signifie que le volume de l'hydrogramme de pluie nette (entrée 
de la fonction de transfert ) est égal au  volum e de l'h ydrogramme à l'exutoire du 
sous-bassin versant (sortie de  la fonction de transfert). Dans un sy stème réel, les 
phénom ènes contribuant à la déform ation du signal so nt extrêm ement com plexes et 
il n'est généralement pas rais onnable de vouloir les représen ter to us dans le détail. 
On s' oriente donc presq ue toujo urs vers des modèles concep tuels, issus d' une 
approche heu ristique, et auxquels on demande simp lement une bonne pertine nce. 
La transformation pluie-ruissellement est donc décrite de manière globale. On 
considère le bassin versant co mme un s ystèm e opérant la transformation de la pl uie 
en un débit à l'exutoire. Le bassin peut éventuellemen t com prendre des tronçons  de 
collecteurs, généralement les parties les plus am ont du  réseau d' assainissement. 
L'intérêt porte alors sur la transformati on pluie-débi t proprem ent dite et n on plus 
sur le phéno mène phy sique lui-même. 
Selon les objectifs visés, plusieurs appr oches du problème sont possibles. Seules 
les plus utilisées ou celles présentant un in térêt historique ou pé dagogique seront 
présentées i ci. 
Méthod e des c ourbes isoc hrones 
8.2.1. Le 
bassin versant est divisé e n n tranches succes sives, en fonction du tem ps tj mis par 
l'eau précipitée sur la partie la plus à l' amont de la tranche pour atteindre l'exutoire.  
La li mite ent re deux tranches est appel ée une courbe isochrone. Les tranches sont 
numérotées d e 1 à n, en partant de l' exutoire (voir la figure 49). On suppose que les 
valeurs de t j sont indépend antes de la pl uie et du  débi t (le m odèle est linéaire). Pour 
simplifier les calculs on considère généralement que les tem ps tj sont des multiples 
d'un même pas de tem ps ∆t : tj = j.∆t. 
Soient : 
Aj : surface de la t ranche j du bassin versant,  
Crj : coefficient de ruissellement (éventuellement variable), 
ijk : la pluie tom bant sur la tranche j durant l e temps tk. 
On obtient le s valeurs suivantes de débit à l' exutoire : 
• Au bout du te mps t1 :  1111r 1 iAC Q=  
iAC Q= • Au bout du te mps t2 :  2122r 1211r 2 iAC+  
• Au bout du te mps t3 : 
 3133r 2222r 1311r 3 iAC iAC iAC Q + + =  
∑=k
• Au bout du te mps tk :  
=
• 
On trouvera également une présentation dé taillée et une analy se de cette méthode 
dans +− )1lk(llrl k iAC Q 
1l On obtient ai nsi un hydrogramme par paliers donnant Qk pour chaq ue intervalle de 
temps tk.  
Mitci (1974)  a présenté l'application et l es résultats d e cette méthode dans les d eux 
cas suivants :  
• averse uniforme sur tout le bassin et coe fficients C r constants ; 
averse non un iforme et coefficients C r variant au cours du tem ps. 
Réméniéras (1972, 1 976).  
La principale difficulté de la méthode ré side dans la déterm ination des courb es 
isochrones, opération dé licate et ass ez approximative. Globalem ent, on p eut 
365/5 03

considérer que cette méthode présente  davantage un intérêt pédagogiq ue que 
réellement pratique. 
 
 tranc he j
tj-1 tj 
exutoire
tk tkt Q
Qk  
 
figure49: Méthode des c ourbes isochrones 
8.3.6.4.2 Méthod e de l'hyd rogramme unitaire 
Il s'agit d' une méthode tota lement em pirique proposée initialem ent par Sherm an en 
1932. Elle est également fondée sur l' hypothèse de la linéarité de la transform ation 
pluie-débit. On applique au bassin versan t étudié des avers es unitaires, c 'est-à -dire 
des pluies d'une durée d p inférieure au tem ps de c oncentration tc du bassin. On  
prend généralem ent dp comprise entre 1/5 et 1/3 de tc . 
 
L'averse unitaire est choisie de telle s orte qu' elle engendre un volume ruissel é 
considéré co mme volume unitaire, par exempl e 1 mm d'eau sur toute la surface du  
bassin : figur e 50 :Averse  unitaire et hydr ogramme unitaire associé (ext rait de  
Réméniéras, 1972) 
 
En appli quan t l'hypothèse de linéarité, il est facile de calculer les débits engend rés 
par différentes averses : 
• une averse plus long ue que l'averse unitaire est considérée co mme  
une successi on d' averses unitaires, dont  les débits, décalés dans le 
temps, s'ajout ent ; 
une averse d'intensité différente de celle de l'averse unitaire engendre un 
hydrogramme dont le rapport à l' hydrogramme unitaire est iden tique à celui des 
intensités des pluies (figur e 51). 
L'hydrogramme unitaire est établi à par tir d' observations. On  sélectionne les 
hydrogrammes réels générés par des pluies représ entant le mieux l'ave rse unit aire 
théorique. On  peut alors établir l' hydrogramme unitaire du bassin versant étudié. A 
défaut de d onnées d' observation, il existe des techniques d e constructions 
d'hydrogrammes unitaires sy nthétiq ues, mais dont les résultats restent assez 
approxim atifs.  
On trouvera dans Réméni éras (1972) une présentation détaillée d e la méthode et de 
sa mise en œuvre. Certains m odèles ont été établis sur le principe de 
l'hydrogramme unitaire et appliqués à des réseaux d' assainissement séparatifs, on  
peut citer les modèles HYSTEM ( Harms & Verworn, 198 4 et Debevoise , 1988). 
Cette méthode est cependant très difficile à utiliser su r des bassins versants urbains  
dont le co mportem ent évo lue très vite en fonction de l' évolution de la ville et du 
réseau. 
 
366/5 03

figure50: Averse unitaire et hydrogramme unitaire associé (extrait de Rémé niéras , 
1972) 
 
figure51: Hydr ogrammes liés à des averses n on unitaires (extrait de Rémé niéras, 
1972) 
 
367/5 03

368/503 8.3.6.4.3 Les modèles de type réservoir 
Les modèles à réservoir sont issus de la dynamique des systèmes. Le bassin versant 
(incluant généralement les tronçons de la  partie amont du réseau) est considéré de 
manière globale comme un système réalisant la transformation pluie-débit. 
Contrairement aux méthodes précédentes qui raisonnent uniquement sur des temps 
de parcours, cette approche  permet de tenir compte de l'effet de stockage du 
bassin ; en revanche elle suppose que les tran sferts dans le bassin sont instantanés.  
Son principe consiste à représenter sché matiquement le bassin versant sous la 
forme d'un réservoir (voir figure 52), caractérisé par une équation de vidange fonction de la nature du ou des orifices : 
Q
s (t) = f (H (t)) équation 86
et par une fonction du stockage f onction de la forme du réservoir : 
Vs (t) = g (H (t)) équation 87
 
figure52: Schématisation d'un modèle réservoir 
 De très nombreux modèles ont été proposés : orifices de nature diverse, réservoirs 
avec plusieurs sorties (éventuellement à d es niveaux différents), combinaisons de 
réservoirs en série ou/et en parallèle, etc.. Roche
 (1971) présente une synthèse 
assez générale de ces différents modèles (Stanford, Girard, Ayers, Cormary, etc.). Ces modèles à réservoir présentent un double intérêt : 
• une image graphique qui favorise la représentation et la 
conceptualisation des phénomènes ; 
• une formulation mathématique simple. 
Un modèle à réservoir peut être caractérisé par le système d'équations suivant : 
• l'équation de continuité, traduisant la conservation de la matière : 
)t(Q)t(Qdt)t(dV
s es− =  équation 88
• une équation de stockage, obtenue en éliminant la variable H(t) dans 
l'équation 86 et l'équation 87 
( ))t(Q),t(Qf)t(V s e s=  équation 89
avec : 
Vs(t) : volume stocké à l'instant t (m 3), 
Qe(t) : débit entrant (m 3/s),  
Qs(t) : débit sortant (débit à l'exutoire) (m 3/s). 
 Vs(t) Qe(t) 
Qs(t) H(t)

La ville et son assainissement  
369/503 8.3.6.4.3.1 Modèle du réservoir linéaire 
Le modèle le plus simple, qui est aussi le plus utilisé, est le modèle du réservoir 
linéaire. Il est caractérisé par une relation linéaire entre le volume stocké et le débit sortant : 
)t( KQ)t(V s s=  équation 90
L'équation 89 et l'équation 90 peuvent êt re regroupées en une seule équation 
différentielle :  
)t(Q)t(QdtdQKs es−=  équation 91
Cette équation peut être résolue sans difficulté :  
)0(Qd. e).(QK1)t(Qst
0Kt
e s +τ τ=∫τ−−
 équation 92
Qs(0) étant le débit initial à t = 0, résu ltant par exemple d'un événement pluvieux 
précédent.  
On utilise souvent la fonction h(t), définie par :  
K/teK1)t(h−=  équation 93
Cette fonction représente l'hydrogramme un itaire instantané, c'est à dire la réponse 
du modèle à une impulsion unitaire infinime nt courte (distribution de Dirac). 
L'allure générale de cette fonc tion est fournie par la figure 53 
1/Kh
t
 
figure53: Hydrogramme unitaire instantané du modèle du réservoir linéaire. 
Le maximum de la fonction h, égal à 1 / K, se produit au temps t = 0 ; il est d'autant 
plus fort que K est petit. La transmi ssion du signal est instantanée (la sortie 
commence en même temps que l'entrée), et  elle est maximum au temps t = 0. On 
peut donc s'attendre à ce que le modèle ré ponde plus rapidement que la réalité dans 
le cas de bassins versants de grande taille ou très al longés. On remarquera que h 
tend vers zéro lorsque t tend vers l'infini. Se lon le sens classique de la théorie de 
l'hydrogramme unitaire, le temps de base  de cet hydrogramme est donc infini. Le 
paramètre temporel K correspond au décalag e dans le temps entre les centres de 
gravité de Q e(t) et de Q s(t). La remarque précédente montre qu'il ne doit pas être 
confondu avec le temps de concentration du bassin versant. De façon générale, le 
modèle du réservoir linéaire agit comme un filtre "passe-bas", amortissant les 
hautes fréquences du signal d'entrée (voir la figure 54).

t
tKQe
Qs
 
figure54: Représentation d e l'amortissemen t et du décalage tempo rel entre l'entrée 
et la sortie. 
L'amortissement et le décalage sont donc tous les deux fonc tion du m ême 
paramètre. Pl us K aug mente, plus le dé calage t emporel entre l 'entrée et  la sortie  
augmente et plus l' amortissement est i mportant.  
8.3.6.4.3.1.1  Interprétatio n du modèle 
Le modèle du réservoir linéaire doit êt re vu comme un générateur de signaux  
numériques approxim ativement co mparables aux sig naux observés. Malgré tout, il 
est possible d e montrer qu e l'hydrogramme instantané don né par l' équation  93 peut 
être déduit d' un pr ocessus mécaniste de tran slation si mple, se prod uisant à vitesse 
constante (hypothèses du m odèle des cour bes isochrones), sur un  bassin versant 
dont les surf aces contributives dim inueraie nt exponentiellem ent en fonction de  la 
distance. Un tel bassin versant doit av oir une  forme très particulière, telle que la 
largeur L(x) l' une bande isochrone puiss e se calculer en fonction d e la distance x à 
l'exutoire par une relation d e la form e :  
KxeK1L(x)−=  équation 9 4
La figure 55 illustre l' allure de la f onction L(x) , et donne une idée de la forme 
théorique d' un tel bassin v ersant. 
1/Kh
tL (x)
x  
figure55: Représentation d e la fonction L(x). 
 
Bien que la forme d' un tel  bassin paraisse a priori i mprobable, de même d 'ailleurs 
que l' hypothèse d' une vitesse d 'écoulem ent constante, cett e image ne  semble 
cependant pas totalement dénuée de fo ndement  si l'on analy se la structure sp atiale 
des rése aux d'a ssainis sement (V oir par e xemple les travaux de Thibault (1987)). En 
tout état de cause, cette ap proche mécanis te ne peut que renforcer la crédibilité du 
modèle en perm ettant de s upposer qu' il y a, peut-êtr e, une justifi cation logiq ue à 
l'adéquation des réponses fournies par ce modèle. 
370/5 03

8.3.6.4.3.1.2  Mise en œuvre pratique : discrétisation 
La fonction Qe(t) n' est généralement pas connue so us une form e analy tique ; elle 
doit donc être approchée par une fonction simple pour permettre l' intégration du 
modèle. La d émarche la plus  courante consiste à la re présenter par une fonction en 
escalier, discrétisée sur un pas de tem ps constant. La figure suivante présente une 
telle déco mposition. 
Q   (t)
te
 
figure56: Discrétisa tion du débit à l'entrée. 
Sur le plan analy tique, la fonction Q e(t) peut alors être écrite co mme une  
succes sion de n segments horizontaux de droites :   
Qe (t) = Q e1 si 0 ≤ t < ∆t 
Qe (t) = Q e2 si ∆t ≤ t < 2. ∆t 
...  
Qe (t) = Q ei si (i - 1). ∆t ≤ t < i. ∆t  
...  
Qe (t) = Q en si (n - 1). ∆t ≤ t < n. ∆t 
Il est alors facile d' intégrer Q s(t) de faço n à obtenir la forme général e :  
)0(Q e1.Q )t(QsKt n
1ie s +

− = ∆−∑  équation 9 5
En posant Q si = Q s(i.∆t), on obtient ai nsi une formule de récurrence facile à 
utiliser :  
eiKt
1siKt
si Q). e1( Q. e Q∆−
−∆−
−+ =  équation 9 6
8.3.6.4.3.1.3  Identificat ion et ajustement du paramètre  
De très no mbreuses relations ont été pr oposées pour prédéterm iner le param ètre K 
sur des bassins versants non jaugés (c'est à dire sur lesquels on ne dispose pas d e 
mesures). Ces tentatives concernèrent t out d' abord, dans les années 1950,  les 
bassins versants naturels ou rurau x (Johnstone & Cross , 1949) , (Eaton, 1954), 
(O'Kelly , 1955), ( Dooge , 195 5). Pu is, dans les ann ées 1970-19 80 les chercheurs 
s'intéressèren t aux bassins versants urbains ( Rao & Delleur , 1972), ( Desbordes , 
1972),  (Kidd , 1978). On  peut par exemple se reporter à Linsley et al. (1975) qui 
recensent de nombreuses f ormules. En France, on utilise général ement différen ts 
ajustements proposés par Desbordes  (1974) Desbordes & Raou s (1976), dont on 
trouvera une synthèse dans Desbordes  (1987).  Ces ajustements sont de la for me 
générale :  
371/5 03

K = f (A, IMP, I, L, D p ,Hp ) équation 9 7
Par exe mple :  
0,4415,93.A =K  équation 9 8
608.0
c401.0 512.0 0076.0L. I. IMP. A.494.0K− − −=  équation 9 9
-0,07
p0,21
p0,15 -0,36 -1,9 0,27.H .D .L .I IMP)+.(1 3,55.A =K  équation 100
8.3.6.4.3.2.1  avec : 
A : surface du bassin versant (hectares ) ; 
Dp : durée de la période de "pluie critique" du bassin (de l' ordre de 
grandeur du  temps de réponse du bassin) (m n) ; 
I : pente du pl us long parcours (% ) ; 
IMP : coefficient d' imperméabilisation (%) ; 
L : longueur  du plus long parcours de l' eau (collecteur principal) (mètres). 
8.3.6.4.3.2  Extensions possible s du modèle 
Cascades d e réservoirs 
Les modèles de ce ty pe ont été développés dès la fin des années 60 en h ydrolo gie 
des espace s naturels et ruraux et en particulier par Nash  (1958) , Dooge  (1973), 
Kidd  (197 8),  (1987),  Bielawski (1984), Johnston et al . (198 4), Fig lus 
(1986). Ils sont constitués par des ensem bles de réservoirs linéaires en parallèle ou  
(et) en série. 
Les "ca scades", ense mbles de ré servoirs en  série, se déversant les uns dans les 
autres, sont les plus em ployés. Pour n réserv oirs de même paramètre K, 
l'hydrogramme unitaire instantané répond à :  
 
Dans cette relation, Γ (n) représente la fonction ga mma (pour n > 0). Sous cette 
forme le modèle co mprend 2 param ètres K et n. Certains chercheurs ont égaleme nt 
testé des cascades de modèles constitués pa r des réservoirs linéaires de param ètres 
K différents. 
D'une manière générale, dans le cas de bassins versants urbains, u ne cascade de n 
réservoirs id entiques en série donne des résultats sensiblemen t meilleurs qu' un 
réservoir linéaire unique, notamment  en ce qui concerne les décal ages des 
hydrogrammes "observés " et "calculés" . Cependant les valeurs ajustées des 
paramètres K et n sont forte ment corr élées et cette interdépendance des paramètres 
K et n, de mêm e que la valeur de n souve nt voisine  de 1, incitent à penser qu e 
l'amélioration relative des performances es t davantag e à mettr e sur le co mpte de Hp : hauteur de pl uie pendant c ette durée (mm) ; 
Dans ces rel ations apparaît la variable IMP, coefficient d' imperméabilisation des 
bassins versants urbanisés. Ce tte variable ne doit pas être  assim ilée à la fonction de 
productio n réduite à un sim ple coefficient de  ruissellem ent. Dans cette équation,  
IMP est un  param ètre d'urbanisation, tr aduisant  globalem ent l'importance des 
surface s imperméable s, et la densité d e drainage, et do nc les conditions de transfert  
des écoulements à l' exutoire. 
Desbordes
Kt 1n
e)n(1
Kt
K1)t(h−−



Γ
=
équation 101
372/5 03

l'introduction  d'un paramètre supplémenta ire de calage que sur celui d' une 
meilleure adéquation de la modéli sation. Ce  modèle est cependant intéressant dans 
le cas de bassins versants peu ur banisés, ou peu équip és en réseaux 
d'assainissement, car il retarde davantag e la sortie pour  un m ême amortissement. 
8.3.6.4.3.2.2  Associatio n du modèle à réservoir lin éaire avec une fonction 
de décalage  temporel 
L'un des inconvénients p rincipaux du  modèle est le fait que  sa form ulation 
implique une transm ission instantanée de l'onde. Pour pallier cet inconvénient , il 
était donc log ique que l' on pense très vite à compléter le modèle par une extension 
visant à introduire un effet de décalage dans le te mps ; ce fut fait par Meyer (1941). 
Si on appelle T le te mps de décalage,  l'équation de stockage devient :  
)t(Qs.K)t(Vs=  équation 102
03et l'hydrogramme unitaire instantané s'exprim e sous l a form e :  
si t < T  h(t) = 0 équation 1
si t ≥  T K/teK1)t(h−=  équation 104
• Les autres extensions p ossibles du m odèle du  réservoir linéaire (m odèles 
spatialement distribués, modèles non stationnaires ou non linéaires, etc.) sont d'un 
emploi difficile et  leur ut ilisation n' est généralemen t pas justifié en hy drologie 
urbaine. 
8.3.6.4.3.3  Conclusion générale sur  le m odèle 
En conclusio n, le modèle du réservoir lin éaire, so us sa forme la plus simple, 
apparaît relativem ent bien  adapté à des situ ations assez variable s allant de petits 
bassins versants fortem ent urbanisés à des bassins versants de plusieurs centaines 
d'hectares. La surprenante aptitude d'un m odèle linéaire très si mple à représenter 
des phénomènes co mplexes et fortement non linéaires semble avoir des origines 
multiples.  
On peut par e xemple avancer que la combinaison de tr ansform ations 
élémentaires non linéaires, spatialeme nt distribuées, et isolées par d es 
singularités, peut conduire à une transformation globale 
approxim ativement linéaire. Dans ce cas, l e modèle pourrait être 
alors ph ysiquement adéquat du m oins dans certaines conditi ons. 
• On peut aussi penser que le s bonnes performances du modèle 
peuvent être dues à la com plexité même des sy stèmes urbains d e 
collecte et d' évacuation des eaux pluviales. Les contraintes 
urbanistiques,  techniques, financière s, voire ad ministratives, dans la 
réalisation des réseaux sem blent en effet conduire à une certaine 
régularité de la géom étrie des surf aces urbaines et des réseaux  de 
collecte  (Thibault , 198 7).  
En tout état de cause, l' utilisation de ce  modèle pour sim uler des bassins versants 
urbanisés, équipés de réseaux d' assainisseme nt relativem ent développés, et d ont la 
surface  est comprise entre quelques hectares  et quelques c entaines d 'hectares, paraît 
totalem ent justifiée.  
Enfin, la for me très sim ple de ce modèle autorise de nom breux développements 
analy tiques. Une étude d e sensibilité de ce modèl e aux paramètres des sig naux 
d'entrée a par exem ple p ermis d'établir une méthode originale de définition de 
pluies de proj et urbaines ( Desbordes & Raous , 1976) , (Desbordes & Raous , 1980). 
Voir le paragraphe 8.3.5 .4.3. 
373/5 03

8.3.6.5 Éléments d'aide au choix 
Quelle que soit leur validi té théorique, les différents m odèles temporels de per tes 
ne peuvent être analy sés qu'en liaison avec le s modèles de ruissell ement. Il n 'existe 
en effet aucun procédé expéri mental pe rmettant de d issocier dans le temps ce q ui 
s'écoule en surface et c e qui est perdu. Les seules gran deurs acce ssibles à la mesure 
sont l' intensité de pluie brute (ou le débit précipité) et le débit à l' exutoire. Il n' est 
donc possible  de vérifier que le rapport entre le volu me total ruisselé et le volume 
total précipité. 
La seule qu alité objective d' une modélis ation des pertes est donc de bien 
représenter ce rapport. Da ns ce sens, on a d onc intér êt à privilégie r les m odèles les 
plus sim ples, qui seront so uvent les plus  robustes et les plus faciles à caler. 
L'aptitude à représenter la forme de l' hydrogramme à l' exutoire en fonction  de la 
forme du h yétogramme précipité sur le ba ssin versant sera mesurée sur le couple 
modèle de pertes - modèle de ruisselleme nt (ou fonction de prod uction - fonct ion 
de transfert). 
Concernant l es fonctions de transfert, la plupart des chercheurs ( O'Loughin et al., 
1996) s' accor dent actuellement sur le f ait que  les modèles à réservoirs constituent 
probablem ent le meilleur co mpromis entr e pertinence, robustesse et facilité 
d'utilisation.  
En définitive,  il est possible de proposer le s choix suivants en fonction du t ype de 
bassin versan t étudié et de la pluie considérée. 
 
374/5 03

Bassin versa nt Modèle de pert es Modèle de rui ssellement 
Bassin versa nt urbain, 
équipé d'un rés eau 
d'assainissem ent 
fonctionnant normalement, 
soum is à une pluie moyenne 
ou forte (de 20 mm à 10 0 
mm en quel ques heures). Type 1. 
Coefficient de  ruissellem ent 
constant é gal au coefficient 
d'imperméabilisation. Modèle du réservo ir linéaire.
Ajustement de Desb ordes 
pour les paramètres du  
modèle. 
soum is à une pluie faible à  
moyenne ( de 2 mm à 20 m m 
en quel ques heures). Type 2 ou  Type 3. 
Pertes in itiales 
corres pondant au stocka ge 
dans les dépressions du sol. Modèle du réservo ir linéaire.
modèle. 
Bassin versa nt peu urbanisé 
forte (de 5 mm à 100 mm  en 
quelques heu res). Type 4. 
dans les dépressions du sol 
et à l'in tercep tion par la 
végét ation.  
Pertes continues 
corresp ondant à l'infiltratio n 
dans les so ls perm éables (p ar 
exem ple modèle de Horton) Modèle de Nas h. 
Cascade de rés ervoirs 
linéaires. 
Bassin versa nt quel conque 
soum is à une pluie 
exception-nell e (supérieure à 
100 mm en q uelques 
heures). Type 3. 
Pertes in itiales évaluées p ar 
l'une des  méthodes 
précé dentes en fonction du 
type de bassi n versa nt. 
Pertes c ontinue s éval uées 
par un c oefficient de  
ruissellem ent compris en tre 
0,5 et 1 selon la to pographie 
et la n ature des terrains. Modèle du réservo ir linéaire.
modèle. 
nota : dans ce  cas le choix de 
ce m odèle a pe u 
d'importance su r le résu ltat, 
les in certitud es sur la pluie et 
la fonction de pr oduction 
sont beaucoup plus 
importantes. 
 
Tableau 51.: Aide au choix d'un modèle en fonction de la nature du bassin vers ant et 
du type d'événement  pluvieux. 
 
En tout  état d e cause, il est im portant de se souvenir que po ur les bassins versants 
peu urbanisé s, et en l' absence de mesu res locales de bonne qu alité, les résultats 
seront toujo urs entachés d 'une erreur très importante.  
8.3.7 Modélisation du fonctionne ment h ydraulique des réseaux 
8.3.7.1 Principes 
Pour m odéliser la propagation des écoulem ents en  réseau d 'assainisse ment, on 
distingue classiquem ent deux gr andes familles de modèles : 
• les m odèles issus de la mécanique des fluides et de l' hydraul ique, 
appelés m odèles hydrodynam iques, dérivés du m odèle co mplet de 
Barré de Sain t-Venant (187 1) ; 
375/5 03

• les modèles issus de la d ynam ique des sy stèm es, appelés souven t 
modèles globaux ou co nceptuels, du t ype Musking um ou réservoir 
linéaire par e xemple. 
Deux aspects im portants doivent être pris  en co mpte pour la m odélisation des 
écoule ments en réseau d 'assainisse ment : 
• la co mplexité des réseaux, due en particulier à la présence de 
nombreux ou vrages spéciaux et sing ularités hy drauliques, d ont la 
modélisation nécessite des modèles spécifiques ainsi que l' applicat ion 
de conditions  aux lim ites spécifique s permettant de les coupler aux 
modèles de propagation en  collecteur ; 
• la co mplexité des écoulements, not amment les  influences aval, les 
maillages du réseau, et surtout le s changem ents de régime 
d'écoulement (transitions fluvial - to rrentiel, surface libre - charge) 
qui créent des problèmes très particuliers de co mpatibilité ent re 
modèles d'écoulement. 
Dans ce chapitre, nous trait erons successivem ent : 
• les modèles hydrodynamiques de pro pagation des  écoulem ents à 
surface libre en collecteur ; 
• les m odèles conceptuels ; 
• la prise en com pte des mises en charge.  
• la m odélisation des ouvr ages spéciau x, notammen t les déversoirs 
d'orage, est tr aitée dans un autre chapitre . 
8.3.7.2 Les modèles hydrodynamiques 
8.3.7.2.1 Le sy stème d e Barré de Sain t-Venant 
On considère un flui de inco mpressible. En supp osant q ue : 
• l'écoulem ent est monodimensionnel selon u n axe Ox , 
• la pente du fo nd est faible ( α ≈ sin α ≈ tg α), 
on peut écrir e le sy stèm e d'équations S1 ét abli po ur la prem ière fois par Barré de 
Saint-Venant en 1871. Ce sy stèm e est co nstitué de deux équations : 
l'équation de continuité : 
qxQ
tS=∂∂+∂∂ équation 105
l'équation dynam ique (ou de  conservation de l' énergie ou de la quantité de 
mouvement) : 
SUq)1()JI(gxhgxUUtU−ε+− =∂∂+∂∂+∂∂ équation 106
avec :  
h : hauteur d' eau (m ), 
I : pente (m/m), 
J : perte de char ge (m/m), 
q : débit latéral éventuel entrant ( ε = 0) ou sortant ( ε = 1) ( m3/s), 
Q : débit (m3/s), 
S : section mouillée (m2), 
t : temps (s), 
U : vitesse moyenne de l' écoulem ent sur la section S (m /s), 
x : abscisse (m). 
376/5 03

S, Q, U et h sont des foncti ons continues  des deux variables x et t. Avec la perte de 
charge J, cela conduit  à un s ystème co mportant 5  inconn ues d ès lors que l es 
caractéristiques phy siques du tro nçon so nt définies. 
Pour résoudr e le sy stème d' équations, trois hypot hèses co mplémentaires doivent 
être faites. 
• Les pertes de charges en régim e transitoire peuvent être calculées de 
la même man ière que pour les écoulements permanen ts.  
• La distributi on des pressions est hydrostatique et l' accél ération 
verticale est négligeable. 
• On sait relier par une expre ssion num érique la section m ouillée S à la 
hauteur h, ce qui perm et d'exprimer le débit en fonction de la section  
mouillée S et de la vitesse moyenne U. 
Q = S. U équation 107
Concernant le calcul des pertes de charge  linéaires,  différentes f ormules exist ent 
dans la littér ature (voir manuels classi ques d'hydraulique à surface libre), dont la 
forme général e est la suivante : 
h2
h2
RCUJ=  équation 108
avec C h coef ficient de Chézy  (m1/2/s) et Rh rayon hydraulique ( m). C h peut par 
exemple êtr e calculé par la form ule de B azin : 
hh
R187Cγ+=  
équation 109
10
11
12
13avec γ coeffi cient de B azin (m1/2) qui dépend du matériau ; ou par la form ule d e 
Manning-Stri ckler :  
6/1
h ms h RK C=  équation 1
avec K ms coefficient de Manning-Strick ler (m 1/3/s). 
En assainissement, cette dernière formul e est la pl us comm unément utilisée. Le 
coefficient K ms varie entre 25 pour les tu yaux rugue ux (briques, maçonneries, etc.) 
et 100 p our l es tuy aux les plus lisses (P VC). Une valeur m oyenne typique pour les 
collecteurs en  béton est K ms = 70 m 1/3/s.  
On obtient al ors le sy stème co mplet de 5 équations à résoudre : 
)h(fS=  équation 1
SUQ=  équation 1
J = f(Q, U, h, …) équation 1
qxQ
tS=∂∂+∂∂ équation 114
SUq)1()JI(gxhgxUUtU−ε+− =∂∂+∂∂+∂∂ équation 115
Il faut également définir des conditions aux lim ites am ont et aval du bief et des 
conditions ini tiales pour t = 0. 
377/5 03

Ce modèle est le plus co mplet et le plus général. Il est applicable sur un bief 
régulier, c' est à dire un tro nçon de caractéristiques hom ogènes. 
Ce sy stème d' équations ne possède pas de solutio n analytique co nnue. Il faut  donc 
le résoudre num ériquement. Pour  cela, trois grandes fam illes de méthodes 
numériques sont util isables : 
• résolution pa r la méthode des caracté ristiques (très rarement utilisée 
en hydrologie urbaine) ; 
• résolution par  élém ents ou volum es finis (très peu utili sée) ; 
• résolution par  des schémas de diffé rences finies (la plus utilisée). 
Ces différentes méthodes de résolution du système de Barré de Saint-Venant ne 
seront pas décrites dans ce docum ent. 
8.3.7.2.2 Simpl ifications possibl es du modèle d e Barré d e Saint-
Venant 
Il existe différentes si mplifications possi bles des équations du s ystème de Barré de 
Saint-Venant. Pour les présenter et afin d'alléger les écritures, nous considérero ns 
qu'il n'y a pas d' apport latéral, c'est à dire q = 0. 
L'équation de continuité (é quation 1) n'est pas sim plifiable et devient : 05
0xQ
tS=∂∂+∂∂ équation 116
06 L'équation d ynam ique (équation 1) comprend plusi eurs term es, num érotés ici de 
(1) à (5) : 
)5( )4( )3( )2( )1()J I(gxhgxUUtU− =∂∂+∂∂+∂∂
 équation 117
Ils correspondent respectivem ent à : 
(1) Prem ier terme d' inertie, 
(2) Deuxièm e terme d'inertie ( accél ération convective), 
(3) Terme de pre ssion, lié à la pente de la surface libre, 
(4) Term e de gravité, 
(5) Terme de frot tement, lié au x pertes de charge. 
Selon les ordres de grandeur relatifs des différents term es, des simplifications d e 
l'équation 117 sont possibl es. En effet, il es t rare que tous les termes aient le même 
ordre de gran deur, en fonc tion des caractéristiques géo métriques et des conditi ons 
aux lim ites. Différentes études théorique s et expérimentales portant su r la 
propagation  d'une crue ont perm is de m ontre r que le term e d'inertie (1) est lié au  
temps, donc à la vitesse de m ontée de la  crue et que le terme d'accélération 
convective (2) est lié à la géométrie des conduites. Par exem ple, pour les cru es en 
rivières, on a observé que (1) et (2) étai ent négligeabl es devant les autres termes de 
l'équation. Les termes (4) et (5) de pente et de frottement sont en g énéral du même 
ordre de grandeur. Il est p ossible de pro céder alors  à des simplifications, selon les  
ordres de grandeur respec tifs des différents term es. 
Modèles à inertie prépond érante et frottem ents négligeables  : les termes (4) et (5) 
sont négligés,  d'où : 
0xhgxUUtU=∂∂+∂∂+∂∂ équation 118
378/5 03

Le modèle donné par l' équation 1 est appelé modèle de l' onde d ynamique. En 
pratique, il correspond à des ondes de ha ute fréquence (im pulsions brèves et 
rapprochées) qui ne sont pas des situations fréquentes en  hydrologie urbaine où ce 
modèle est très peu em ployé. 18
Modèles à frottements prépondé rants et inertie négligeable  : les t ermes (1) et (2) 
sont négligés.  Dans ce cas, on obtient le modèle de l' onde diffusant e :  
)JI(gxhg − =∂∂ équation 119
Ce modèle co nvient très bi en à la plupart des situations courantes rencontrées dan s 
les sy stèm es d'assainissement. Il présente l' intérêt d'être plus st able que le modèle 
précédent. 
Si, de plus, le  term e (3) est négligé, on  obtient le m odèle de l'onde ciném atique :  
JI 0)JI(g = ⇔ =−  équation 1 20
Ce modèle donne égalem ent des résultats satisfaisants pour si muler la propagation 
des ondes de crue dans les situations les plus usuelles ; il ne perm et cependant p as 
de représente r correcte ment l'évolution asso ciée des hauteurs d' eau et des vitesses 
(l'écoulem ent est représen té par une su ccession d'écoulem ents uniform es, et la 
ligne d' eau est toujours p arallèle au fond) . Il ne s' agit donc pas vraim ent d'un 
modèle hydraulique au vrai  sens du terme. 
L'une des difficultés principales d' applicati on de ces m odèles réside dans le f ait 
que, selon le  régim e d'éco ulem ent (fluv ial ou torrenti el), les condit ions aux  limites 
à appliquer sont différentes. 
Considérons la vitesse de déplacement r éelle du fluide,  U, et la vitesse de 
déplacement de l' onde de crue (on parle pl utôt de célérité de l' onde car il n 'y a pas 
nécessairement transfert de matière, co mme dans le cas de la houle), C. 
Ces deux grandeurs permettent de défini r le nom bre d e Froude Fr p ar la relation : 
CUFr=  équation 121
Si Fr < 1, l 'écoulement est dit fluvial (o u infracritique), les ondes se déplacent plu s 
vite que le fluide. Une perturbation en un poi nt parti culier se propage à la fois vers 
l'amont ou vers l' aval. Il faut do nc, pour résou dre les équations, p oser des 
conditions aux lim ites à l 'amont et à l 'aval. 
Si Fr > 1, l' écoulem ent est dit torrentie l (ou supercritique), les on des se déplacent 
moins vite que le fluide et les perturbati ons ne peuve nt se propa ger que vers l' aval. 
Pour résoudr e les équations, toutes les conditi ons d oivent donc être connues à la  
limite am ont. 
Un changement de régime d'écoulement impose donc en théorie de changer le 
mode de résolution des équations. En pratique, la pl upart des logi ciels utilisent des 
artifices de calcul et traitent sy stéma tiquem ent l'écoulem ent co mme si le régime 
était de nature fluviale.  
8.3.7.2.3 Mod èle de l'ond e diffusante 
Dans le cas d u modèle de l'onde de crue diffusante, le sy stèm e initial de Barré d e 
Saint-Venant se ramène au x deux éq uations suivantes : 
0xQ
tS=∂∂+∂∂ équation 122
379/5 03

JIxh−=∂∂ équation 123
En co mbinant ces deux éq uations, on p eut éliminer l'une des deux variables h o u Q. 
Si on ch oisit d' éliminer h , ce qui per met souvent de sim plifier l' expression  des 
conditions aux lim ites, il reste une équation unique en Q qui s' écrit :  
22
xQDxQCtQ
∂∂=∂∂+∂∂ équation 124
avec : 
C : célérité de l'onde, correspondant au déplacement de l' onde de crue (m /s), 
D : coefficient de diffusion , corresponda nt à l' atténuation de l' onde de crue 
(m2/s). 
La résolution de l' équatio n 124 nécessite de  calculer C et D. Ces variables sont 
données par l es relations suivantes : 



∂∂−∂∂+ =yBJxB
DB
dSdQC 
équation 125
BI2Q
BJ2QD ≈ =  équation 1 26
avec B la larg eur au m iroir (m), fonction de la hauteur d' eau h : 
hSB∂∂=  équation 1 27
On sim plifie souvent les calculs en supposant que C et D sont indépendants  du 
temps. Il existe alors une solutio n anal ytique à l' équation de l' onde diffusante : c'est 
le modèle d'Hay ami. 
Cunge  (196 9) a montré que l' onde de crue diffusante est analogue à une résolution  
particulière du m odèle Mu skingum  (voir paragraphe 8.3.7.3 ). En effet, avec un 
schéma particulier de diffé rences finies, le modèle Muskingum  peut être consid éré 
comme une approxim ation à l' ordre 2 du m odèle de l' onde diffusante. Cette 
démonstration est très intéressant e car  elle permet de relier l' approche 
hydrodynamique m écaniste et l'approche conceptuelle. 
8.3.7.2.4 Mod èle de l'ond e cinématique 
L'équation de l' onde cinématique correspond  à un éco ulem ent où : 
• l'énergie due à la crue est n égligeable  devant les forces de pesanteur ; 
• l'aval n 'a auc une influence sur l'a mont ; 
• il existe une relation univ oque de la for me Q = f(h). 
Le sy stème d'équations à résoudre devien t alors : 
 0xQ
tS=∂∂+∂∂ équation 1 28
  JI= équation 1 29
Ces équations peuvent être co mbinées  pour obtenir une seule équation :  
0xQCtQ=∂∂+∂∂équation 130
380/5 03

C étant la célérité de l' onde. Si C ne dé pend pas d u débit Q (do nc du tem ps), on  
retrouve l' équation de la translation sim ple et sans déformation de l'onde de crue : )t(Q)Tt(Q e 0 s = +                                             équation 131
avec : 
Qs : le débit de sortie du bief ( m3/s), 
Qe : le débit d' entrée du bief (m 3/s), 
T0 : le tem ps de translation (time-offs et) de l'onde le lon g du bief (s). 
Si C dépend du débit,  il y a alors déformation de l' onde de crue. 
8.3.7.3 Les modèles conceptuels 
Face à la lour deur des modèles dérivé s de l'hydrodynamique, de nom breux auteurs  
ont dévelop pé des modèles plus sim ples, généralement dérivés de la dynam ique des 
systèmes, et  adaptés aux p hénom ènes concer nant l' hydrolo gie urb aine. Les modèle 
de ce ty pe n' ont pas pour o bjectif de dé crire le détail des phénomènes phy siques en  
jeu, m ais seulem ent de représenter au  mieux les transfor mations subies par 
l'hydrogramme lorsqu 'il traverse un tronç on particulier de collecteur (voir figure 
57). 
Q
tQ
tHydrogramme d  ’entrée Hydrogramme de  sortie
Modèle
conceptuel
 
figure57: Principe de fonctionnement d'un modèle conceptuel 
 
Les paragrap hes suivants décrivent les m odèles les p lus utiles. 
8.3.7.3.1 Mod èle du time-of fset 
Ce modèle repose sur l'h ypothèse suivan te : l'hydrogramme se propage sans 
déformation à travers  le bi ef ou le colle cteur. Le tr ansfert entre  l'amont et l'aval du 
bief induit donc un sim ple décalage te mporel. Cette approxim ation est relative ment 
grossière et conduit à surestim er les débits de pointe en sortie de réseau car l'effet 
de lam inage est totalemen t ignoré. Elle a cependant l'avantage d e permettre des 
simulations de réseaux d' assain issement extrêm ement rapides. 
Sur le plan fo rmel ce modèle peut être  rapprochée du modèle de l'onde ciném atique 
dont il constitue une approximation (m odèle à célérité constante, voir le paragraphe 
8.3.7 .2.4). 
Sur le plan numérique, il suffit d' écrire qu' un hydrogramme entrant à l' instant  t au 
point d' abscisse x se retrouve à l' identique au poin t d'abscisse x  + ∆x à l 'instant 
t + T 0, T0 étant le décalage te mporel ou tim e-offs et. Le paramètr e T0 est le seul 
param ètre de ce modèle et il existe plusie urs techniques pour déterminer sa valeur : 
• en procédant par ajustem ent expérimental ; 
• en divisant le  pas d' espace ∆x par une vi tesse d 'écoulement moyenne 
qui peut être, entre autres :  
- la vitesse correspondant au débit m aximum ; 
- la vitesse correspondant à l a moyenne interquartile des débits ; 
381/5 03

- la vitesse moyenne po ndérée des différentes vitesses d'écoulement 
observées. 
Les vitesses d' écoulement sont généralement calculé es en faisant l'hy pothèse que le  
régime est permanent e t en appliqua nt la form ule de Manning-Strick ler. 
L'hydrogramme est discrétisé au pas de temps ∆t. Sur chaque pas d e temps n.∆t, on 
calcule la vit esse d'écoule ment U n et le débit Qn. La vitesse moyenne pon dérée U 
s'écrit : 
∑∑=nnn
QQUU équation 132
34La seule difficulté numérique liée à ce modèle est due au fait que T 0 n'est 
généralement pas un multiple entier de ∆t. Il est donc nécessaire, soit de travailler 
avec un pas de tem ps variable selon le tr onçon, soit  de reco mposer l' hydrogramme 
sur une base de tem ps unique (ce qu i entraîne un  amortissem ent num érique de 
l'hydrogramme). 
8.3.7.3.2 Mod èle Muskingum  
Le modèle Muskingum  est le protot ype d'une famille de modèles formellement très 
proches des m odèles à réservoir utilisés pour  représenter la foncti on transfert de la 
transform ation pluie-débit  et présentés au paragraphe 8.3.6.4.3. Il a été créé  
initialem ent par Mc Carthy en 1934 pour  simuler les crues de la rivière Muskingu m 
dans l'Ohio aux USA. Il repose sur l' équation de conservation (équation 133) et sur 
une équation  de stockage reliant linéaireme nt le volu me stocké à une com binaison 
linéaire des débits entrants et sortants (équation 1). 
s es− =  équation 133
( ))t(Q) 1()t(QK V s e s α−+ α=  équation 134
avec :  
Vs : le volum e stocké (m 3), 
Qe : le débit entrant (m 3/s), 
Qs : le débit sortant (m 3/s), 
K : param ètre du m odèle Muskingum  (s), 
α : param ètre de pondération  (sans unité). 
 
Vs(t)Qe(t)
Qs(t)
 
figure58: Principe du modèle Muski ngum 
 
Le para mètre K ( appelé  lag-ti me) représente l e décalage  temporel  entre  les 
barycentres d es hydrogra mmes d'entrée et de sorti e (voir fig ure 59).  C'est aussi, 
382/5 03

théoriquem ent, le tem ps de transit d' une onde  se prop ageant à la célérité C sur une 
distance ∆x : 
CxK∆=  équation 135
Q
tQs(t) hydrogramme d e sortieQe(t) hydro gramme d’ entrée
K
 
figure59: Signification physiqu e du paramètre K du modèle Mu skingum 
 
La plupart de s auteurs pro posent de calcule r une val eur approchée de la célérité C 
par une fonction de la vitesse U de l' eau en régim e uniform e, ce qui correspon d à 
une valeur proche du débit maxim um Qmax. Semsar  (1995)  a montré q ue la 
relation suivante donnait d e très bons résu ltats (avec la vitesse U calculée pour 80 
% du débit maxim um) : 
maxQ8.0U8.0xK∆=  équation 136
37
38
39Le param ètre de po ndération α quantifie les influences respecti ves des débits 
d'entrée et de sortie sur le volum e stocké. D' un poi nt de v ue physique, o n a bien 
évidemment : 
α ∈ [0, 1] équation 1
Néan moins, certains auteurs proposent d e prendre, po ur des raisons num ériques : 
α ∈ [-0,5 - 0,5 ]. équation 1
ou m ême : 
α ∈ [-∝, 0,5]. équation 1
Le cas α < 0 n'a plus de signification ph ysique m ais il permet parfois de mieux 
représenter certains hy drogrammes parti culiers. 
En pratique, la plupart des valeurs utilisées rest ent co mprises entre 0 et 0,5. 
Reynier (1978) préconise α = 0,2 ce qui sem ble une valeur m oyenne raisonnable. 
On peut montrer que si on associe α au coefficient d 'implicit ation dans les schémas 
de résolution de l'onde ciném atique par différences finies, le paramètre du modèle 
Muskingum  peut être assimilé à la diffu sion h ydraul ique réelle D dans l' équation 
de l' onde diffusante. On peut donc cons idérer, dans ces conditions, le modèle 
Muskingum  comme une approxim ation à l' ordre 2  de l' onde diffusante (voir le 
paragraphe 8.3.7.2 .3). 
Le paramètre α est alors variable et peut être  calculé par l' une des relations 
suivantes selon le schém a numérique utilisé : 
relation prop osée par Cunge (1969)  : 
383/5 03

() 5.0 0 avec Cr121
x BICQ121≤α≤ − =

∆− =α équation 140
relation prop osée par Koussis (1978) : 


+ −+ +−=α
Cr Co1Cr Co1LnCo1 
équation 141
Si α = 0, on r etrouve le m odèle du réservoir linéaire sim ple. 
Le sy stèm e composé des deux équatio ns de stockage et de conservation se résout 
soit par résolution directe, soit par discré tisation des équations pa r un schém a de 
différences finies. Dans tous les cas , on obtient u ne relation du  type : 
() () ( ) ()tQ3Ct tQ2CtQ1Ct tQ s e e s +∆+ + =∆+  équation 142
avec 13C2C1C = + + . 
Les principaux schém as courants de discrétis ation et  les coe fficien ts C1, C2 et C3 
correspondants sont don nées dans le tab leau 52. 
C1 C2 C3 



α−∆−α−α
) 1(Ktexp1  


α−∆−α−−) 1(Ktexp111


α−∆−) 1(Ktexp
 
t) 1(K2t K2
∆+α−∆+α t) 1(K2t K2
∆+α−∆+α − t) 1(K2t) 1(K2
∆+α−∆−α− 
t) 1(KK
∆+α−α t) 1(Kt K
∆+α−∆+α− t) 1(K) 1(K
∆+α−α− 
 
Tableau 52.: Schémas de discrétisa tion et coefficien ts Cj du mod èle Muskingum 
 
Ces différents modèles ont fait l' objet d e très nom breuses études et co mparais ons. 
Perumal (1989) a m ontré l' identité forme lle des coefficients Cj des m odèles 
discrétisés av ec ceux du m odèle de Kous sis (1980)  pour l' onde diffusante. Il a  
également mis en évidence les conditions nécessai res pour obtenir des résultat s 
identiques avec le s deux modèles. Des analy ses semblables  ont égale ment été 
conduites par Kovacs (1988). 
Utilisé avec p rudence, notamment au niveau  du pilotage de la diffusion num érique, 
le m odèle de Muskin gum don ne génér alement des résultats satisfaisants pour la 
simulation des réseaux d' assainissem ent lorsque les singularités h ydrauliques et les 
influences aval sont m inimes. 
8.3.7.3.3 Modèles dériv és non linéaires 
Plusieurs variantes du m odèle Muskingu m ont été proposées par divers auteurs. On  
peut par exem ple supposer que le volu me stocké varie co mme une puissance non 
entière des débits ( Gill, 1978) : 
( )m
sm
e s )t(Q) 1( )t(QK)t(V α−+ α=  équation 143
384/5 03

On peut égalem ent supposer que le pa ramètre K est une fonction du tem ps. Chocat  
(1978) présen te par exem ple un modèle, dit modèle de stock, da ns lequel le volume 
stocké à l'i nstant t est calculé en  fonction du débit d'entrée Q e(t) et de 
considérations si mples sur le régi me d'écoulem ent. Deux cas sont considérés : ligne  
d'eau parallèle au fond en régim e torren tiel ou ligne d'eau horizontale dans le cas 
d'une influence aval. Sur l e plan pratique, ceci revien t à utiliser l e modèle de l'onde 
de crue ciném atique ou le m odèle de l'onde de crue diffusante selon les conditi ons 
de l'écoulem ent. 
La résolution de ce modèle par un schém a implicite de di fférences finies nécessit e 
un calcul itératif à cha que pas de te mps (le calcul des débits néces site la 
connaissance des lignes d' eau et le calcul des lignes d'eau nécessite la connaissan ce 
des débits). Ce calcul itératif peut fac ilement être conduit  par des méthodes de 
prédiction-correction. L'avantage princi pal de ce modèle est sa st abilité. Son 
inconvénient principal réside dans le fait qu' il néglige les effets dyn amiques.  
8.3.8 Production et transport des polluants 
La modélisation de la pro duction et du  transport des polluants d ans les sy stèm es 
hydrologiques urbains est, en 2002, beauc oup m oins bien maîtrisée que celle d e la 
productio n et du transfert des flux  d'eau. La m ise en œuvre de  cam pagnes d e 
mesures pour  le calage et la validation d es modèles est ici tout  à fait indispensabl e. 
Le lecteur se reportera au paragraphe 8.3.1 0 pour avoir des indications sur les 
méthodes de calage. 
8.3.8.1 Différen tes méthodes utilisab les 
L'objectif consiste à évalue r les concentra tions, flux et  masses rejetés aux différents 
points de re jet, en supp osant connu es les valeu rs des débits et grandeurs  
hydrauliques associé es (hauteur et vites se) en tous p oints du réseau. Pour atteindre 
cet objectif, plusieurs m éthodes sont  possibles, que l' on peut  regrouper en  quatre 
grandes fam illes : 
a) Utilisation de concentrations m oyennes. 
Cette méthode consiste à prendre en com pte une concentration constante, c'est à 
dire indépend ante du tem ps ou de l' événem ent pluvieux (éventuell ement déduite de 
mesures) aux  principaux points de rejet. La  mass e totale rej etée est alors égale au 
volum e total m ultiplié par la concentration m oyenne. 
b) Utilisation de concen trations événementielles.  
Il s'agit d' utiliser, pour chaque point  de rejet, d es valeurs d e concentrations  
constante pendant un évén ement, mais variables d' une pluie à un e autre. La masse 
totale rejetée peut être calculée en multipliant le vol ume rejeté  pour chaque pl uie 
par la concentration correspondant  à cette pluie.  
c) Modélisation sim plifiée des phénom ènes de  dépôt, reprise, transport, épuratio n. 
On représente les différen ts phénom ènes générateurs de pollution  par des modèles 
de type boite noire, ou  plus  ou m oins grise. 
d) Modélisation m écaniste fine des p hénomènes de dépôt,  repri se, transport et 
épuration.  
Ce ty pe de modèles vise à améliorer les modèles précédents. Dans l'état actuel d es 
connaissances, une modélisa tion mécaniste co mplète, to talem ent déterm iniste, 
représentant chacune des étapes, para ît utopique.  Certains modèles ponctuels 
peuvent cependant être envisagés (trans port solide , décantation, fonctionnement  
des stations d'épuration, etc.). 
Ces quatre familles de méthodes sont dé crites dans les paragraphes suivants. 
385/5 03

8.3.8.2 Utilisa tion d e concentra tion constante aux points  de rejets 
Il s'agit du modèle le plus sim ple. La c oncentration d u flux  rejetée est supposée 
rester la même pendant tout  l'événem ent pluvi eux ; elle n e varie pas d' un 
événem ent pluvieux à l' autre. En revanche, elle peut être différente selon les points 
de rejet. La masse rejet ée est donc simplem ent égale au produit du vol ume rejeté 
par la concentration. 
Le tableau 53 fo urnit q uelques indi cations  pour  le choix d es valeurs. Il est 
cependant très nette ment préférable de d isposer de mesures locale s. 
nature du 
polluant séparatif  
pluvial unitaire 
MES  100 à 5 00 200 à 1 000 
DCO 100 à 3 00 200 à 6 00 
DBO 5 40 à 80 80 à 20 0 
 
Tableau 53.: Fourchet te de conce ntration (mg/l) pend ant une pluie selon la nature du  
réseau (fourc hettes des valeurs moye nnes les plus fréquentes trouvées  dans la 
littéra ture). 
 
Les différenc es entre ce ta bleau et celui du § 3.4.2.5 illustrent la difficulté qu’il  y a 
à établir des fourchettes de valeur satis faisantes, et donc l’inté rêt des mesures 
locales 
8.3.8.3 Concentration eau unitaire variable d'une pluie à une autre 
La concentration de l' eau unitaire est supposée constante pour u ne pluie don née 
pendant to ute sa durée ; elle peut varier d'un événe ment à un autre ; elle est définie  
par une formule d' ajustement. Différentes form ules d' ajustement existent, à titre 
d'exem ple n ous en prop osons trois. Cert aines d e ces form ules font apparaître 
égalem ent la masse totale produite ( Me), égale au prod uit du  volum e par la 
8.3.8.3.1 Mod èle de Servat : 
)1c( b
5maxac b
5maxa
Vr. I.)Dts.Ka0M.(KVrMeCVr. I.)Dts.Ka0M.(K Me
−+ = =+ =
 équation 144
45 équation 1 
 
avec : 
C : concentration recherchée ( mg/l) ; 
Me : masse entraîn ée (kg) ; 
Vr : volum e ruisselé (m 3) ; 
Dts : durée de te mps sec (j) ; 
Imax5 : intensité maximum en 5 minutes (mm/h ) ; 
M0 : masse initiale disponi ble (kg/ha) ; 
Ka : facteur d'accu mulation (kg/j/ha) ; 
K, a, b, c : coefficients n umériques à c aler. 
Nota  : Ka×Dts représente  la masse accumulée par  hectare pen dant la durée de  
temps sec ; Me = M0 + Ka.Dts représente la masse totale disponi ble par hectare ; 
C.Vr représ ente la masse totale e mportée qui doit être inférieu re ou égale à la 
386/5 03

masse totale disponibl e. On doit donc vérifier la relation : C  ≤ 
 S×(M0+Ka. Dts) / Vr. 
S : surface du bassin versant (ha) 
Les valeurs par défaut possibles, extr aites du logiciel (FLUPOL) so nt les 
• M0 = 0 
• Ka = 25 kg/j/ ha  zone résidentielle dense 
• Ka = 6 kg/j/ha  zone ré sidentielle discontinue 
• Ka = 25 kg/j/ ha  zone co mmerciale 
Ka = 25 kg/j/ ha  zone industri elle • 
8.3.8.3.2 Mod èle de Driver et  Trout man type 1 
Vr/MeCD.A.Ht.K Mecba
== équation 146
47
48équation 1 
 
avec : 
Ht : hauteur totale de pluie (m m) ; 
A : surface du bassin versant (km 2) ; 
D : durée de la pluie (m n) ; 
K, a, b, c: coefficients n umériques à c aler. 
8.3.8.3.3 Mod èle type Ced re : 
c
maxb aI.Ht. Dts.KC=  équation 1
avec : 
Ht : Hauteur totale précipitée (mm) ; 
Imax : intensité maximum (mm/h) ; 
8.3.8.3.4 Organisation d es calculs 
Quel que soit le modèle ch oisi, le calcul se fait en deux étapes succ essives : 
étape 1 - calage de la relation  : cette étape s era préalable à la si mulation 
proprem ent dite, elle consistera à choisir une relation reliant la concentration aux 
param ètres jugés représentatifs (durée de temps sec, saison, inte nsité maxi mum,  
hauteur totale, etc.), puis  à calculer le s param ètres perm ettant un ajustem ent 
optim um de cette loi à partir de mesures local es (c ertains des par amètres peuv ent 
égale ment être choisis a priori à partir des inform ation s relatives au bassin versan t).  
étape 2 - calcul pour chaque plui e : calcul de la concentration m oyenne 
événe mentiel le au point de rejet et de la mas se rejetée. 
Aucune des t rois relations précédentes n'est réellement m eilleure qu'une autre, car  
toutes reposent sur des p rincipes em piriques. Seule la qualité des ajustements 
387/5 03

qu'elles perm ettent peut f ournir des argu ments perm ettant d e les départager. 
L'utilisation d' une concentration événementie lle variable d' une pluie à l' autre bien 
choisie et b ien calée perm et d 'expliquer 30 à 50 % de la variance in ter-
évenem entielle, et s'avère donc u n peu meilleure que celle d' une concentration 
constante. 
Une précaution im portante à prendre consis te à ne pas extrapoler les form ules 
obtenues lors du calage. Les mesures ef fectuées ne couvrent en effet qu' une 
certaine plag e de valeurs des variables (par exem ple, on ne disp ose de mesures que 
pour des pluies ne dépassant pas une cer taine hauteur d'eau, ou pour lesquelles la 
durée de tem ps sec maximum n'est pas forcém ent très grande, etc.). Les 
ajustem ents réalisés ne so nt valables que  lorsque les variables p rises en compte 
sont du  même ordre de gr andeur que c elles observées lors des m esures et toute  
extrapolation est hasardeuse. Ainsi, si la  plus grande  durée de te mps sec observée 
est de 10 jours et que l 'on utilise la formul e obtenue pour une durée  de tem ps sec de 
30 jours, on risque d' obtenir une valeur  de concentration très forte, et pas 
nécessairement en rapport avec la réalité. 
Pour éviter ce problèm e, la méthode la pl us sim ple consiste à im poser une bo rne 
minimum et une borne maximum aux vale urs de concentration calculées ( par 
exem ple la pl us petite et la plus gr ande des concentrati ons m esurées). 
8.3.8.4 Modélisation simplifiée des phén omènes de production et de 
transfert des flux polluants. 
Dans ce ty pe d'approche, le bassin versan t est découpé en élém ents (sous bassin s 
versants, tronçons, ouvrag es spéciaux), qui  sont, sauf exception,  les mêmes que 
ceux utilisés pour le calcul des flux d' eau. Ch aque élément est alors représenté par 
un m odèle ad apté. 
Dans le cas d e la modélisation sim plifiée, on raisonne en utilisant uniquem ent des 
concentrations m oyennes (ou des débits massiques), que l' on pro duit sur les bassins 
versants et que l'on transfèr e ensuite  dans le sy stème d'assainis sement. 
8.3.8.4.1 Produc tion des flux de polluants 
La productio n des flux de polluants est effectuée sur chaque sous-bassins versants. 
Trois niveaux  d'approche sont p ossibles : 
• mélange eau usée – eau pluviale, 
• concentration événe mentiel le, 
• concentration variable au cours de l'événe ment. 
8.3.8.4.1.1  Mélange eau usée – ea u pluviale 
Dans ce ty pe de m odèle de productio n, on disting ue les eaux usées et les eaux 
pluviales qui font l' objet d' un calcul séparé. 
Pour les eaux usées, la concentration peut  être suppo sée constante ou varier selon  
l'heure de la journée (pollu togram me eau usée journa lier). 
La concentra tion de l'eau pluviale est c onstante pendant un évén ement, elle p eut 
être constante ou variable d' un événem ent à l'autre. Si elle est variable, on peut  
utiliser les mêm es types de modèles que ceux présen tés au paragraphe 8.3.8.3.  
L'utilisation de concentrati ons variables d'un événement à l 'autre est cependant p eu 
conseillée du  fait de la difficulté du cala ge. Les co ncentrations réelles des eaux  
pluviales ne sont en effet p as directem ent mesurables dans un réseau unitaire, et le 
modèle ne peut être calé que sur des vale urs issues d 'un calcul de concentration de 
la forme : 
388/5 03

EU totalEU EU total moyen
EPQ QQ C Q C
C−× − ×
=  équation 149
Or, pour effectuer ce calcul, on rajoute aux incertitudes sur la mesure de Q total et 
Cmoyen, les incertitudes sur les valeurs de Q EU et C EU qui doivent être esti mées 
(par exem ple en choisissan t les valeurs mesurées à la même heure un jour de te mps 
sec). L' incertitude finale est donc très im portante. 
Il est donc préférable de réserver ce modèle aux indicateurs pour lesquels la 
concentration est nettem ent plus forte dans les eaux usées que dans les eaux  
pluviales (p ollutio n bactérienne et dans une m oindre m esure DBO), et de 
considérer une valeur constante pour la concentration des eaux pluv iales. 
Dans tous les cas, pour effectuer la sim ulation, on calcule d'abord les 
hydrogrammes d'e au usée et d'eau pluviale à l'exutoire de chaque  bassin  versant, on 
en déduit les polluto gram mes d'eau usée et d 'eau pluviale en débit m assique en  
multipliant à chaque pas de tem ps le déb it par la concentration correspondante. Le 
pollut ogram me en débit m assique de l' eau unitaire est obtenu en  som mant les deux  
pollut ogram mes précéden ts. 
Avec c e type de modèle , la concentra tion aux di fférents e xutoires de bassins 
versants dépend du  rapp ort de m élange entre l'e au usée et l'eau pluviale (et 
éventuellem ent de la valeur variable de la conc entration de  l'eau usée). La 
concentration des effluents produits par ch aque sous-bassin versan t va donc varier 
au cours du te mps.  
8.3.8.4.1.2  Concentration événem entielle 
La concentration de l' eau unitaire est supposée constante pendant  un événem ent, 
mais elle peu t être variable d' un événem ent à l 'autre et d'un sou s-bassin vers ant à 
l'autre. 
Les m odèles utilisables sont les même s que ceux présentés au paragraphe 8.3.8.3.  
A moins de disposer d' un très grand nom bre de mesures effectu és à de no mbreux 
endroits, il est préférable d' utiliser le même modèle pour tous les sous bassins 
versants. Les ajustem ents peuvent cependa nt être différents par groupes de sous 
bassins versants.  
Si l'on veut utiliser le modèle de S ervat, il est préférable d' imposer la valeur 1 au  
param ètre c (exposant du  terme Vr), de façon à sim plifier les pr oblèm es liés à la 
conservation de la masse. De la même faç on, dans le cas de l 'utilisation du m odèle 
de Driver et Troutm an, et pour les mêmes raisons, c'est la valeu r du param ètre b, 
exposant de la surface qu 'il faudra fixer à 1. 
Une méthode relativem ent sim ple consiste à conserv er le même ajustem ent po ur 
l'ensem ble des exposants et à ne faire va rier que le coefficient de proporti onnal ité 
K entre les différents sous-bassins versants.  
hydrogrammes à l'exutoire de cha que bassin versant, on en dédui t les 
pollut ogram mes en débit massique en  multipliant à chaque pas de tem ps le débit 
par la concentration correspondante.  
Avec ce ty pe de m odèle, l a concentrati on aux d ifférents exutoires de sous-bassins 
versants est constante pendant tout l' évén ement. La concentration peut cependant 
varier au cours du tem ps dans le réseau et aux points d e rejet du fait des différences 
possibles dans la concentration des efflue nts produits par les différents sous bassins 
versants. 
389/5 03

8.3.8.4.1.3  Concentration variable au cours de l'événem ent. 
Il est possible d' utiliser des modèles conceptuels sim ples pour représenter 
l'évolution de  la concentration au  cours du temps. L'i dée de base consiste à faire le  
calcul en deux étapes : 
• étape 1 : calcul d'une concentration m oyenne, C m en utilisant l' un ou  
l'autre des modèles décrits dans les paragraphes précédents. 
étape 2 : répartition de la  masse ou de la concentration de façon 
différente au cours de l' événem ent. • 
Un modèle sim ple (Chocat , 2001 b), con siste tout d'abor d à faire l' hypothèse que la 
concentration décroît expo nentiellem ent avec le tem ps et de calculer une valeur de 
concentration instantanée inter médiaire fictive en util isant l' équatio n 1 : 50
50
151
51
52
53
54C'(t) = Cm * ((p-1) e-kt + 1) équation 1
On suppose ensuite que la concentration est propor tionnelle au débit élevé à une 
certaine puissance. On obtient alors l' équation  : 
C"(t) = C' (t) * Q(t)b équation 1
On calcule la m asse totale transitée avec cette valeur de concentration i nstantanée 
fictive :  
∫= dt)t(Q).t("C'M équation 1
On utilise la masse totale transitée ca lculée avec la valeur de concentration  
moyenne pou r calculer un coefficient de correction p ermettant de tenir co mpte du 
caractère con servatif de la masse. 
∫= dt)t(Q C Mm , d'où C cor = M / M'  équation 1
On calcule en suite les valeurs définitiv es de concentrations instantanées : 
C(t) = C cor * C"(t) équation 1
avec : 
C(t) : concentration instantanée au tem ps t (C' (t) et C"(t) sont des valeurs 
interm édiaires servant au calcul) ; 
Q(t) : débit au tem ps t ; 
M : masse totale transitée, M'  valeur  intermédiaire de masse utilisée p our 
le calcul. 
Cm : concentration m oyenne ; 
p, k et b : param ètres à caler ou à ch oisir (en choisissant p = 1 ou k = 0, on n e 
tient plus com pte de la décroissa nce exponentiell e ; en choisissant 
b = 0, o n ne ti ent plus com pte des variations en foncti on du débit)  
8.3.8.4.2 Transfert des f lux polluants 
Du fait des hypothèses très sim ples prises  en compte dans les fonctions de 
productio n, il est logiq ue, dans ce type de modélisation, d'associer une fo nction  de 
transfert égale ment si mple. De ce  fait les hypothèses et les approches habituelles 
dans ce ty pe de m odélisation sont les su ivantes : 
• La concentrat ion de l'eau unitaire est invariable au co urs du transfert  
dans les différents élément s constitu ant le sy stèm e d'assainissement. 
La concentration est cependant m odifiée aux nœuds où  arriv ent 
plusieurs tron çons du fait d u mélange d' effluents différents. 
390/5 03

• Le calcul consiste donc à propager l es polluto gram mes en débit 
massique dans le réseau par une  méthode de tran sfert d' onde, par 
exem ple la méthode Muskingum  (voir le paragrap he 8.3.7. 3.2). On 
peut faire l 'hypothèse que l' onde de pollution se déplace à la même 
vitesse que l'onde de crue (même valeur de lag tim e). 
• La concentra tion m oyenne en un nœu d est égale à la somme d es 
masses arriv ant en un nœud (tronç ons am ont + bassins versan ts + 
pollut ogram mes injectés) divisée pa r la so mme des volum es arrivant 
en ce nœud.  
• Dans le cas d' une défluence, la c oncentration est la même dans tous 
les tronçons à l'aval du nœud et égale à la concentrati on au nœud. 
• Le débit m assique à l' aval d' un tronçon  est égal au débit m assique à 
l'amont (pas de dépôt ni  d'érosion dans l e réseau). 
8.3.8.5 Modélisation mécaniste fine des phénomènes de dépôt, reprise, 
transport e t épuration. 
8.3.8.5.1 Produc tion des débits et des flux polluants 
La productio n des flux p olluants se fait sur des bassins versants dont la surface est 
quelconque. Cependant, dans la plus grande  partie des cas, cett e surface est  de 
l'ordre de plusieurs dizaines d 'hectares. Ceci signifie que ces bassins versants sont 
dotés d' un réseau d 'assainissem ent intern e. Évaluer les flux pollu ants produits par 
un bassin versant donné p our une p luie donn ée im plique donc de représenter les 
phénom ènes se produisant à la surface du sol (accum ulation et reprise), mais 
égalem ent ceux qui se produisent à l' intérieur du réseau d 'assainissem ent (non  
représenté en tant que tel) i nterne au bassin versant. 
Les principes généralement retenus pour la m odélisation supposent que  la 
concentration de l' eau unitaire résulte :  
• de phénom ènes d' accumulation se produisant pe ndant la pér iode 
sèche préc édant la pluie, d'une part sur la surface du bassin versant et  
d'autre part dans le rése au de su rface et souterrain qui le draine ; 
• de phénom ènes de reprise (le ssivage, entraînem ent, érosion  
éventuelle) qui se produise nt pendant la pluie ; 
• du m élange d e l'eau de ruissellem ent avec l'eau usée. 
On trouve da ns la littérature différentes form ules d 'accumulation et d' érosion dont 
les param ètres doivent ê tre définis p ar bassin versant (voir p ar exem ple les 
form ules proposées au paragraphe 8.3.8 .3). 
8.3.8.5.2 Transfert des d ébits e t des flux polluants 
L'objet de ces modèles est de représenter le  transfert des flux de polluants dan s le 
systèm e d'assainissem ent. Deux élém ents im portants doivent être n otés : 
• la masse sor tante peut être différe nte (voire très différente) de la 
masse entran te (inférieure ou supérieure), car des phénom ènes de 
dépôt ou au contraire d'érosion peuve nt se produire dans le sy stèm e 
d'assainissement ;  
• le modèle d e transfert d e la pollutio n ne peut p as être choisi 
indépendam ment du m odèle hydrauliq ue, même si les deux étapes de 
simulation sont effectuée s succes sivement. La descri ption m écaniste 
des phénom ènes de transport de pa rticules suppose q ue la simulation 
hydrauliq ue ait été effectuée préalablem ent par la m éthode de Barré 
de Saint-Venant. 
Les hy pothèses généralement retenues sont les suivan tes : 
391/5 03

• les polluants sont transport és dans la veine liquide à l a même vitesse 
moyenne que le fluide (ce qui est exactem ent le cas des polluant s 
dissous et approxim ativement le  cas des particules solid es 
transportées en suspension,  mais suppose de négliger le transport p ar 
charriage) ; 
• la concentration est suffi samment faible pour  ne pas perturb er 
l'écoulement (ce qui permet de dissocier les cal culs hydrauliques et  
les cal culs de transport soli de) ;  
• la concentration peut s' exprim er sous la form e d'une concentration  
moyenne dans la s ection en travers qui est transpor tée à l a vites se 
moyenne de l'écoulem ent ; 
• les échanges avec le fond dépendent de la capacité de transport de 
l'écoulem ent et de sa concentration.  
Trois niveaux de m odélisat ion sont utilis ables. 
8.3.8.5.2.1  Convection seule 
Les polluants se déplacent d' amont en av al avec une vitesse moyenne égale à c elle 
du courant. I l n'y a aucun échange avec le fond, ce qui im plique que la masse 
sortante est égale à la m asse entrante (si le tem ps de simulation est suffisant pour  
vidanger to ut le systèm e d'assainissem ent). 
L'équation différentielle q ui décrit la cons ervation de la masse to tale d' un polluant 
transporté dans un écoule ment unidim ensionnel s' écrit alors (équation 1) : 55
0xQC
tAC=∂∂+∂∂ équation 155
56Le rapprochem ent de cette équation avec l' équation de c ontinui té liquide perm et 
d'écrire l' équation de con vection (équatio n 1) : 
0xCVtC=∂∂+∂∂ équation 156
avec : 
x : distance longi tudinale (vari able indépend ante) (m ) ; 
t : temps (variab le indépendante) (s) ; 
A : section mouillée (m2) ; 
Q : débit (m3/s) ; 
V : vitesse moyenne de l' écoulem ent = Q/ A (m/s) ; 
C : concentration m oyenne du polluant en s uspension (k g/m 3). 
L'équation de convection est discrétisée sur chacu n des tronçons de calcul. Ces 
équations dis crétisées sont ensuite résolu es soit par la m éthode des différences 
finies, soit pa r la méthode des caractéristi ques (par exem ple en utilisant le schéma 
de Holly -Preissmann). Cette dernière méthode présente de bonnes qualités de 
conservativité et minimise la diffusion numérique. 
Cette méthode qui néglige  les échanges av ec le fo nd ne présente que très peu  
d'avantages par rapport aux méthodes si mplifiées décrites au paragraphe 8.3.8.4 .2). 
Elle ne devrait être utilisée que dans d es cas très p articuliers (p ar exem ple pour 
représenter le transfert d 'un panache de pollutio n dissoute résultant par exem ple 
d'un accident ). 
8.3.8.5.2.2  Convection plus érosion  / dépôt san s gestion du  stock  
392/5 03

Les modèles de ce ty pe proviennent  directem ent des modèles utilisés po ur 
représenter le  transport solide en rivière.  Ils reposent sur deux hypothèses majeurs : 
• Le stock de polluant présent dans le  réseau est soit nul, soit illim ité.  
• Le ty pe de fonctionnem ent (éro sion ou dépôt) est régi par une 
relation entre la concentration m oyenne en suspension des particul es 
portant les polluants et  la con centration m aximale potentielle,  
laquelle dépend des conditions h ydrauliques (essentiellem ent vitesse 
de l'eau).  
- Si la concentration m oyenne dans  l'écoule ment es t supérieure à la 
concentration m aximale potentielle,  les sédim ents se déposent et la 
concentration dim inue.  
- Si la concentration en suspension dans  l'écoulement est inférieur e à la 
concentration m aximale potentielle, soit la concentration de la veine 
fluide reste constante (stock nul), soi t la concentration croit ( stock 
illim ité). 
 
Voir le paragraphe 8.3.8 .5.3 pour des pr écisions sur les modèles ut ilisés. 
En dehors des difficultés  de calage d écrites d ans ce paragraph e 8.3.8.5.3 , les 
modèles de ce ty pe peu vent conduir e à de s ano malies très fortes du fait des 
hypothèses si mplificatrices utilisées. 
8.3.8.5.2.3  Convection plus dépôt a vec gest ion du stock 
Dans ce cas, on essay e de prendre en c ompte le stock de sédim ent et de p olluant 
effectivem ent présent dans chacun des tronç ons. En  particulier,  il est impossible 
d'éroder plus de m atière qu 'il n'y en a effectivem ent dans le tronçon.  
Ce mode de calcul peut conduire, l orsque le  modèle est bien calé, à des résultats 
intéressants.  L'inconvénient est qu' il nécessite une très grande quantité 
d'inform ations pour défini r les conditions initiales : vale ur des stocks initiaux de 
polluants (et éventuellement répartition sur des cl asses granulométriques), p our 
tous les tronçons du réseau. Cette inform ation est bien sûr très difficile à obtenir 
car elle nécessite de connaître tout l' historique du fonctionnem ent du réseau  (y 
compris les curages). Seule une sim ulation c ontin ue (tem ps sec et tem ps de pluie) 
peut permettre d' accéder à ces données. 
8.3.8.5.3 Mod èles d'échange av ec le fond 
Ces modèles supposent q ue les polluant s sont fixés sur des particu les solides et que 
leur dynam ique est donc liée à celle des pa rticules qui les portent. Seules les 
particules en suspension sont prises en compte (en p ratique se sont d' ailleurs elles 
qui portent l' essentiel des p olluants).  
Sur le plan p hénom énologique, outre la c onvection, les particules en suspension 
sont soum ises à deux effets contraires : 
• Leur poids p ropre qui ten d à les fa ire se déposer sur le fond de la 
conduite. 
• Les eff ets de  la turbulence et de  l'agitation qui les m aintiennent en  
suspension. Ces effets de turbulence sont aussi responsables de 
l'érosion éven tuelle d' un dépôt existant. 
Ces deux effets contraires se traduisent par des flux massiques en tre les particu les 
en suspension (ou les pol luants que ces pa rticules portent) et l es particules (ou 
polluants) pré sentes au fond de la condu ite (le stock). 
393/5 03

Le flux net échangé est égal à la différence entre le flu x d'entraînement (ou de mise 
en suspension) et le flux d e dépôt (équa tion 1) :  57
D ES SS − =  équation 157
avec : 
S : flux net échangé (par unité  de longueur de conduite) ( (g/s)/m ) ; 
SE : flux d' entraînem ent ((g/s)/m ) ; 
SD : flux de dép ôt ((g/s)/m ). 
L'équation de continuité du polluant  en suspension s' écrit alors : 
0AS
xCVtC= −∂∂+∂∂ équation 158
L'équation de continuité du stock s'écrit de façon sy métrique : 
0SftM
u= +∂∂ équation 159
60fu = 0,00 1 kg/g est un facteur d' unité po ur respecter l a cohérence e ntre l'unité de C 
(mg/l) et celle de M (kg/m 3). 
Quand le flux d' entraînem ent S E est su périeur au flux de dépôt, il y a érosion , le 
flux net S est positif et la concentration C croît. 
Quand le flux de dépôt est supérieur au flux d' entraînem ent, le stock M augm ente 
et la concentration en susp ension C dim inue. 
8.3.8.5.3.1  Dépôt 
Les particules en suspension dans la ve ine fluide son t soum ises à leur poids pr opre 
qui leur do nne une vit esse vert icale de chute supposée constante ω (m/s). 
Considérons le volum e de contrôle constitu é par la veine fluide sur une longueur 
infinitésimale dx. La frontière inférieure  de ce domai ne est un élément de surf ace 
de largeur approxim ative B qui sépare le volum e de contrôle considéré du fond  de 
la conduite. 
Le flux de sédim ents qui quitte le volum e de contrôle du fait de la vitesse de chute 
est égal au produit des quantités suivantes : 
• La concentration en susp ension au voisinage de cette frontière 
inférieure. O n a ad mis que la concentr ation C est u niform e dans la 
section m ouillée. 
• La vitesse de chute ω. 
• La surface d 'échange B.dx. 
Par unité de l ongueur de conduite, le flux de dépôt  est (équation 1) : 
C B SD ×ω×=  équation 160
618.3.8.5.3.2  Entraîne ment 
De no mbreuses form ules em piriques e xprim ent le débit solide potentiel en 
suspension en fonction d es conditions  d'écoulement et des  caractéristiques d es 
particules (éq uation 1) : 
394/5 03

,...)h,V,,d(f gs ρ =  équation 161
avec : 
gs : débit solide massique (g/s) ; 
d : diam ètre moyen des sédim ents (m m) ; 
ρ : masse volum ique des sédim ents (kg/m 3) ; 
V : vitesse moyenne de l' écoulem ent (m /s) ; 
h : profon deur (m). 
Nota  : ρ et d déterminent la vitesse de c hute ω. 
On peut au ssi dégager la notion de concentration m oyenne potentielle en  
suspension : 
QgCs *=  équation 162
63Dans cette ex pression, C* (g/m 3) est la concentration m aximale qui correspond  aux 
conditions locales et instantanées. C' est la concentration d' équilibre qui serait  
obtenue dans une conduit e infinim ent longue et en écoulem ent uniform e, ap rès 
dépôt des par ticules en excès. 
Suivant Benet et Nordin, on écrit le flux d'entraînem ent de la façon suivante : 
*
D C b S ×ω×=  équation 1
Le flux net d' échange de sédim ent entre la  veine fluide et le stock s'écrit donc : 
( )C Cb S SS*
E D − ω= − =  équation 164
On remarquera qu'à l 'équilibre, le flux ne t est nu l et que la concentration en 
suspension est égale à la co ncentration potentielle. 
8.3.8.5.3.3  Transport potentiel 
Il existe d ans la littératu re de no mbreuses expressions du transport potent iel. 
Celles-ci ont souvent été établies et régl ées pour des conditions très particulières 
(qualité des sédim ents, conditi ons d' écoul ement). La plupart s ont adaptées des 
form ules utilisées en hy draulique fluvia le et correspondent  à de s conditions de 
transport et d e granulom étrie très différentes. 
Il est difficile de généralise r une form ule valable dans tous les cas de l' hydrauli que 
urbaine, et il est préférable  de choisir une for mule trè s générale (p ar exe mple celle 
de l'équation 165) et d' ajuster les para mètres à partir de m esures locales.  
β
ωα=V C* équation 165
avec : 
C* : concentration potentielle en suspension (m g/l ou g/ m3) ; 
ω : vitesse de chute (m /s) ; 
V : vitesse moyenne de l' écoulem ent (égale à Q/A) (m /s) ; 
α et β : coefficients de calage de l a formule. 
395/5 03

8.3.8.5.3.4  Prise en co mpte de classes granu lométriques différentes 
Pour améliorer les calcul s, il est sou vent utile de définir différentes classes 
granulom étriques (ou de p référence classes de  vitesse de chute) po ur les particules 
et de préciser, pour chaqu e indicateur de pollutio n, le pourcentage en masse fixé 
sur les particules de chacune des classe s (en prév oyant to ujour s une classe de  
particules non décantables, intégrant égal ement la part dissoute du polluant). 
Ce ty pe d'approche requiert bien évide mment des données nom breuses et fiables. 
8.3.8.5.3.5  Prise en co mpte de réactions chim iques ou de r éactions 
          d'éch ange 
Il est égale ment possible de modéliser les réactions chim iques ou biol ogiques 
responsable de l' évolut ion des polluants dans  le réseau (par exem ple dégradation de 
la matière o rganique, co nsom mation de l'oxygène  dissous, etc.). Une forme 
particulière de réactions  peut concerner des réac tions d' échange d' un même 
polluant entre différentes formes phy sico-chim iques (par exem ple adsorption sur 
des particules ou resolubil isation). 
De façon pratique, on se lim ite géné ralem ent à des réactions d' ordre 1, 
correspondant soit à une  décroissance natu relle (variation de  la concentration  
proporti onnel le à la concentration de la même grandeur), soit à une interaction 
entre 2 grand eurs (variation de la concentr ation d' une grandeur pro portion nelle à la 
concentration d' une autre grandeur) :  
22 11 01C.K C.K KtC+ + =∂∂ équation 166
avec : 
C1, C2  : concentrations ; 
K0, K1, K2 : param ètres de la d ynamique. 
8.3.9 Évaluation des effets sur les milieux 
Le but de ces modèles est de représen ter l'influence des rejets ponctuels sur le 
fonctionnem ent à court,  moyen et l ong termes de l' écosy stème aquatique et sur l es 
usages qui lui  sont associés. En pratiq ue, on se conten te généra lement d' estimer les 
concentrations en produit s polluants r ésultant d' un rejet localisé de substances 
polluantes. 
8.3.9.1 Calcul de dilution dans le mili eu sur des indicateurs physico-
chimique s. 
L'effet du rejet sur le milieu est modélisé pa r de si mples calculs d e dilution. Cette 
méthode permet de tenir compte de l'ét at du milieu à l'am ont du rejet et d e sa 
capacité de dilution.  Elle f ournit une pr emière estimation de l' impact des rejets sur 
la qualité de l' eau. Elle ne peut cependa nt être util isée que pour des indicateurs 
physiques o u chim iques. 
8.3.9.2 Modélisation simplifiée du milieu. 
Il existe diff érents modèles généri ques (non spéci fiques à un m ilieu donné), 
susceptibles de représenter la réponse d u milieu à un rejet ponctuel, du m oins p our 
des indicateurs sim ples (DBO, form es de  l'azote ou du p hosp hore, etc.). Ces 
modèles repr ésentent de façon sim plifiée les principales étapes du cy cle trophique.  
Les relations utilisées sont généralem ent des relatio ns d' ordre 1 (voir paragraphe 
8.3.8 .5.3.5).  
396/5 03

On peut, à titre d'exem ple, citer le modèle de Streeter et Phelps  (1925) q ui décrit 
l'évolution de  la concentration en  oxygène et de la D BO dans une  rivière, à l' aval 
d'un rejet, à l'aide d 'une équation différentielle co mposée d' un term e de  
désox ygénati on (considér ant la dem ande en  oxygène pour la dégradation d e la 
matière organique) et d' un term e d' échange gazeux avec l'atm osphère 
(réox ygénatio n si déficit par rapport à la saturation, désox ygénati on si excès par 
rapport à la saturation) :  
L-K=dtdL.1 équation 167
C)-(CK+L-K=dtdC
S 2 1  équation 168
avec : 
L : charge organique ou DBO (exprim ée en mg d'O2 dissous par litre) ; 
C : concentration en ox ygène d issous (m g/l) ; 
CS : concentration en oxygène à satu ration à la tem pérature du m ilieu ; 
CS - C : déficit en ox ygène ; 
K1 : coefficient de  dégradati on de la matière organique ; 
K2 : coefficient de  réoxy génation de  la rivière à l'interfa ce eau/air. 
Ce modèle extrêm ement sim ple fait l' hypothè se que la déco mposition de la m atière 
organique et la réoxy génat ion de l' eau suivent une cinétique chim ique d' ordre 1. Il 
considère égalem ent que la consom mation d'oxygène par les micro-organism es se 
fait indépend amment de l'état de déco mposition et du type de m atière organique. 
On peut noter que le coefficient K 1 dépend fortem ent de la tem pérature, tandis que 
le coefficient  K2 dépend principalem ent de la hauteur d' eau et de la vitesse du  
courant. Les valeurs de K1 peuvent être très variable s d'un si te à l'autre : la 
littérature rapporte des varia tions de plus ieurs ordres de grandeurs (facteur 10). 
La pertinence des modèles de ce ty pe est directem ent dépendante de l' existence de 
données de calage locales fiables en  l'absence d esquelles leu r utilisation est 
illusoire. 
8.3.10 Calage des modèles 
Caler un modèle consiste à ajuster le s valeurs num ériques attribuées aux 
paramètres afin que les va leurs cal culées d'une variable ou d' une grandeur soient 
aussi proches que possibl e des valeurs obs ervées de cette vari able ou de cette 
grandeur. 
8.3.10.1 Concepts de base 
Tout m odèle m athém atique M peut être mis sou s la form e d'une expression  
fonctionnelle : 
M ÆF (Y j , Xk , a, b, ..., n) = 0  équation 1 69
avec : 
Yj  : variables expliquées ; 
Xk  : variables explicantes (ou explicatives) ; 
a, b, ..., n : param ètres. 
Par exem ple, le m odèle de Manning-S trickler d'éco ulement en régi me uniforme  
peut s' écrire : 
397/5 03

1/2 2/3
h.S.I K.RQ=  équation 1 70
Q (débit), R h (rayon hydraulique), S  (section m ouillée) et I (pente du tro nçon) sont 
généralem ent considérés co mme des gr andeurs ph ysiques mesurables. Elles 
constituent les variables d u modèle. S elon les cas, elles peuvent être expliquantes 
ou expli quées. 
K, ainsi que l es exposants 2/3 et 1 /2 sont les param ètres du m odèle ; les exposan ts 
(2/3) et (1/2) ont été prédéter minés à par tir de considérations théoriques ; la valeur 
de K doit être  choisie au m ieux en fo nction des spécificités du tronç on, notam ment 
de sa rugosité. 
Caler ce modèle pour une situation part iculière consiste théoriquem ent à 
déterm iner les valeurs numériques qu'il faut attribuer aux param ètres non 
prédéter minés, ici K. 
La distinction entre para mètres et vari ables n'est pas to ujours facile à faire. On peut  
en effet être amené à considérer que la mesure directe de cert aines variables  est 
trop difficile ou trop im précise, et à les tr aiter co mme  des para mètres. Par  exemple, 
dans le cas d u modèle de Manning-Stri ckler,  et en raison de la dif ficulté à mesurer 
correctem ent la pente, il arrive très souvent  que le calage porte sur la déterm ination 
de la quantité . 1/2K.I=K'
8.3.10.2 Mise en œuvre du calage 
Afin de lim iter la subjectivité dans l' évaluation de l a qualité de l'ajust ement des 
param ètres, on essay e généralem ent de mettre en œu vre des méthodes formalis ées 
de calage. Ce s dernières re posent sur deux étapes de nature différentes : 
• le choix d' une fonction numérique , appelée critère (ou foncti on 
critère ou encore fonction objectif) mesurant l'écart entre les 
variables cal culées et leurs mesure s ;  
• la mise en œuvre de techniques pe rmettant de m inimiser cet écart ; 
ces techniques peuvent être manuelles et plus ou m oins em piriques 
(essai s succe ssifs pa r tâto nnement) ; elles peuvent égale ment fa ire 
appel à des outils m athématiques sp écialisés de mini misation ; on 
parle alors de calage opti mal. 
8.3.10.2.1 Choix  du critère 
En hy drologie urbaine, le calage peut concerner des modèles très divers. A titre 
d'exem ple, nous traiterons ici le  cas des m odèles hy drologiq ues. 
Dans ce cas, il s' agit de com parer deux signaux tradu isant l' évolution d u débit en 
fonction du te mps en un po int particulier : 
Q (t)
tQpm
tpctpmQpc Débit calculé : QcDébit mesuré : Qm
 
figure60: Différen tes gran deurs suscep tibles d'intervenir da ns la comp araison entre 
deux  hydrogrammes . 
 
398/5 03

Le critère peu t prendre des form es très variées : 
• il peut com parer des grandeurs pa rticulières (volum es, débits d e 
pointe, tem ps de m ontée, etc.) ou essa yer de m esurer l'écart global 
entre la totalité ou une parti e des signaux ; 
• il peut utiliser  des norm es différentes (valeur absolue, carré de l 'écart,  
etc.) ; 
• il peut s' exprim er en valeur absolue o u en valeur r elative (norm ée), 
en utilisant éventuellemen t des pondéra tions ; 
• enfin, il peut  se form uler de m anière mixte à partir des élém ents 
précédents. 
Nous supposerons que les signaux à com parer sont discrétisés su r un pas de tem ps 
constant et identique, c' est-à-dire qu' ils peuvent chacun s'exprim er sous la form e 
d'un vecteur  à n co mposantes appartenant au mê me espac e : Qmi et Qci, qui 
représentent respectivemen t les valeurs mesu rées et c alculées, l 'indice i variant de 1 
à n. Q pm et Qpc représent ent respective ment le dé bit de pointe du  signal mesuré et 
du signal calculé. 
Le tableau 54 don ne q uelques exem ples de critères couram ment utilisés en 
hydrologie. 
 
Ecarts sur le débit de pointe pc pm 1 Q - Q = EDp  2 
pc pm 2 )Q - (Q = EDp  
Ecarts sur le temps de poin te pc pm 1  t-  t= Etp  2 
pc pm 2 ) t- (t = Etp  
Ecarts sur le  volume  
i ci m 1 Q- Q = EV ∑ ∑  
 
Ecart quadrat ique total ∑ ∑ − =
ii
i2
i i Qm ) Qm Qc( EQT  
Ecart quadrat ique par tiel EQP Q Q Q  pour Q Qc im i2
im iim iseuil =− > ∑ ∑ ()  
Ecart quadrat ique norm é ∑ − =
i2
i2
i i ) Qm)Qc Qm(( EQTN  
Ecart quadratiqu e pondér é ∑ ∑ − =
i2
i m
i2
i mi c2
i m ) Q( ) Q Q() Q( EQTP  2 
i ci m 2 )Q- Q( = EV ∑ ∑
 
Tableau 54.: Exem ples de  critères per mettant de mesurer l'écart entre deux signaux. 
 
La valeur optim ale attribuée aux paramètres  de calag e dépend du critère choisi, et 
ce d'autant plus que le modèle est moins "globaleme nt" adéquat. Ce ser a égal ement 
le cas si le s mesure s sont entachées d 'erreurs i mportantes. Le choix du critère est  
donc déterm inant et doi t être fait après une  réflexion s ur les objectifs poursuivis e t, 
si nécessaire, une étude de sensibilité du modèle. 
8.3.10.2.2 Méthod es mathémati ques util isables 
Les m éthodes m athématiques utilisables pour reche rcher les valeurs idéales des 
param ètres appartiennent à une bran che particulière des mathémati ques 
appliquées : la recherche opérationnell e et en particulier l' optimisation (Laurent, 
1972).  Beaucoup de ces méthodes imposent une propriété très im portante à la 
399/5 03

fonction critère : la convexité. Dire qu' une fonction est convexe par rapport à une 
variable signifie qu' elle possède un et un seul minimum . Il existe donc une seule 
valeur de la variable pour  laquelle la dérivée est nulle et cette valeur correspond à 
la valeur minimum de la fonc tion critère (voir figure 61). 
 
Critère C
Paramètre a C = f (a)
Cmin
aopt  
figure 61: Minimum d'une fonction conv exe. 
 
La méthode la plus classique po ur rech ercher le minim um est la méthode des 
moindres carrés. Elle est ap plicable dès l ors que la fonction critère  se présente sous 
la form e d'une fonction qu adratique par rapport à ch acun des paramètres de calage 
(c'est-à-dire que les variations de la fo nction critère sont paraboli ques par rapport 
aux variations du paramètre). Le minim um peut alors être obtenu directem ent en  
dérivant la fonction critère par rapport à chacun des param ètres et en écrivant que 
chacune des dérivées partielles est nulle . Cette méthode conduit  à un système de p  
équations liné aires à p inconnues, où p est le nom bre de param ètres. 
Il est parfois possible de transform er des problèm es non linéaires de m anière à se 
ramener à un e form e quad ratique et à p ouvoir utiliser cette métho de. Par exemple  
la relation uti lisée dans le modèle de Manning-Strick ler : 
γβα= I.S.R.KQ h  équation 171
peut être linéarisée de la manière suivante : 
Iln Sln Rln KlnQln h γ+ β+ α+ =  équation 172
Lorsque ce type d' approche n' est pas a pplicable, il est possible d' utiliser des 
techniques d' optim isation  permettant la  recherche  directe du minimum de la 
fonction critè re. Les méthodes purement num ériques (par exem ple la méthode d e 
Hookes et Jeeves) qui n' imposent aucune c ondition stricte à la fonction critère sont 
généralement les plus performantes. 
Lorsque l' on n'est pas certain de la convexité de la fonc tion, il de vient préférable 
d'explorer sy stématiquem ent la totalité  du dom aine possible de variation des 
param ètres. Cette méthode perm et d'évite r le piège des m inima locaux. Elle  est 
cependant très lourde, particulièrement si le no mbre de para mètres est im portant. 
Elle nécessit e la mise en place d 'un plan d' expérience précis, définissant les bornes 
et le pas à utiliser pour chacun des paramètres. 
400/5 03

8.3.10.3 Pièges et difficultés 
8.3.10.3.1  Répart ition des mesure s 
La mise en œuvre d' un calage suppose que l'on dispose de mesures des variables 
expliquantes et des variables expliquées . Ces données doivent présenter différentes 
qualités. 
Il est tout d' abord in dispensable que le nom bre de ces mesures soit strictement 
supérieur au  nom bre de paramètres à déte rminer. Il s' agit là d'une contrainte  
mathématique nécessaire ( mais non suffisante) pour assurer l 'unicité de la solution.  
Cette contrainte n'est cependant pas la plus difficile à satisf aire. Il faut en ef fet 
également que les différen tes valeurs mesu rées pour les variables soient réparties 
sur la totalité de leur domaine de variat ion possible. La figure 62 illustre différent s 
cas de "bonne", " mauvaise" et "très mauva ise" répartition des mesures dans le cas 
d'une seule variable explicante x. 
+++++
+
++
++++++++ ++++
bonne distribution mauvaise distribution très mauvaise distributiondomaine de variation 
++++
+
++ ++
++++++++
xy
xy
xy
 
figure62: Exem ples de  bonne et de mauvaises distributions des mesures (x : 
variable ex plicante, y : variable expliquée) . 
Dans le secon d cas, la répartition des mesu res est mauvaise car il y  a beaucoup pl us 
de mesures pour les petites valeurs de x que pour les grandes. De ce fait 
l'importance relative des petites val eurs sera trop forte dans le cal cul des 
param ètres et l'ajustement sera probabl ement mauvais pour les grandes valeurs de 
x. A l' opposé, le dernier poi nt peut con ditionner très fo rtement l' approxim ation. 
Le troisième cas est enco re plus préjudi ciable : il n' y a aucune mesure pour les 
grandes valeurs de x. L' utilisation du modèle dans cette parti e du dom aine de 
variation nécessitera d 'extrapoler l'ajustem ent réalisé pour les pe tites valeurs de x. 
Cette opérati on est d' autant plus incertain e que le m odèle est moins "globalement" 
adéquat (voir figure 63). El le doit être évitée autant que possible. 
 
DP
a++++++++++++
++++++y (variable exp liquée)
x (variable expliquante)
 
figure63: Ajustement des mêmes points par une droite (D) et une p arabole (P). 
Noter l'écart de l'extrapolation en a. 
401/5 03

Il est i mportant de remarquer que ces mauva ises répartitions de points ne sont pas 
des exceptions, mais constituent au contrair e très souvent la règle générale. En 
hydrologie, il est en eff et très rar e que l'on puisse faire des expérimentations (c' est-
à-dire contrôler les conditions expéri mentales, donc les valeurs des variables 
choisies comme expliq uantes) ; on  est généralem ent amen é à se contenter 
d'observations faites in situ et dépendantes  des conditions clim atiques. Or, dans u ne 
série d 'événements réels observés, la répartition des variables expliquantes n'a 
aucune raiso n d'être régulière , ni de couvrir tout le dom aine de v ariation possible. 
Par exem ple on observe beaucoup plus souvent  des petites pluies que  des 
événe ments tr ès forts.  
8.3.10.3.2  Prise en compt e des erreurs et  des incertit udes 
Dans la réalité les v aleurs des différentes  variables expliquan tes ou expliquées ne 
sont jamais connues avec une très grande précision. Chaque grandeur mesurée est 
donc entachée d' une erreur ou d' une incertitude. 
Pour tenir com pte des inc ertitudes de mesures, il est nécess aire d'associer à cha que 
grandeur m esurée une plage d' incertitud e. Par exem ple, on peut représenter sur le 
graphe chaque mesure p ar un rectan gle tenant com pte de l' incertitude. Toute 
fonction qui i ntercepte la t otalité des recta ngles est a priori adéquate, et  il n'est pas 
possible d' être cert ain que l'une d 'entre elle soit signi ficativement meilleure que les 
autres. Par e xemple, sur la figure 64, d'un point  de vue purem ent num érique, la 
droite est tout autant acceptable que la courbe pour  représenter les points m esurés 
sur l' interval le (a - b). La conclusion  peut cependant être différente si un 
raisonnem ent condui t sur  le phénom ène peut  permettre de privilégier l' une ou 
l'autre de s formes de repr ésentation. 
Y
X
ab  
figure64: Prise en comp te des erreu rs et d es incertitu des dan s les ajustemen ts (x : 
8.3.10.4 Utilité du ca lage et stra tégie généra le 
8.3.10.4.1 Utilité et pr incipes généraux 
Si l'on ne s' intéresse qu 'aux volum es et a ux débits de pointe, les m odèles utilisés 
sont sim ples et généralement bien ad aptés. Cependant le ch oix correct des 
param ètres est parfois délicat, particulière ment pour de petites pluies ou lorsque les 
zones perm éables jouent u n rôle im portant  dans la transformation p luie-débit. 
Si l'on s'intéresse aux flux de polluants, il n'est pratiquem ent pas possible de fix er a 
priori la valeur num érique à attr ibuer aux param ètres des modèles. 
Dans ce s situations, un calage effe ctué avec des mesure s de terrain est so uvent 
indispensable et toujours extrêm ement utile. 
402/5 03

Le calage est une opératio n délicate, surtout  lorsque l' on s' intéresse à des chaîn es 
de modèles ayant chacun l eurs propres paramètres. Il est donc utile de mettre en 
place une stra tégie générale  construite. 
8.3.10.4.2 Stratég ie générale 
Dans le cas d' une étude générale visant à étudier les flux d' eau et de polluants 
rejetés par u n système d 'assainissement, la  dém arche générale de calage la plus 
classique est la suivante : 
1. déterm iner u n ou plusieur s hydrogramme journaliers ty pe pour le s eaux usées 
et caler les fonctions de production  d'eau parasite à partir de m esure de débit 
faites par tem ps sec pour différentes journées, si  possibles en différentes 
saisons ; 
2. caler les pert es initiales en recherch ant la plus petite pluie qui  génère un 
écoule ment ; 
3. caler les paramètres des fonctions de  production des sous-bassins versants (en  
utilisant le volume total comme critère) ; 
4. caler les param ètres des fonctions de transfert des sous-bassins versants (et 
éventuellem ent des fonctions de transfer t en réseau) en u tilisant comme critère 
soit le débit d e pointe, soit un critère de ressemblance des hydrogra mmes ; 
5. caler les modèles des dév ersoirs d' orage en recherchant la plus peti te pluie qui 
provo que un  déversement ; 
6. caler les fonctions de pro duction de la polluti on (sans rem ettre en cause les 
volum es d'eau et en utilisant la mass e de pollution co mme critère, ce qui 
revient à cale r sur les concentrations) ; 
7. caler les fonctions de transfert de la pollution en uti lisant co mme critère soit le 
débit m assique de pointe, soit la conc entration m aximum, soit un critère de 
ressemblance des pollut ogrammes. 
En toute rigueur, à chacun e de ses ét apes, le calage doit être effectué en utilisant 
seulement une partie des données disponi bles (envi ron la moitié). La deuxième 
partie, non utilisée pour le calage, sera utilisée po ur la validation du m odèle 
(évaluation d es erreurs et incertitudes résiduelles). 
Un bon test sur l' adéquation des m odèles u tilisés co nsiste à co mparer les valeurs 
des écart s obtenus sur l'échantillon de validation avec les écarts obtenus sur 
l'échantillon de calage. Si  les écarts s ont du m ême ordre de grandeur, on peut 
considérer que les modèles ont été bien choisis et r eprésentent c orrecte ment les  
phénom ènes étudiés. Si  les écart s sont plus importants pour l'échantillon de 
validation que pour l' échantillon de calage, on peut  suspecter q ue la qualité du 
calage est pure ment ac cidentelle et résulte d'une coïncidence, mais que les m odèles 
sont cependant m al adaptés. 
8.3.10.4.3 Conc lusion  générale sur la métho de 
Un calage  optimal n 'a de sens que si l 'on est capabl e d'effectuer  des mesures de 
variables ex pliquantes. Dans le cas contraire le calage risq ue de donne r un 
senti ment de sécurité illusoire du fait qu'il repose sur des outil s mathématiques 
élaborés. 
D'une façon générale, il est préférable de  choisir de s modèles sim ples co mportan t 
peu de paramètres et d 'associer au cal age proprem ent dit une étude de sensibilité du 
modèle. Cette dernière peut, par exem ple, consister à faire varier la valeur attribuée 
à chaque variable expliquante à l' intéri eur de son domaine d 'incertitude (pour l es 
valeurs reten ues pour les param ètres) et à analy ser la variabilité de la grandeur 
expliquée.  
403/5 03

8.4 Bibliographie plus spécifique au chapitre 8  
(voir la bibl iographie générale  à la fin de l’ouvrage) 
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Die Berechnung des Oberflächenabflusses in Ka nalmnetzmodellen . Teil 1 : 
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Korrespondenz Abwasser, 2,  p . 157-162. 
 
Bertrand-Krajewski (coord.), Barraud, Alfakih, (20 01). 
Cours d'Hydrologie Urbai ne.  
DEA "Génie Civil", écol e doctorale "M EGA", INSA Lyon , Laboratoire URGC 
Hydrologie U rbaine,. 
 
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Compte Rendu à l' Académ ie des Sciences de Paris,. 
 
Chocat & Seguin, ( 1986). 
Méthodes d'évaluation de l 'imperméabilisation . 
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Un modèle de simulation des écoulemen ts dans les réseaux d'assai nissement 
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Thèse Docteu r ingénieur,  I NSA Ly on, 304p. 
 
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Calcul simplifié des comp osantes annuelles et événementielles des apports d'eaux 
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Rapport de recherche , INSA Lyon, 7p. 
 
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Méthode simplifiée de reconstitution d'un poll utogramme à partir de la valeur de 
concentration événem entiel le moyenne et  de l'hydrogramme .  
Rapport de recherche Insa, 4p. 
 
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Sciences et te chniques de l'assainisseme nt. 
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Editions C.N. F.P.T., tom es 1 et 2, 320p. 
 
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Etude comparative des résultats fournis  par la méthode de Caquot et le modèle du 
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Un exemple d e l'intérêt des études de sensibilité des modèles hydrologiques.  
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Fondements de l'élaborati on d'une plui e de projet u baine : méthodes d'analyse et 
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Réflexions sur les méthodes de calcul d es réseaux urbains d'assaini ssement.  
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410/5 03

Chapitre 9:  
 
417
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433Métrologie de l’assainissemen t 
 
Table des matières du ch apitre 9 
Introduction  415
9.1 Mesures da ns les s ystèmes d’assainissement 416 
9.1.1 Mesures aux en station d’épuration 417 
9.1.1 .2 Obligations contractuelles :  
9.1.1 .3 Mesure quantitative :  
9.1.1 .4 Mesure qualitative :  
9.1.1 .4.1 En entrée : ____________________________________  
9.1.1 .4.2 Dans la st ation_________________________________  
9.1.1 .4.3 En sortie : _____________________________________  
9.1.2  Mesures aux déversoirs d’orage et e n section courante du 
réseau  
9.1.2 .1 Le contexte réglem entaire :  
9.1.2 .2 Mesure quantitative :  
9.1.2 .2.1 En cas d’ absence d’ influence aval dans l ’écoulem ent:__  
9.1.2 .2.2 En cas de risque d’i nfluenc e aval fréquent: ___________  
9.1.2 .3 Mesure qualitative :  
9.1.2 .3.1 Mesure perm anente: _____________________________  
9.1.2 .3.2 Mesure tem poraire: _____________________________  
9.2 Techniques de mesure en continu des débits  
9.2.1  Mesure d’une hauteur d’eau par limnimètre et transformation 
en débit par une courbe d’étalonnag e Q=f(h)  
9.2.1 .1 Principe de mesure  
9.2.1 .2 Conditions d’utilisation  
9.2.1 .2.1 Relation univ oque hauteur/ débit ___________________  
9.2.1 .2.2 Écoulem ents___________________________________  
9.2.1 .2.3 Construction de la cour be hauteur/débit _____________  
9.2.1 .2.4 Choix d ’un si te de mesure ________________________  
9.2.1 .2.5 Capteurs disponibles ____________________________  
9.2.1 .2.6 Conclusion : ___________________________________  
9.2.2  Vélocimétrie  
9.2.2 .1 Principe de mesure :  
9.2.2 .2 Conditions d’utilisation :   
9.2.2 .3 Transform ation de la vites se mesurée v en vitesse moyenne V  
9.2.2 .4 Choix d ’un si te de mesure  
9.2.2 .4.1 Critère fonda mental _____________________________  
9.2.2 .4.2 Critères co mplé mentaires ________________________  
9.2.2 .5 Capteurs disponibles  
9.2.2 .6 Conclusion :   
411/5 03

9.3 Matériel de mesure des débits par limnimétrie  435
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9.3.5 .3 Conditions générales d 'utilisation 445 
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4469.3.1  Limnimètre à ultrasons aérien  
9.3.1 .1 Principe de mesure  
9.3.1 .2 Mode de fonc tionnem ent des capteurs  
9.3.1 .3 Conditions générales d 'utilisation  
9.3.1 .3.1 Implantation de la sonde _________________________  
9.3.1 .3.2 Exem ples d’utilisation: __________________________  
9.3.1 .3.3 Élém ents de coût : ______________________________  
9.3.1 .4 Reco mmandations pratique s  
9.3.1 .5 Limites d 'application  
9.3.2  Limnimètre à ultrasons immergé   
9.3.2 .1 Principe de mesure  
9.3.2 .2 Mode de fonc tionnem ent des capteurs  
9.3.2 .3 Conditions générales d 'utilisation  
9.3.2 .3.1 Implantation de la sonde _________________________  
9.3.2 .3.2 Exem ples d’utilisation ___________________________  
9.3.2 .3.3 Élém ents de coût : ______________________________  
9.3.2 .4 Reco mmandations pratique s  
9.3.2 .5 Limites d 'application  
9.3.3  Limnimètre bulle à bulle   
9.3.3 .1 Principe de mesure  
9.3.3 .2 Mode de fonc tionnem ent des capteurs:  
9.3.3 .3 Conditions générales d 'utilisation  
9.3.3 .3.1 Implantation de la sonde _________________________  
9.3.3 .3.2 Exem ples d’utilisation ___________________________  
9.3.3 .3.3 Élém ents de coût : ______________________________  
9.3.3 .4 Reco mmandations pratique s  
9.3.3 .5 Limites d 'application  
9.3.4  Capteur piézo-résist if  
9.3.4 .1 Principe de mesure  
9.3.4 .2 Mode de fonc tionnem ent des capteurs  
9.3.4 .3 Conditions générales d 'utilisation  
9.3.4 .3.1 Implantation de la sonde _________________________  
9.3.4 .3.2 Exem ples d’utilisation ___________________________  
9.3.4 .3.3 Élém ents de coût : ______________________________  
9.3.4 .4 Reco mmandations pratique s  
9.3.4 .5 Limites d 'application  
9.3.5  Appareil à ultrasons et ef fet Doppler  
9.3.5 .1 Principe de mesure  
9.3.5 .2 Mode de fonc tionnem ent des capteurs  
9.3.5 .3.1 Implantation de la sonde _________________________  
9.3.5 .3.2 Exem ples d’utilisation ___________________________  
9.3.5 .3.3 Élém ents de coût : ______________________________  
412/5 03

Introduct ion au c hapitre 9 
 
La connaissance des conditions de f onctionnement des sy stèmes  d’assainissement 
par tem ps sec et par tem ps de pluie répo nd à plusieurs  objectifs : 
 
• sur le court term e, opti miser la ge stion des sy stèmes d’assainisse ment 
existants par un diagnostic  permanen t pour réduire  globalem ent les 
flux de p ollution déversés; 
• à moyen et long term e, utiliser des informations sur le milieu natu rel 
et sur le fonctionnement du sy stème d’assainissement, notamment 
par le calage des modèles, pour pr ogrammer l’évoluti on de ce 
système d’ assainisse ment, en particulier en ce qui concerne le niveau  
de traitement des pollutions de tem ps de pluie, en intégrant le ratio  
efficacité/coût et des objec tifs pour  l’amélioration de l’état du m ilieu 
récepteur; 
 
Par te mps sec, c’ est l e suivi des sta tions d’épuration da ns le cadre d e 
l’autosurveillance, co mplété par les missions des SATESE et des services de police 
de l’eau. 
La mesure • répondre aux oblig ations régl ementaires en matière 
d’autosurveillance . Les tex tes rel atifs à l ’assainissement urbain issus 
de la directive européenne de mai 1991 et de la loi sur l’eau de 
janvier 1992  font obligat ion aux maîtres d’ouvrag e d’optim iser la 
gestion de leur sy stèm e d’assainis sement en m inimisant les quantités 
de polluti on déversées au milieu naturel. 
 Par tem ps de pluie, il  convient d’y ajouter la  surveillance des principaux  
déversoirs d’orage et des éventuels ouvrag es délocalisés de traitement de la 
polluti on (dé canteurs, etc. ..). Les conditi ons génér ales de rejets des sy stèmes 
d’assainissement, avec notamment la prise en co mpte de pluies de référence.  
L’autosur veillance réglementa ire s’intéresse essentiellement à ce que le sy stèm e 
d’assainissement rejette au milieu naturel. 
en continu  est nécessaire p our connaître le fonctionnem ent global du  
système d’assainis sement, sa réa ctivité face  aux diverses  situat ions 
pluviom étriques et hydrologiq ues. D’ou vienne nt les débits ? comment se 
propagent-ils ? qu’est-ce qui est dé versé  et qu’ est-ce qui est épuré?  
Ce ty pe de dém arche coûte cher en inves tissement e t plus encore en maintenan ce. 
Les phases de démarrage sont souvent  problém atiques. Cela exige des moyens 
financiers et humains, de la ri gueur et de la persévér ance. La métrologie doit être au  service de l’us age qu ’on en attend. C ’est pourqu oi il est 
essentiel d e bien poser les attentes préal ablem ent à toute dém arche visant à mettre 
en place des é quipem ents métrologiques. 
Pourqu oi mesurer ? Comment mesurer ? Quels sont les investissements et les coûts 
induits pour pérenniser l’i nstallation et garantir la qualité des résultats. Comment 
assurer la validation, l ’exploitation et l’utilisation des données collectées ? 
Avant de s’e ngager dans l’opération, le maître d’o uvrage doit  impérativement 
connaître et accepter tous ces éléments, qui sont une c onditi on de ré ussite. L’ intérêt 
doit lui  en être dém ontré. 
415/5 03

9.1 Mesures dans les sy stèmes d’assainissement 
Le sy stème d'assainis sement com prend: 
• Un réseau de collecte (voir 9.1.2) 
• Des déversoirs d' orage (voir 9.1.2) 
• Des ouvrages délocalisés de traiteme nt de la polluti on de tem ps de 
pluie (pour l es ouvrages sur réseaux unitaires, voir 9.1.1) . Pour  le 
pluvial strict, la  problématique de mesu re es t identique à, celle des 
ouvrages sur réseau unitaire. 
 
• La connaissance du fonctionnem ent du système d 'assainissement pour  
optim iser la gestion des ouvrages exis tants et réd uire les flux déversés 
(diagnostic p ermanent). 
Rappel du contexte réglementaire : 
Auquel il fa ut ajouter la  possibilité de  contraintes spécifiques mentionnées dan s 
l'arrêté d 'autorisation au titre de la loi su r l'eau, notamment dans le cas de milieux  
récepteurs fra giles ou d'usages de  l'eau particuliers à l 'aval.  
 
• Une station d'épuration (vo ir 9.1. 1) 
Les objectifs  de la mesure en continu sont: 
 
• Le contrôle d u bon fonctio nnement des ouvrages d' épuration 
• Le respect de s exigences r églementair es et contractuelles. 
• L’aide à la dé finition d’une  stratégie pour faire évoluer l' assainissement de 
l'agglo mération (traitement des eaux de  temps de pluie en particulier). 
 
Il est issu de la loi sur l' eau et de ses textes d' applicatio n: 
• Décret du 3 juin 1994 relatif à la collec te et au tr aitement des eaux 
usées 
• Arrêtés techn iques du 22 décem bre 1994 relatif à la surveillance des 
ouvrages de collecte et de traitement des eaux usées. 
• Reco mmandations du 12 mai 1995 po ur l'application du décret du 
3 juin 94 et des arrêtés du 22/12/ 94. 
• Arrêté du 21 j uin 1996 pour les petites stations d' épuration. 
• Circulaire du 6 novem bre 2000 relativ e à la surveillance des ouvrag es 
de collecte et de traite ment des eaux usée s. 
 
Et aussi, le cas échéant, d es obligations c ontractuelles : par exem ple, la conformité 
avec des objectifs définis par les agences de  l'eau en ce qui concerne le suivi des 
performance s des sy stèmes d’ assai nissement. Ces exigenc es peuvent être 
différentes des strictes contraintes réglementaires. 
416/5 03

9.1.1 Mesures en st ation d’épuration 
 
La conception, la réalisati on et éventue llement l’exp loitation du systèm e de mesure 
sont effectuées selon les cas par le ge stionnaire du  service d’assainissement, ou 
confiées à un exploitant, ou un bureau d’étude externe, ay ant des com pétence s et 
des moyens techniques po ur concevoir et installer le  système de mesure. Le p lus 
souvent, c’es t l’expl oitant  de la station d’ épuration qui va assurer la collecte, le 
stockage, la validation et l’exploitation des données, nécessair es à l a bonne gestion  
des ouvrages. La maintenance des capteur s sera réalisée selon les cas par 
l’expl oitant d es ouvrages épuratoire s ou le prestataire de service. 
9.1.1.1 Obligations réglementaires 
Référenc e principale  : Arrêté du 22/12/ 94 relatif à l’au tosurveillance (et arrêt é du 
21 jui n 1996 pour les petit es stations d’épuration).  
 
Trois classes de stations de traitem ent sont différe ntiées au moyen de la charg e 
brute de poll ution reçue par jour évaluée en DBO5 :  
 
• Stations les p lus im portantes (fl ux > 600kg/jo ur soit 10.0 00 eq hab): 
Mesure des débits en co ntinu  et pr élève ments a sservis au débit en  
entrée et sorti e 
 
• Stations de taille moyenne (flux entre 120 et 600kg/jour soit entre 
2.000 et 10.0 00 eq hab): Mesure des débits en continu en sortie et 
prélève ments asservis au débit en entrée et sortie 
 
9.1.1.3 Mesure quantitative : • Petites stations (flux < 120kg/jour so it moins de 2.000 eq hab): Pas 
de contrainte globale en matière de  suivi, hors cas particulier (m ilieu 
récepteur fragile). Il est souhaitable de prévoir un dispositif de 
mesure du débit en sortie ( seuil à fond p lat par exem ple). 
9.1.1.2 Obligations contractuelles : 
Par exem ple, conform ité avec des objectifs définis par les  agenc es de l'eau en ce 
qui concerne  le suivi des perform ances de  la station d’ épuration. Ces exigence s 
peuvent être différentes des strict es contraintes régl ementaires de 
l’autosur veillance.   
Ces éléments permettent de calculer  les pri mes ou  les pénalit és applicables  au 
maître d’ouvr age  par rapport à des objectifs prédéfinis. 
Les contraintes liées aux conditi ons de mesure  sont à prendre en compte lors de la 
conception d’ouvrages neuf ou de la réhabilitation d’ouvrages  anciens. L es 
recommandations qui su ivent sont adapté es aux config urations usuel les.  
Pour les cas particuliers, une étude spéci fique est reco mmandée. Le choix de la 
technologie de mesure d écoulera d’une analy se multicritères qui dépassera la 
simple notion  de prix  d’investissement et  de précision de la m esure pour ab order 
aussi la maintenance, la fiabilité et  les coûts globaux de fonctionne ment. 
 
• Mesu re de débit en en trée : toute technique simple adaptée à la 
configuration  du site au niveau de l’arrivée des ef fluents (limnimètrie, 
débit des po mpes ou des vis de relevage, etc.). 
417/5 03

• Mesu re de débit en sortie  : dispositif  de mesure pré-étalonné à fond plat 
(canal Venturi ou  éq uivalent et mesure  de la hauteur par ultrasons aériens). 
 
9.1.1.4 Mesure qua litative : 
9.1.1.4.1 En entrée :   
Préleveur permettant de co nfectionner un échantillon moyen journa lier. Un double 
des échantill ons prélevés doit être conser vé au froid pendant 24h en vue d’une 
analy se éventuelle. Ce ty pe de dispositif peut être mobile sur les petites stations.  
Objectifs  : Connaître ce q ui entre dans la st ation et calcul de rendement entrée 
/sortie.  
Difficultés : Obtenir un échantillon moy en représenta tif de l’eff luent brut qui est  
non homogène (fraction décantable i mportante). 
Attention, l ’effluent est très chargé, il est donc difficile de confectionner un  
échantillon moy en représentatif. Il faut choisir une zone de brassage. Prélever au-
dessus du fo nd (tiers de la hauteur minim ale à partir du  bas p ar exem ple). Un  
prélève ment sans crépin e per met de  diminuer le risque de ségrégation des 
particules (la crépine peut jouer le rôle d’ un filtre). L’absence de  crépine peut êt re 
la cause de bouchages du t uyau d’aspiration pa r des flottants. Le cy cle de purge  du 
préleveur pou r netto yer le tuyau d’aspiration est très im portant. 
 
Sondes de mesure en continu (p otentiel redox, o xygène dissous, dosage de sels 
métalliques p our la déph osphata tion p hysico-chim ique, etc.).  
Objectifs : Optim iser la gestion de l ’épuration des effluents. 
Difficultés : Réagir à la variabilité (caracté ristiques phy sico-chim iques et débits). 
9.1.1.4.3 En sortie :   
L’objectif principal est la mesure des con centrations des paramètres de la pollution 
dans les rejets épurés pour vérifier la  conformité à l’au torisation de rejet 
(concentrations, flux, rendements ép uratoi res) et  au c ahier des charge s des 
l’expl oitant. Ces données sont aussi utiles pour  perm ettre à l’expl oitant des 
ouvrages d ’optimiser les traitements épuratoires.  
 • Équipement des by-pass sur la statio n : lim nimètrie avec dispositif de 
mesure pré-étalonné ou utilisation d’une courbe hauteur -débit locale 
construite pour l’orifice ou le canal de rejet. 
Sur les gros  ouvrages il est reco mmandé de co mpléter cet équipem ent par des 
sondes de mesure en continu, utiles à l ’exploitant pour optim iser la gestion de la 
station (en règle générale, l’expl oitant i nstalle et gère lui-m ême ces sondes qui sont 
destinées à son usage).  Ces sondes perm ettent de fournir en te mps réel (ou  très 
légèrement différé) des inform ations qui vont permettre d’op timiser la gestion de la 
station d’épu ration. Par exem ple évalu er les flux de matières organiques à traiter 
par la mesure en sem i-continu du carb one organiq ue ou bien dét ecter la présence 
de substances toxiques po uvant m ettre en pé ril la fl ore bactérien ne de la stati on 
biolog ique dans les effluents par un  test de tox icité globale ou  des son des 
spécifiques a daptées aux risques potentiels. 
9.1.1.4.2 Dans la station 
Aux différentes étapes du dispositif épur atoire:  
418/5 03

Les effluents épurés sont hom ogènes, il est plus facile de confectionner  un 
échantillon moyen représentatif. La mesure en continu présente peu d’intérêt,  
puisque le traitem ent est achevé.  
 MESURES EN STATI ON D’ÉPURATION Seuls les  prél èvements analysés en la boratoire ont valeur de constat. En  2001, la 
mesure en continu n ’est pas opposable via des normes ou des text es réglementaires, 
bien qu ’une évoluti on soit souhaitable.  
Toutefois, si les parties co ncernées ( maître d’ ouvrage, agence de l’eau, exploitant  
et servic e de police de l’eau) l’ accept ent, les mesures alternati ves peuvent être  
utilisées pour des constats ou des bilans . 
 
Intérêt s 
  
Difficultés 
 
Surveillance facile, personnel disponible et 
sur place. 
Site protégé du vandalism e, accè s rapide, 
confort d ’utilisation. 
Emplacement de mesures en principe 
prévus dès la conception . 
  
Obtenir un échantillon m oyen 
représentatif en entrée. 
Mesure des d ébits et prélè vements 
pas toujours f acile en entrée    Mesure de
débit en
sortie de
station
d’épuration :
Dispositi f
limnimétrique
classi que de
type c anal
Venturi à
fond plat  et
cont racti on
latérale
 
419/5 03

9.1.2 Mesures aux déversoirs d’ orage et en section courante 
du réseau  
On peut y avoir recours po ur des prestations diverses : 
Le prestataire de service p eut réaliser to ut ou partie de ces différentes tâches. Il est 
bien sûr po ssible d’avoi r plusieurs t ypes d’in tervenants pour   ces missions 
(conception, réalisation, exploitatio n). Attention, les objectifs aff ectés  à ce ty pe de 
démarche devront être particulièrement ciblés  dès le d épart car les coûts sont élevés 
(prix d u matériel, conditi ons de trava il en réseau, maintenance, validation et  
exploitation des résultats, etc.).. 
Sur le plan réglem entaire, il est dem andé de m esurer ou d ’évaluer ce qui est 
déversé au milieu naturel. Ce  type de démarche est néces saire mais insuffisant pour 
comprendre le fonctionne ment global d es réseaux d’assainissement et dans certain s 
cas en assur er la gestion en te mps réel. Par exe mple, l’évaluation des débit s 
déversés doit autant que po ssible être co mplétée par des inform ations sur les déb its 
collectés et leur propagatio n dans le réseau. La conception, la réalisati on et éventue llement l’exp loitation du systèm e de mesure 
sont réalisées par le gestionnaire du se rvice d’assainissement ou confiées à un 
exploitant ou  un bureau d’étude extern e, ay ant des compétences et des moyens 
techniques dans le do maine de la mesure . il peu t réaliser tout ou partie des 
prestations su ivantes : installer, gérer et  assur er la maintenance de s capteurs  ainsi 
que la collecte, le stock age, la valida tion et le cas échéant l’exploitation des 
données. L ’exploitant de la station d’ép uration et/ou du système de collecte est le 
principal utili sateur de la mesure permanente transm ise en tem ps réel. 
Déverseme nt
de temps d e
pluie en
réseau
unitaire .
Ecoulemen t
quasi
lamina ire
 
Mesur es temporaires  : diagnostic de tem ps sec et d e temps de pluie, équipements 
provisoires en déversoirs d’orage po ur quantifier des volumes et des flu x de 
polluti on, co nstruire ou vérifier les co urbes hauteur/débit, étalonnage de matériel 
en place, etc 
 
Mesur es pe rmanentes  : Conception de s équipem ents et de la chaîne de mesure à 
mettre en place dans le déversoir, réalisation des travaux et  implantation du  
matériel, exploitation des d onnées, maintenance, etc 
 
9.1.2.1 Le contexte réglementaire : 
Référenc e principale  : Arrété du 22/ 12/94 relatif à l’autosurveillance 
420/5 03

Trois classes de déversoirs sont différen tiées au m oyen de la  charge brute d e 
polluti on org anique (DBO5)  collectée par le tronçon de réseau où l’ouvrage est 
implanté 
 
D.O. les plus importants  (flux > 60 0kg/j our soit envir on 10.000 eq hab):  
 
9.1.2.2 Mesure quantitative : 
9.1.2.2.1 En cas d’absenc e d’inf luenc e av al dans l’éc oulement :  Mesure des d ébits en continu et estim ation des flux déversés en MES et DCO 
D.O. intermédiaires  (flux entre 120 et 600k g/jour s oit entre 2.000 et 10.00 0 eq 
hab): Estimation des pério des de dé versem ent et des débits rejetés 
Petits D.O . (flux < 120k g/jour soit moins de 2. 000 eq hab): Pas de contrainte 
générale en matièr e de suivi, hors cas particulier ( milieu récepteur fragile). 
Recherche r systématiquement, voire cr éer des emplacements qui perm ettent 
d’utiliser la li mnimétrie par ultrasons aérie ns (absence de contacts entre le capteu r 
et les effluent s, faible coût, fiabilité, mai ntenance réduite).  
A défaut, s’ orienter vers d’ autres disp ositifs de m esures qui vont nécessiter une 
maintenance plus importante. 
On aura reco urs à la li mnimétrie (par ul trasons aérien s sauf excepti on). 
Contraintes h ydrauliques  : Emplacement des équipements à choisir par rapport à  la 
configuration du site : Si possible tronçon rectiligne de section et pente constantes. 
Plusieurs possibilités de choix s’offrent pour l ’implantation de la station de 
mesure : Dans l’écouleme nt permanent du co llecteur principal, au droit du seuil  de 
déversement ou bien dans la conduite d’évacuation vers le milieu naturel. 
 
Critères de choix  : Caractéristiques  hydrauliques (recher cher les meilleures 
conditions d’écoulem ent p our le site d e mesure), o bjectifs de la mesure, accès, 
place disponible, risque de submersi on du m atériel, réseaux  EDF et PTT, 
vandalism e, etc.  
Attention, le site parfait n’existe pa s. Trouver l e moins mauvais compro mis 
entre tout es les contraintes . Le plus souvent, les critères à privilégier sont la 
facilité de maintenance et la robustesse du m atériel.  
Le critère «coût d’investissement», usuellem ent utilisé pour  faire les choi x 
d’investissement est souvent à l’usage  négligeable devant les coût ind uits par 
l’utilisation d u matériel (maintenance, étalonnage, traitement et exploitation  des 
données).  
Ne pas hésiter à reprendre le génie civil si nécessaire pour obtenir une mesure 
perm anente fiable, économique et repr ésentative (concept de la cham bre de 
mesure, c’ est à dire prendre en com pte ce besoin lors d es phases de conception). 
9.1.2.2.2 En cas de risque d’inf luenc e av al fréquent :  
En D.O . , plus de 10 % du temps de déversem ent : utiliser une technique de m esure 
à partir de la véloci mètrie.  
En section co urante  : Le choix du t ype de matériel  dépendra de l ’utilisation de  la 
mesure. Par exem ple, il pe ut être parfois suffisant de savoir si le collecteur est  en 
charge. 
 
421/5 03

Accorder une priorité au critère d’accessi bilité et de confort pour les agents de 
maintenance.  Un véloci métre immergé  en permanence dans  l’effluent néces site d e 
nombreuses interventions s ur le matéri el (de l’or dre d ’une par sem aine). 
9.1.2.3 Mesure qua litative : 
Forte variabilité des caract éristiques phy sico-chim iques des effluents pendant les 
déversements de tem ps de pluie. Ceci n écessite d’ avoir recours  à la  mesure  en 
continu (séquentiel à pas de tem ps réduit) ou à des prises d’échantillons par 
préleveurs multiflacons. 
9.1.2.3.1 Mesure permanente:   
Utilisation de la mesure op tique (turbidi métrie) pour évaluer les concentrations en 
MES et DCO. La corrélation est à établir spécifiquement pour chaq ue site. 
 
MESURE QUALITAT IVE PERM ANENTE EN RESEAU 
 
Intérêt s 
  
Matériel pouvant être fiable, robuste  
et autonetto yant. 
Résultats disponibles en te mps réel 
(turbidim ètre=outil de gestion des 
ouvrages de d épollutio n) 
Certains modèles ad metten t de long ues 
périodes de n on-fonctio nnement  sans 
subir de m odification des 
performances. 
  
Maintenance régulière à prévoir (sur site et 
en laboratoire) pour netto yage, réglage et 
étalonnage.
Coût global  pouvant  être élevé 
(cam pagnes d e mesures de 
corrélation+maintenance)   
Campagnes d e mesure indispensables av ec 
préleveur séquentiel m ultiflacons pour 
construire les courbes de c orrélation  
turbidité/ME S et turbidité/ DCO 
.  
Si la mesure est permanente, il peut être 
nécessaire de distinguer te mps sec et pluie. propres à 
chaque site
Absence de r éactifs chimiques  
Coût d ’investissement faible (5à 8 K€)
 
9.1.2.3.2 Mesure temporaire:   
Matériel : Préleveur échantillonneur séquen tiel m ultiflacons. Les prélèvements sont 
déclenchés p ar un signal extérieur qui correspon d au début des déversements 
(contact sec au niveau du déversement ou ha uteur d’ eau mesurée par le li mnimètre 
associé)  ou à  toute autre para mètre adapté à l’ étude (dépasse ment d’ une valeur 
seuil de débit ou de vitesse par exem ple). 
 
Utilisation du préleveur (+ mesure de débit) : 
 
• Évaluer les flux déversés lors d’une  pluie. Technique utilisable sur 
une courte pé riode, de q uelques j ours à quelques m ois pour anal yser 
un certain no mbre de déversements, associés à des ty pes de pluie.  
• Caler un modèle hydraulique qualitatif. 
422/5 03

• Réalis er le  cas échéant des an alyses co mplémentaires sur l es 
substances indésirables (micropo lluants,  métaux) ou les nutriments 
(azote ammo niacal, phosphore) ou t out autre paramét re spécifique. 
• Construire o u vérifier les courbe s de corrélation d’un tur bidimètre. 
Au m inimum 20 à 40 points, sur une la rge gamme d e concentration 
perm ettent généralement d’étab lir une courbe de corrélation. 
Attention, les courbes de corrélati on ne sont pas transposables d’un 
site à l’autre 
 
MESURE QUALITAT IVE TEMPORAIRE EN RESEAU AVEC 
PREL EVEUR ECHA NTILLONNEUR 
 
Intérêt s 
  
Matériel fiable, robuste 
et mobile. 
 
Programmation sim ple 
Coût d’investissement faible   
 Maintenance régulière à prévoir (si 
fonctionnem ent sur batterie, une visite pa r 
semaine)+net toyage crépine dans le collecteur 
et entretien usuel. 
Coût global  pouvant  être élevé (maintenance 
y com pris w eek-end+analyses )  Difficultés 
S’installe dan s un regard 
 
(4,6 K€)  
Intervention r apide sur site après chaque pluie 
à analy ser (évolutio n rapide  des 
concentrations à te mpérature a mbiante ).  
 
NB : Les éléments de coût donnés dans ces pages sont des ordres de grandeur 
établies en 2000. Leur vale ur en eu ros a été arrondie après  conversion. 
423/5 03

9.2 Techniques de mesure en continu des débits 
 
Conditions h ydrauliques rencontrées: 
• Régim e hydraulique variable sur une  même station de mesure (fluvial, 
critique, torrentiel). 
Conséquences : 
•  
• Écoule ments à surface libr e. 
• Débits et vi tesse s variab les co mprises entre zéro et des val eurs très  
importantes (ratio de tem ps de pluie/ débit m oyen tem ps sec de l’ordre de 
100). 
• Écoulem ents hétérogènes (remous, tourb illons, etc). 
• Sites généralem ent non prévus po ur la mesure (optim um : tronçon 
rectiligne de  longueur s upérieure à vingt  fois  le diamètre , pente 
longit udinale et section transversale con stantes). 
 
A l'exception des mesures en sortie de  station d' épuration par des m oyens 
adaptés aux gammes de débits rencontr ées et dan s le respe ct strict de  
condition de pose et de maintenance (précision < 5 %), l’incertitude que  
l'on peut attendre des m esures de débits  dans les sy stèmes d'assain issement 
est élevée (20 à 30% , voire plus).  
• Il est donc complètem ent inutile d' investir dans du matériel sophistiqué 
potentiellement très précis dans des conditions de laboratoire (< 1 %).  
L’incertitude du m atériel de mesure n’est qu’un élément de l’in certitude 
globale sur la déterm inatio n du débit. A ce sujet, on rappelle la rè gle des 5  
M présentée dans Mesures en hydr ologie urbaine et assainissement . Les 
sources principales d’i ncertit ude dans le  processus de mesure sont liées à la  
Main d’œuvr e (personnel q ualifié), au Milieu  (conditions  
d’environnement, variati ons de te mpérature, su bmersion, et c.), à l a  
Méthode  (représentativité de ce qui  est mesuré), à la Matièr e mesu rée 
(caractéristiq ues fluctuantes) et  au Matériel de  mesur e (incertitude et 
conditions d’utilisation).  
 
Les différent es méthodes de mesur e des débits : 
 
4 méthodes d ifférentes :  
 
• Mesure d’une hauteur d’eau  par un lim nimètre et  transform ation en 
débit par utili sation d’une courbe d’étalonnage Q=f(h) (voir 9.2.1.). 
• Dilution par un traceur chimique  (cité pour m émoire). Injection d’un 
traceur chi mique à débit constant puis analy se des concentrations  
après mélange. Adapté aux cam pagnes de m esures ponctuelles p our 
des forts débits ou sur des sites peu accessibles. 
 • Mesur e de vit esse et de hauteur d’eau dans l’écoulem ent (voir 9.2.2.). 
• Jaugeage volumétrique  (cité pour mémoire). Mesure du tem ps de 
remplissage d’u n récipient de vol ume connu.  Adapté aux cam pagnes 
de mesures ponctuelles po ur de faibles débits 
424/5 03

Critère de choix de la  technique de mesure : 
 
La vélocim étrie est une technique de mesure plus  complexe et d’un coût  global 
plus élevé que de la limnimétrie . 
 
Pour les équi pements permanents, préférer  systém atiquement la lim nimétrie à la 
vélocim étrie lorsque les deux tec hniques sont envisag eables.  
 
Par contre, pour vérifier un dispositif exis tant, utilis er dans la mesure du possible 
une autre technologie que celle déjà en place.  
 
OUI : 
Limnimétri e 
 
NON  : 
Vélocimétrie 
+ limnimètrie   
 relation univoque 
entre hauteu r et débit
(pas d' interaction de
l'aval vers l'am ont, mise
en charge rar e) 
 
425/5 03

9.2.1 Mesure d’une hauteur d’eau par limnimètre et 
transformation en débit par une courbe d’étalonnage 
Q=f(h )  
9.2.1.1 
9.2.1.2.1 Principe de mesure 
Évaluer le débit Q à partir d’u ne mesure de hauteur d’eau h et de la connaissanc e
de la loi Q = f(h).   
La mesure d’une hauteur d ’eau à un  instant t perm et de déduire le débit instanta né 
de l’écoulement à ce moment. 
9.2.1.2 Conditions d’utilisa tion 
Relation un ivoque hauteur/d ébit 
Il est im pératif d’av oir une   entre les vitesses d’écoulem ent et la 
hauteur d ’eau. Ceci cond uit à une rel ation univoque entre le débit et la hauteur 
d’eau en régime per manent uniforme, ce  qui es t rare ment l e cas en ré seau 
d’assainisse ment (voir figure ci après). Sonde à ultrasons aéri ens à
l’aval d’une  lam e déversante
(collecteur principal au fond). L a
section et la pente son t
homogènes. La son de es t
suffisamment éloignée pou r
éviter les re mous à l’ aval du seuil
 
relation univoque
 
En aucun ca s, il ne doit y  avoir d’influence de l’a val vers l’amont , qui vien drait 
fausser l a relation établie entre hauteur d’ eau et débit, par exem ple rem ontée de la 
rivière dans la conduite ou  engorgem ent d’un collecteur aval. 
La transformation de la hauteur d ’eau me surée en d ébit est possible uniquem ent en 
écoulem ent libre, lorsqu ’il n’y a pas d’ influence aval (une re montée d’ eau par 
l’aval va sur estimer le débit m esuré pa r rapport au  débit réel d e l’écoulem ent). 
Dans certaines conditions , en particuli er pour les débits très im portants, il est 
essentiel de valider soigneusem ent la mesure de hauteur et les conditions 
d’écoulem ent avant de tr ansformer cette hauteur mesurée en débit par la courbe 
d’étalon nage. 
9.2.1.2.2 Écoulements 
En réseau un itaire les déb its sont très variables. Les débits i mportants (tem ps de 
pluie notamment) provoquent des rem ous et autres perturbations h ydrauli ques 
(conséquence : régime très turbulent d onc vitesses d’écoulem ent n on parallèles sur 
la section de mesure, remous). La rela tion hauteur/ débit devient  tem porairement 
non univ oque .  
 
426/5 03

Dans le  cas de mesures en réseau ou sur déversoirs, vérifier qu e les conditions 
d’écoulem ent pour les débits faibles à moyens sont co mpatibles avec l’utilisation 
d’une sim ple mesure de hauteur pour  calcu ler un débit. Il convient d’être très 
pragmatique pour ce qui concerne les fort s débits (donc les v itesses élevées). 
Quelle que so it la technologie de mesure, les écoulements torrentiels à surface lib re 
en réseau génèrent des ph énomènes totale ment i mprévisibles et  l’exactitude de la 
mesure ( écart entre la val eur vraie du débit et la valeur calcul ée à partir d e la 
hauteur d’ eau) s’ en trouve affect ée. 
 
La courbe d ’étalonnage Q=f(h) est la relati on entre le niveau et l e débit dans une 
section donn ée d’un chen al d’écoulement à surface libre. Cette courbe hauteur-
débit est spécifique au site de mesure. En régim e permanent et uniform e, ce qui 
n’est généralem ent pas le cas  en ré seau d’ assainisse ment en te mps de pluie , la 
courbe est bi univo que (à une hauteur c orrespond u n débit u nique). En pratiq ue, la 
courbe form e une bo ucle entre crue et décr ue (cf. courbes ci après) mais elle est 
assimilée à une courbe biu nivoque et l’on ne tient p as compte de la dy namique de 
l’écoulem ent. Le régime est supposé perm anent d ans l’intervalle de tem ps qui 
sépare deux mesures. A une hauteu r d’eau corr espond do nc un débit . Les 
conditions réelles étant sensiblem ent diffé rentes des conditions théoriques idéales,  
l’incertitude sur la valeur du débit calculé peut être élevée.  
 
figure65: Relation entre le débi t Q et la hauteur d’eau h au cours d’une crue. 
Extra it de Mesures en hydrologie urbaine et assai nissem ent 
 
9.2.1.2.3 Construc tion de la c ourbe hauteur/d ébit 
La courbe d’é talonnage pro pre au point d e mesure permet de transformer la hauteur 
d’eau m esurée en débit [ Q = f(H)] . Elle peut être obtenue de plusie urs manières : 
• Utilisation de lois hydr auliques (Manning-S trickler ou formules d e 
déversoirs) 
• Jaugeage au moulinet (mesures ponctu elles des vitesses) sur des débits 
faibles à moyens + extrapolation 
• Traçage chi mique (injection d ’une substance chimique et mesure des 
concentrations) 
• Vélocimétrie (cam pagne tem poraire av ec débitmètre Doppler par exem ple) 
• Utilisation de dispositifs pré étalonnés  à contraction latérale (canal 
Venturi) ou e n mince parois (seuil  rectan gulaire, triangulaire ou aut re) 
 
427/5 03

Hors conditions d’écoule ment norm alisées (vitesse, hauteur d’e au, topograp hie, 
etc.), les causes d’erreur sont m ultiples et peuvent être im portantes.  
Dans des con ditions usuell es en collecteur,  l’incertitude sur le débit instantané est  
rarement meilleure que 20%  et peut être tr ès nettement supérieure pour les forts ou  
les très faibles  débits.  
On vérifiera sy stématiquement, m ême de façon très ponctuelle, la validité de la 
courbe hauteur/débit  utilisée. Une aut re technique de mesure (véloci métrie par 
exemple) per mettra un contrôle si mple et efficac e. 
 
Jaugeage d’un déversoir  au vélocimétre
électro magnétique portable.
La mesure d’un certain no mbre de vitesses
ponctuelles sur la section m ouillée perme t
de calculer le débit à l’i nstant t.
La hauteur d ’eau dans l’écoulement doi t
rester constan te pendant la durée d u
jaugeage.
On co mparera le débit mes uré par cette
technique au débit calculé par le
limnimétre à ultrasons aéri ens implanté
dans le réseau quelq ues mètres en a mont
pour vérification de la cour be
hauteur/débi t
 
428/5 03

Dans les deux exem ples ci dessous, la loi th éorique a été construite à l’ aide de la 
form ule de Manning-Strick ler et des caracté ristiques du collecteur ( pente i, rugos ité 
des parois k et se ction). Le cal age e st réalisé en faisant varier k et i. En pratique, 
pour u ne haut eur d’eau h, on fait toutes les hy pothèses plausibles afin d’obtenir  un 
même débit par les deux techniques de mesure. 
figure67: 2) Courb e d’étalonnage Q=f(h) établie à partir de mesures ponctuelles 
au vélo cimétre po rtable (exp loration du cham p des vitesses)   
figure66: 1) Courb e d’étalonnage Q=f(h) établie à partir de mesures au 
vélocimétre à effet  DOPPLER 
 
429/5 03

9.2.1.2.4 Choix  d’un site d e mesure 
9.2.1.2.4.1  Critères fonda mentaux 
A l’amont d’ une chute d’eau ou dans de s secteu rs suffisamment pentus pour 
qu’une intera ction de l’av al vers l’am ont soit très  rare, même lors d’ événements 
pluvieux  intenses. Pente longitud inale et section constantes. 
Critères co mplém entaires 
- Topographie : En collecteur, tronçon rectiligne  sur une lon gueur 
supérieure à 20 fois la largeur ou le  diam ètre. Sur u n seuil horizontal, 
vitesses d’ écoule ment si possible perpendiculaires au seuil. 
- Objectifs de l’étude (mesure te mporair e ou perm anente, te mps sec ou 
pluie, inform ation ou gestion, etc)  
- Facilité d’ accès, coût d’ aménagem ent du poi nt de m esure et d’achat de 
matériel, sécu rité, réseaux disponib les,etc 
9.2.1.2.5 
• Capteurs dispon ibles  
Limnimètre à ultrasons aériens (voir 9.3.1.). 
• Limnimètre à ultrasons immergés (voir 9.3.2 .). 
• Limnimètre “ bulle à bulle ” (voir 9.3.3.). 
• Capteur piézo-résistif  (voir .). 
9.2.1.2.6 Conc lusion  : 
La lim nimétrie est une tech nique de mesure sim ple, que l’o n recommande d ’utiliser 
autant que possible, mais exclusivement lorsque le critère fondam ental (absence 
d’influence aval) est resp ecté  (hors év énem ents très exceptionnels). Le choix 
effectué sera alors un com promis entr e toutes les contraintes. Pour de la  mesure 
permanente, la priorité est  donnée à ce qui relèv e du fonctionnel : Accessibilité,  
maintenance , conditions de sécu rité. 
 
MESURE DES DEBI TS PAR LI MNIMETRIE 
  
Mesure sim ple (hauteur d’e au). 
Étalonnage facile des sondes de 
mesure de hauteur. 
Peu onéreux  
Difficulté pour construire puis étalonne r 
une courbe h auteur/débit f iable dans tou tes 
les gammes d e hauteur ou de débit 
rencontrés. 
Vérification au m oins ponctuelle de la 
courbe par un e autre technique de m esure 
indispensable  
 9.3.4
Intérêt s 
Possibilité d’éviter le contact avec 
les effluent s (US aériens).   
 
430/5 03

9.2.2 Vélocimétrie  
9.2.2.1 Principe de mesure : 
La vitesse moyenne d ’écoulem ent V est généralement dédu ite d’une ou plusieurs 
mesure s de vitesse s locale s v sur une partie de la section m ouillée  
[ V = g(v)]  
9.2.2.2 Conditions d’utilisa tion : 
« Mesure en écoulement quasi  laminaire » 
La vitess e moyenne V est  calculée gén éralement à partir de mesures de vitesses 
moyennes ou maximale s (v) sur un fais ceau vertic al ou oblique  ou bien une corde 
horizontale situées dans l’ écoulem ent. L’exactitude  sur la m esure de v puis la 
form ule qui perm et de définir V, vitesse moyenne dans l’écoulement à partir de v 
sont fortem ent dépendantes des conditions d’écoulement. 
 La véloci métrie [Q = V X S]  consiste à évaluer le débit Q à partir de la vitesse 
moyenne V de l’écoulement au niveau de la section m ouillée S 
La mesure d’une hauteur d’eau h à un instant t par li mnimétrie perm et de déduire 
la section mouillée à ce moment [S = f(h )]. 
La mesure de hauteur et le passage de la  hauteur à la section mouillée ne posent pas 
de difficultés particulières.  
Par contre, la mesure de v itesse et la tr ansform ation de la vitesse mesurée (v) en 
vitesse moyenne (V) sur la section m ouillée peu vent être la cause d’ erreur s 
importantes 
 
Un écoulem ent lam inaire (vitesses parallèle s entre elles) ou peu  perturbé per met 
d’obtenir u ne précision de mesure o ptimale, bien que difficile à quantifier. Si 
l’écoulem ent est turbulent, les vitesses i nstantanées sont variables.  La valeur de  la 
vitesse utilisée pour calculer le débit est la moyenne de valeurs instantanées 
mesuré es sur une durée m inimale souhaitable de 30 secondes. 
 
 Écoulem ent 
turbulent ne 
permettant 
pas de 
réaliser une 
mesure de 
débit dans de bonnes conditions .  
431/5 03

pluie notamment) provo quent des rem ous et tourbillons. Les mesures réalisées 
pendant ces périodes ont une précision moins bonn e car les grandeurs mesurées 
(vitesse et hauteur) sont elles même t rès variable s à des  échell es de t emps très 
courtes, inférieures à la seconde.  
 
9.2.2.3 Transformation de la vitesse mesurée v en vitesse moyenne V 
• Cam pagnes de mesures ponctuelles sur site p ar Jaugeage au  
vélocim ètre portable (m esures ponctu elles des vitesses sur des débits 
faibles à moyens + extrapolation) ou bie n traçage chimique  (injection  
d’une substance chim ique et mesure des concentrations sur les déb its 
importants) . Perfor mant mais cher et difficile à mettre en œuvre hors  
conditions de débits artificielles  donc peu utilisé en pr atique . 
 Dans le ca s de m esures  en réseau ou su r déversoirs, il faut  que vérifier les 
conditions d’écoulem ent sont quasi  laminaires pour l es débits faibles à moyens. Il 
convient d ’être très pragmatique pour  ce qui  conc erne les forts débits (do nc les 
vitesses élevées). Quelle que soit la technologie  de mesure, les écoulements 
torrentiels à surface libre en réseau  génèrent des phénom ènes totalement  
imprévisibles et l’ exactitude de la mesure (écart ent re la valeur vraie du débit et la 
valeur calculée à partir d e la hauteur d’ eau et la v itesse) s’en trouve affectée. 
Lorsque le régime est très turbulent,  on peut toutefois  limiter l’erreur sur le calcul 
de la vitesse v  en réalisant la m esure sur une corde de l’ écoule ment (dista nce 
horizontale entre les bords ) ou sur un fa isceau long ( par exem ple entre le fond et la 
surface). 
L’écoulem ent est quasi
laminaire en sortie de ce
déversoir pou r une
hauteur d ’eau voisine de
la de mi charg e.
Les conditions son t
favorables pour l a
mesure du débit en
amont si le collecteur es t
droit, de pente et de
section constante
L’estimation de la vitesse moyenne V sur la sectio n mouillée à partir d’une  ou 
plusieurs vitesses v mesur ées d ans l’ écoulement est  la difficulté principale de l a 
véloci métrie. Cette transformation de v en V peut être obtenue de plusieurs 
manière s : 
• Utilisation de profils de vit esses c onnus sur des sectio ns mouillées de 
formes cl assiques (à rechercher dans  la littérature spécialisée). Usu el,
car rapide et facile mai s invérifiab le, sauf à disposer de moyens de 
mesure im portants.  
• Recours à une autre t echnique de mesure en continu. Peu utilisé en 
pratique, hors recett e de matériel sur bancs d’ essais. En règle  
générale, la véloci métrie est utilis ée lorsque l’on ne peut pas utili ser 
la limnimétrie (influence aval). 
432/5 03

Le choix fina l sera donc un com promis dict é par la nécessit é d’avoir des résul tats 
de mesure et dépendant du t ype de matériel u tilisé ainsi que des moyens 
disponib les pour d ’éventue lles vérifications.  
9.2.2.4 Choix d’un site de mesu re 
Écoulements quasi laminaires  sur u ne large partie de  la gamme des débits 
• Topographie :  
- La recher che d’écoulem ents peu perturbés avec une hauteur d’eau  
suffisante (> 15 cm ). 
- 9.2.2.4.1 Critère fondamental 
9.2.2.4.2 Critères complémentaires 
- Tronçon rectiligne (En collecteur , tronçon rectiligne sur une longue ur 
supérieure à 20 fois la lar geur ou le dia mètre) 
Attention, l ’immersion partielle des capteurs génère des valeurs 
aberrantes. 
• Objectifs de l’étude  (quels débits ? p our quoi faire ?) 
• Facilité d’accès, coût d’am énagement  et achat de matériel,  sécurité,  
réseaux disponibles, etc. 
9.2.2.5 Capteurs disponibles  
• Appareil à ultrasons et effet DOPPLER (voir fiche .). 9.3.5
Appareil à ultrasons et temps de transit (voir fiche .). 9.3.6 • 
• Appareil à eff et électro magnétique  (voir fiche .). 9.3.7
 
9.2.2.6 Conclusion : 
  
La vélocimétrie est une t echnique de mesure des débits plus c omplexe que la 
limnimétrie. Les débitmètres sont des appa reils qui  mesurent un e vitesse et une 
hauteur, ils sont plus on éreux que le s limnimètres et il n’est pas dém ontré 
catégoriquement que leur précision est me illeure dan s leur dom aine d’application 
commun. 
 
Pour les équi pements permanents, on r éservera la vélocimétrie au x sites im portants 
où la lim nimétrie ne peut être utilisée (risque d’infl uence aval). 
 
Il faut être très vigilant par rappor t à la mesure de v et aux form ules 
« préfabriquées » de passage de v à V. Des mesures ponctuelles au vélocim ètre ou 
par traçage chim ique per mettront de s’ assure r de la qualité de la mesure sur site.  
NB : Un véloci métre ne doit pas être contrôlé sur site par lim nimétrie.  
 
433/5 03

MESURE DES DEBI TS PAR VELOCIMETRIE 
  
Intérêt s 
 
Il existe des véloci mètres adaptés 
aux diverses configuration s que l’on 
peut rencontr er, depuis le petit tuy au 
Ø500 jusq u’aux m esures en rivière  Technologie co mplexe. 
Maintenance relativement lourde. 
Mesures aberrantes lorsque la hauteur 
d’eau est insu ffisante ou lo rsqu’une cord e 
horizontale de mesure est partiellement 
recouverte (crue et décrue)  
Utilisable presque partout, sous 
réserve de hauteur d’ eau suffisante. Vérifications difficiles. 
Sources d’err eur multiples. 
Difficulté pour étalonnage sur site 
 Difficultés 
  
434/5 03

9.3 Matériel de mesure des débits par limnimétrie 
 
9.3.1 Limnimètre à ultrasons aérien 
 
Implantation d’une sonde à ultrasons
aériens dans la section rectiligne d’un
déversoir.
Dans cette conduite, le ni veau d’eau
n’atteint jam ais la zone  morte de la sonde, à
–50 cm  sous la voûte envir on, h ors crue
trentenale de la rivière où l a submersion es t
complète.
Ci-dessous, détail de la sonde de mesure
(traitée IP69, peut subir une i mmersion
occasionnelle).
9.3.1.1 Principe de mesure  
On mesure le tem ps de parcours aller et retour d' une onde ém ise par la sonde et  
réfléchie par la surface de l' eau. La vite sse de propagation de l'onde dans l' air est  
connue. Mesurant la durée du trajet aller et  retour, l'appareil déduit la distance qui 
sépare la sonde de la surface de l 'eau. Cette vale ur est ensuite transfor mée en 
hauteur d' eau dans l' ouvrage. 
La vitesse de propagatio n de l'onde varie en  fonctio n de la tem pérature de l’air.  
Cette correct ion est intégrée dans la quasi-totalité des apparei ls qui m esurent 
directe ment la te mpérature . 
 
435/5 03

9.3.1.2 Mode de fonctionnement des capteurs 
La sonde émet un faisceau (angle du cône de diffusions  de l' ordre de quelques 
degrés). Ce f aisceau est ré fléchi par la surface du liquide ou toute surface situ ée 
dans le cône d' émission. 
 
9.3.1.3 Il existe une "zone morte", généraleme nt inférieure à 40 cm, à proxim ité du  
capteur. Dans cette zone, l' appareil ne p eut mesurer av ec suffisamment de précision 
la durée du tr ajet optique de l' onde entre le capteur et la surface du liquide. 
Conditions générales d'utilisation 
(Voir )  9.2.1 .2
• Déclenchement d 'ouverture ou de ferm eture de vannes dans le réseau 
d'assainissement (protection contre le s inondation s) à partir d'une mesure de 
hauteur d'eau en collecteur. 9.3.1.3.1 Implantatio n de la sond e 
Choisir un em placement où l'on dispose de suffisamment de recul pour que la ligne 
des plus haut es eaux connues ne soit pa s dans la "zone morte" du capteur.  
9.3.1.3.2 Exemples d’util isation:  
Lorsque cela est possible, le point de mesu re sera situé sur un tronçon de pent e et 
de section constante :  
- pas ou peu de  perturbations  et de rem ous dans les écoulem ents 
Elle peut être couplé avec un préleveu r (déclenchem ent des prélèvements 
lorsqu ’une ha uteur d ’eau est atteinte, prélèvements proportio nnels au débit). 
 • Mesure de hauteur d' eau dans les prin cipaux déversoirs d' orage pour calculer les 
débits déversés. 
9.3.1.3.3 Éléments d e coût :   
Capteur + centrale d' acquisition : 3 K€  environ.  
La maintenance inclue l’entretien et l’étalonnage : 1 fois par an en rout ine 
(netto yage + vérification du zéro +  1 mesure sur l' échelle) ou après une 
submersion. 
9.3.1.4 Recomman dations pratiques 
Ce ty pe de sonde, peu enco mbrant, s' implante très facilement dans un regard ou 
dans une cham bre en réseau d' assainissem ent. Trait ées IP 69, elle s ne cr aignent pas 
une subm ersion occasionnelle ni l'hu midité a mbiante . 
- pente de la ligne d' eau hom ogène 
- cham p des vitesses relativement uniforme 
Ces conditions perm etten t de disposer alors d 'une relation hauteur - débit  
réellement univoq ue et d' une précision sa tisfaisante. La maintenance est  très 
réduite, hors submersion éventuelle du cap teur (étalonnage annuel sim ple par 
vérification d u zéro et d’un e hauteur d' eau). 
9.3.1.5 Limites d'application  
• Elles dépendent de l ’utilisation faite de la mesure de hauteur ( par 
exemple, abs ence d’ influence aval lorsque l ’on veut  calculer un d ébit 
uniquem ent à partir d ’une mesure de hauteur). 
436/5 03

• Ne mesure pa s les mises en  charge 
• Les mousses et tous autr es flotta nts sont assim ilés à une haute ur 
d'eau. 
• Incertitude sur la mesure de hauteu r : De l’ordre de 1 cm  sur le 
résultat final  affiché po ur un appareil correct ement installé  et 
étalonné.  
 • Il faut éviter que le niveau d’eau  n’atteigne trop souvent la zone 
morte sous le capteur  
• Trouver une section de mesure adé quate pour une b onne mesure (pas 
ou peu de rem ous, section rectiligne) 
• Des différences im portantes de temp érature entre l’ air à proxi mité de 
la sonde (lieu de mesure) et l’ai r à proxim ité de la surface libre 
peuvent altérer la qualité de la mesure. Nécessité de protéger l es 
capteurs des ray onnem ents solaires. 
 
LIMNIMETRE A ULT RASONS AERIEN 
Pas de contac t avec l’ effluent  
Intérêt s 
  
Faible coût 
Durée de vie longue 
  
Difficultés au  niveau de la 
construction  de la courbe 
hauteur/débit.  
 
 Maintenance réduite 
Peu de dérive de la mesure Difficulté à trouver des sites 
adaptés à la li mnimétrie da ns les 
réseaux existants. 
 
437/5 03

9.3.2 Limnimètre à ultrasons immergé 
9.3.2.1 Principe de mesure 
Ce ty pe de capteur mesure le tem ps de parc ours aller et retour da ns l’effluent d ’une 
onde à ul trasons réfléchie par la surface du li quide. La vitesse de propagation de 
l’onde do it être corrigée en fonctio n de la tem pératu re. A l’inver se du disposi tif 
aérien décrit dans 9.3.1 , la sonde est dans l’effluent. 
9.3.2.2 Mode de fonctionnement des capteurs 
Il existe une "zone m orte", généralement inférieure à 5 cm , à proximité du capteur. 
Dans cette zone, l' appareil ne peut mesurer avec su ffisamment de p récision la durée 
du trajet opti que de l' onde entre le capteur et la surface du li quide. La hauteur d’eau  
au-dessus du capteur doit t oujours être  supérieure à c ette zone morte 
9.3.2.3 Conditions générales d'utilisation La sonde émet un faisceau (angle du cône de diffusions  de l' ordre de quelques 
Les avantages sont de deu x ordres, par rapport au dispositif ém ergé : les mousses et 
flottants ne sont pas assimilés à une hauteur d’eau et la te mpérature  de l’ effluent est 
généralement hom ogène.  
(Voir ) 9.2.1 .2
9.3.2.3.1 Implantatio n de la sond e 
Il faut une zone m orte de quelques centi mètres au-dessus du capteur qui nécess ite 
un écoulem ent permanent avec une hauteur d ’eau m inimale de 10 cm .  
Ces conditions perm etten t de disposer alors d' une bonne m esure de hauteur et 
d’une relation  hauteur - déb it réellement univo que et d 'une précision  satisfaisante.  
9.3.2.3.2 Exemples d’util isation 
• Mesure de hauteur d' eau sur collecteur sans regard.  
• Connaître les périodes où le tronçon est en  charge. Toutefois, ce ty pe d’ap pareil 
ne perm et pas de connaîtr e la hauteur de charge  
9.3.2.3.3 Éléments d e coût :  
Appareil + dispositif d’enr egistrement : 3 K€ environ 
Maintenance : hebdom adaire (netto yage de la sonde+ vérification de la mesure sur 
site). 
9.3.2.4 Recomman dations pratiques 
Il faut éviter les zones de dépôt dans les collecteurs : toujours déc aler la sonde par 
rapport au fo nd du radier 
Peut être co uplé avec un préleveur (déclen chement, mesure pro portionnelle au 
débit) 
438/5 03

• Conditions de maintenance (nettoy age du capteur dans l’effluent ou : 
prévoir un  support démontable). 9.3.2.5 Limites d'application    
• Elles dépendent de l’utilisation faite de la mesure : Utilisation limitée 
due à l’immersion de la so nde dans l’effluent. Préfér er la mesure par 
US aériens ch aque fois que cela e st possible.  
• Écoulem ent perm anent nécessaire. 
• Visite au minimum hebdomadaire (n ettoyage de la sonde immergée). 
• Risque d’encr assement ou de colmatage par des dépôt s.  
• Risque de perturbations d ues à de s échos sur de grosses matières en  
suspension pr oches du fon d (mesures ab errantes). 
• Durée de vie réduite (capteur en m ilieu agressif). 
 
LIMNIMETRE A ULT RASONS IMMERGE 
 
Intérêt s 
 
Mesure non p erturbée par les 
flottants et mousses. 
Correction en te mpérature effica ce  
Appareil i mmergé en milieu agressif (durée de 
vie). 
Risque de do mmag es lors du curage des 
collecteurs. 
Risque de perturbation de la mesure en eaux 
très chargée s avec de gross es matière s en 
suspension. 
 
. 
• Incertitude sur la mesure de hauteur : a priori, même ordre de 
grandeur que  pour les autres lim nimètres. Attention aux dépôts sur 
l’appareil. 
 
Maintenance dans des conditions diffici les. 
 
439/5 03

9.3.3 Limnimètre bulle à bulle 
9.3.3.1 Principe de mesure 
Mesure indirecte de la pression de la colonne d ’eau au-dessus d’u n tube immerg é 
9.3.3.2 Mode de fonctionnement des capteurs: 
Ce dispositif de mesure évalue la hauteur d’ eau à partir de la pression exercée par 
la colonne d ’eau sur des bulles d’air  émises par un com presseur dans un tube 
immergé dans l’effluent. 
9.3.3.3 Conditions générales d'utilisation 
(Voir 9.2.1.2 ) 
9.3.3.3.1 Implantatio n de la sond e 
Il est nécessaire que la vitesse d’écoulem ent soit peu élevée (< 1m/s) du fait de 
l’installation d’une canne de bullage da ns la veine li quide  et du risque d ’aspiration 
des bulles d’air par le courant. Les vari ations de niveau d ’eau doi vent être  
progressives. Les collecte urs à cunette et les canaux peu pentus  se prêtent bi en à 
l’utilisation de ce ty pe de matéri el.  
9.3.3.3.2 Exemples d’util isation 
Ce ty pe de matéri el est  bien adapté aux mesu res temporair es (un à plusieurs 
jours).  
Mesure de hauteur d' eau sur canau x jaugeu r pour contrôle occasionnel des 
débits en sor tie de station d’épuration. 
9.3.3.3.3 Éléments d e coût :  
Maintenance : A chaque changem ent de s ite (nettoy age + étalonnage sur site). 
9.3.3.4 Recomman dations pratiques 
• Installation sim ple, sans travaux. Il suffit de fixer so lidement la canne de 
bullage immer gée. Le dispositif est installé hors d’eau. 
• Autonom e : Fonctionne ave c des accu mulateurs  
• L’accès doit être facile  au site de mesure c ar visite au mini mum 
quotid ienne ( vérification d u bon fonc tionnement + rem placement batterie). 
• Autant que possible,, le point de mesure sera situé su r un tronçon de pente 
faible et de section constant e :  
- vitesses lentes et relativement uniform es 
• Peut être couplé avec un p réleveur (déclenchem ent, mesure proportionnelle 
au débit) 
• Ces conditions perm ettent de disposer alors d' une bonne mesure de hauteur 
et d’une relation hauteur - débit réel lement univoq ue et d 'une précision  
satisfai sante.   
440/5 03

9.3.3.5 Limites d'application 
• Utilisation déconseillée pour de  la mesu re perm anente  
• Ne pas utiliser co mme disp ositif permanent en eaux très chargées 
ou peu de rem ous, section rectiligne peu pentue ) 
• Écoule ments permanents à régi me graduellem ent varié et à faible 
vitesse (< 1 m/s). 
• Risque de colmatage du t ube d’arrivée d’air par des effluents bruts en  
réseau d’ assai nissement.  
• Fragilité du tube d’ arrivée  d’air. Il  peut être tordu ou déplacé par  des 
embâcles, des flottants ou l a vitesse du courant. 
• Fonctionnem ent peu précis lors de périodes d’éco ulem ent à forte 
vitesse (tem ps de pluie) o u de brus ques variations d e niveau dans le 
collecteur. 
• Le tube d ’arrivée d’air peut  perturber l ’écoulem ent. 
résultat final pour u n appar eil correctement installé et étalonné. 
 
LIMNIMETRE BUL LE A BULL E 
 
Facilité d’inst allation 
Rusticité 
Aucune influence de la te mpérature 
  
Difficulté à trouver des sites adaptés. 
Mesures li mitées au te mps sec 
A réserver à de la mesure temporaire 
 
• Nécessité de procéder régulièrement à des étalonnages. 
Intérêt s 
Colmatage par effluents bruts. Mobilité et faibles pluies. 
441/5 03

9.3.4.3 9.3.4 Capteur piézo-résistif 
 
9.3.4.1 Principe de mesure 
La pression d e la colonne d’eau sur une membrane g énère une déformation. Cette 
déformation de la membrane est transfo rmée en intensité électrique proportio nnelle 
à la pression exercé e et donc à la hauteur d’eau.  
9.3.4.2 Mode de fonctionnement des capteurs  
la colonne d ’eau sur une mem brane piézo-rési stive. Pour transfor mer la pression en 
hauteur d ’eau, il est in dispensable de connaître la valeur de la pression  
atmosphérique. 
Pour obtenir avec précision la va leur de la hauteur de liquide que l’on 
veut mesurer, un conduit assure la co mmunica tion entre l’a ir ambiant et 
la face ar rière de la me mbrane 
(Voir 9.2.1 .2) 
9.3.4.3.1 Implantatio n de la sond e 
Mettre en place  une co mmunication e ntre l’ air a mbiant et la  face arrière  de la 
sonde. 
Ci dessus, sonde piézo-résistive avec son
trans metteur. Per met le réglage des para mètre s
d’exploitatio n et transforme la grandeu r
mesurée en signal électrique 4-20 m A. 
 
Ci-contre, la sonde en place dans le collecteur
 
442/5 03

9.3.4.3.2 Exemples d’util isation 
A utiliser de préférence pour des mesures permanentes dans des écoulem ents o ù il 
n’est pas possible d’installe r une sonde à ultrasons aériens (canalisation sans regard 
et parfois en charge) 
Permet de co nnaître les périodes de m ise en charge, a vec mesure de la charge  
Connaissance des périodes et des hauteurs  de m ise en charge de réseaux 
d’assa inissement. 
9.3.4.3.3 Éléments d e coût :  
appareil + dispositif d’enre gistrem ent : 3 K€ environ 
Maintenance : A ch aque changem ent de site (netto yage + étalonnage sur banc 
d’essais ou su r site) ou à un e fréque nce tri mestrielle au  minimum. 
9.3.4.4 Recomman dations pratiques 
Ce matériel convient bie n aux écoul ements ou l’on trou ve fréquemment des 
mousses et des flottants. 
débit) 
9.3.4.5 Limites d'application  
Ces capteurs peuvent con naître des problèm es de justess e (erreur s systématiques ) 
liés à une erreur de zéro ainsi qu’a des phéno mènes d’h ystérésis et de fluage. 
Vérifier ponctuellement les hauteurs me surées et procéder  à des étalonn ages 
trimestriels ou bi an nuels sur banc d ’essais ou sur site avec générateur de pression 
calibré.  
Pour de  la mesure permanente : utili sation restrei nte à des configurations ne  
perm ettant pas l’utilisatio n des ultrasons aériens 
Incertitude sur la mesure d e hauteur : Comme  pour les autres ty pe de lim nimètres, 
de l’or dre de 1 cm  sur le résultat final af fiché pour un  appareil correctement installé 
et étalonné. 
 
LIMNIMETRE PIEZO RESISTIF 
Intérêt s 
  
Mesure des mise s en char ge. 
  
Risque de dérive de la mesure. 
Encrasse ment . 
Maintenance.  
 Collecteur o ccasionn ellem ent en charge et sans  regard ou p uits permettant 
d’installer une sonde à ultrasons en tenant com pte de sa zone morte. 
Limites inhér entes à la li mnimétrie (influence aval). 
 
Pas de zone m orte au voisinage du capt eur. 
 
443/5 03

9.3.5 Appareil à ultrasons et effet Doppler 
9.3.5.1 Principe de mesure 
(Voir 9.2.2) 
Les matières en suspension et les bulles d ’air contenues dans l ’effluent 
réfléchissent les ondes ultrasonores et en modifient la fréquence selon la formule 
suivante : 
 
F1 et F2, fréquence d’ émission et fréquence réfléchie ;  
V, vitess e d’écoule ment des particule s sur le  fais ceau de  mesure (co mposante 
horizontale : V  x cos α), avec α angle  entre la dire ction de l’ écoulement et l ’axe 
du cône d ’émission des ultr asons ; 
C, célérité de l’onde dans l e fluide. 
 
L’appareil enregistre la variation de fréque nce et peut en déduire la vitesse de 
déplacement des matières en suspension (MES). 
La vitesse de déplacement des MES es t assi milée à l a vitesse du liquide. 
figure68: Sché ma de fonctionne ment d’un vélocimétre Doppler 
 
9.3.5.2 Mode de fonctionnement des capteurs 
La sonde émet un faisceau d ’ondes ultras onores. Ce faisceau est réfléchi par les 
particules et les bulles d’air. L’appare il mesure la variation de fréquence en tre 
l’émission et la réception. Il en déduit alors une vitesse d’ écoule ment (v) de 
l’effluent dan s la zone de  mesure.  Cette valeur est transformée en vitesse moyenne 
(V) dans la section m ouillée  par application d ’un coe fficient.  
Dans le même tem ps, l’appareil mesure la hauteur d ’eau au m oyen d’une son de 
limnimétrique, en général piézo-résistiv e. 
A partir de ces données brutes et des in formations propres au  site d e mesure 
programmées dans l’appar eil, S (sectio n mouillée) et V (vitesse moyenne) sont 
calculée s, puis Q = S x V.  
 F2 – F1 = 2 x F1 x V/C 
La zone
explorée n’es t
pas connue.
De fortes
concentrations
en MES et l a
présence de
bulles d’ai r
contribuent à
réduire le cône
exploré à une
zone proche d u
capteur.
 
444/5 03

9.3.5.3 Conditions générales d'utilisation 
9.3.5.3.1 Implantatio n de la sond e 
En fonctionne ment, il  est nécess aire d’avoir une hauteur d’ eau (5 à 10 c m) et une  
vitesse d’écoulem ent (0,1 m/s) minimale. 
La sonde doit être installée à proxim ité du radier, légèrem ent décalée pour éviter 
les zones d e dépôts tout en restant opéra tionnelle le plus longte mps possible pour 
les faibles débits. 
. 
 
Il existe des sondes flottantes adapt ées aux grands collecteurs. La vitesse 
maxi male, e n général dans l’ axe à proxim ité de la surface est alors  
systématiquement explorée. 
Le fonctionn ement des débitm ètres Doppler est optimal lorsque les caractéristiques 
des effluents sont relativ ement constant es. Ceci est rare ment le cas avec les 
effluents urbains en réseau unitaire. Ces appar eils sont tr ès sen sibles  à 
l’ensableme nt. Sabot d’un vélocimètre  Doppler 
installé en collecteur . Fixation 
simple par vis. Après une pluie,
on constate q ue le sabot es t
relativement propre. Par contre,
les câble s, à l’ aval du sabot, on t
piégé des flottants. Une fixation
appropriée est nécess aire. I l est
possible d ’installer un déflecteu r 
sur les câbles pour les proté ger de
l’arrache ment. Deux me mbranes
intégrées dans le sabot permetten t
la mesure de vitesse par ultrasons
et la mesure de hauteur d’ eau,
généralement par un p iézo-
résistif.
Intérêt  : La v itesse maximale vraie de l’écoul ement se trouve dans la zone explorée 
par le faisceau sous réserv e d’une haut eur d’eau inféri eure à la longueur du c ône 
d’exploration . Ceci perm et de passer de v = vitesse mesurée à V = vitesse m oyenne 
dans l’écoule ment de manière relativement précise 
445/5 03

9.3.5.3.2 Exemples d’util isation 
Mesure de débit en collecteurs pe u pent us de diamètres Ø300 à Ø1200. 
Mesure de vitesse à l’aval de déversoir s d'orage, pour calculer les débits déversés 
dans des zones soum ises à des rem ontées d’eau. 
Vérifier ou établir des courbes hauteur/débit en l imnimétrie (avec si possible  
mesures ponctuelles au vélo cimétre en com plément) 
 
9.3.5.3.3 Éléments d e coût :  
Capteur + centrale d' acquisition : 5 à 8 K€ environ. 
Maintenance  hebdom adaire (netto yage du sabot). 
Recett e sur banc d’ essai  (valider la mesure de vitesse) + ét alonnage sur site 
souhaitable (vérifier la vitesse mesurée et  les form ules de passage de la vitesse 
mesurée à la vitesse moyenne dans l ’écoulement). 
9.3.5.4 Recomman dations pratiques : 
Ce ty pe de sonde, peu enco mbrant, s' implante très facilement en réseau  
d'assainissement. 
Préfé rer le s appareils qui fournissent la  vitesse  maximale mesu rée da ns la 
zone explorée  à ceux qui donnent une valeur moyenne. En effet, les rapports entre  
vitesse maximale dans l’écoulem ent et vitesse moyenne sont a ssez bien connus 
pour de nombreux pr ofils d’ouvrages h ydrauli ques. I l suffit d onc e nsuite d ’insta ller 
la sonde pou r qu’elle expl ore la zone où l’on devrait trouver les vitesses les plus 
élevées sur la  section m ouillée. Une vérifi cation sur si te au courant omètre portable 
perm et de co ntrôler la vitesse mesurée.   
Lorsque cela est possible, le point de m esure sera situ é sur un tr onçon rectiligne de 
pente et de section constant e.  
Le véloci métre doi t
impérativement être
implanté sur la même
section que le lim nimétre.
La courbe de tarage es t
biuniv oque j usqu'à une
hauteur d’ eau légèremen t
supérieure à 60 cm . Pour l a
partie supérieure de l a
courbe, on observe un
phénom ène d ’hystérésis
entre crue et décrue
 (cf. 9.2.1 .).
figure69: Vérifica tion d’une courbe hauteur-débit par vélo cimétrie Dopp ler. 
Dans la mesure du possi ble, c’est à d ire lorsque l ’inform ation est disponi ble, on 
choisira des appareils qui explorent une zone corr espondant à la hauteur d ’eau 
maxi male, ce  qui perm et d’être certain de mesurer la vitesse maximale vraie dans 
l’écoulem ent à toutes les gammes de déb its. Les fabricants de capteurs don nent 
généralement peu d ’informati ons sur le cône d ’émission. 
446/5 03

Le débitmèt re Doppler peut être couplé  avec un  préleveu r (décl enchement d es 
prélèvements lorsqu’une hauteur d’eau est  atteinte, prélèv ement proportion nel 
au débit). 
9.3.5.5 Limites d’application 
Limites inhérentes aux conditi ons d’u tilisation de ce ty pe d’appareil et aux 
multiples vérifications à réaliser pour obt enir des r ésultats avec une incertit ude 
acceptable sur la mesure d e v et h, la dé termination de V, vitesse moyenne dans la  
section mouillée puis du dé bit Q.  
L’incertitude sur la valeur du débit est es timée à 20% lorsque la mesure est réalisée 
dans de bon nes conditions (écoule ments, installation et réglage du matéri el). 
Trouver une section de mesure adéquate (p as ou peu de rem ous, section rectiligne,  
hauteur d ’eau com patible avec le cône d’exploration).  
 
Intérêt s 
  
Implantation facile 
mobilité  
Risques d’erreur à toutes les phases, de la 
mesure au calcul. 
Maintenance hebdom adaire. 
Recett e sur banc d’ essai + étalonnage sur site
 
  VÉLOCIMÈTRE A ULTRASONS ET EFFET DOPPLER 
 
447/5 03

9.3.6 Appareil à ultrasons et temps d e transit (c orde de 
vitesse) 
9.3.6.1 Principe de mesure 
(voir ) 
Les ondes ult rasonores se déplacent avec une vitesse variable dans un écoulement 
liquide. La vi tesse augmente dans le sens de l’écoul ement et décroît dans le sens 
contraire. 
Deux sondes, émettrices et réceptrices a et b, sont sit uées au même niveau de p art 
et d’autre de l’écoulement. Elles forment un angle ß avec la direction de 
l’écoulem ent.  
 
V = 2 x D x ( Tab – Tba)/[ cos ß x (Tab + Tba) ] 2
 
V, vitesse moyenne de l’ écoulement sur la corde entre a et b ; 
Tab (Tba) , temps de transit de l’onde de a vers b (de b vers a)  
 
figure70:  Principe de la mesure à ultrasons 
 
9.3.6.2 Mode de fonctionnement des capteurs 
Il est nécessaire de convertir ensuite la vitesse moyenne sur une ou plusieurs cordes 
horizontales en vitesse moyenne V dans l’écoulem ent.  
Dans le même te mps, en é coulement à surface libre,  l’appareil mesure la hauteur  
d’eau. Celle-ci perm et le calc ul de la section m ouillée S, puis du  débit. 9.2.2
D, distance de a à b ; 
L’appareil mesure des tem ps de parco urs qu’il transform e direct ement en vitesse 
moyenne sur la corde horizontale entre a et b.  
448/5 03

9.3.6.3 Conditions générales d'utilisation 
9.3.6.3.1 Implantatio n des sondes 
L’immersion totale des sondes est nécessaire . On constate des valeurs aberran tes 
lors des phén omènes de su bmersion et de décrue. 
Éviter  les zo nes turbulent es, les bulles d’air et  les concentrations très élevée s en 
matièr es en s uspension, qui absorbent les signaux. 
Adapté aux dispositifs permanents dans les grands collecteurs ( ∅ > 1000 mm ) et à 
la mesure en rivière. 
Mesure de  débit en très gr os collecteurs  peu pentus en région parisienne (diamètre 
2000  à 400 0 mm). 
Fonctionne tr ès bien pour des écoulements en charge. 
9.3.6.3.3 Éléments d e coût :  
Prix élevé( >15 K€ ), dépend d u nom bre de cordes de mesure 
Maintenance : inspection visu elle et nettoy age régulier  (flottants, bi o film s). 
Travaux  de génie civil délicats et minutieux à prévoir  9.3.6.3.2 Exemples d’util isation  
9.3.6.4 Recomman dations pratiques 
Installer plusieurs cordes horizontales  à différents niveaux po ur connaître les 
vitesses à différents niveaux de rem plissage.  
9.3.6.5 Limites d'application 
 
• Dispositif permanent sur très gros collecteurs. 
• Trouver une  section de mesure adéq uate (pas ou  peu de remous, 
absence de b ulles, section rectiligne) 
• Les fournisseurs donnent une incertitu de de l ’ordre  de 1% pour  la 
mesure de v. L ’incertitude sur le calcul de la vitesse moyenne 
d’écoulem ent V est plus élevée mais difficile à évalu er. Elle décroît  
avec le no mbre de cordes imme rgées.  
 
VELOCIMETRE A ULTRASONS ET TEMPS DE TRANSIT 
 
Intérêt s 
  
Très précis p our la m esure de v sur 
une corde 
Entretien facile 
  
Prix élevé 
Travaux im portants de génie civil 
Installation très rigoureuse pour garantir 
la précision de mesure 
Difficultés pour passer de v à V. 
449/5 03

9.3.7 Appareil à effet électromagnétique 
9.3.7.1 Principe de mesure 
(Voir 9.2.2 ) 
Le principe de mesure repose sur la loi de Faraday  selon la quelle un fl uide 
électriquement conducteur  qui traverse un cham p magnétique B induit une tension  
induite E proportionnelle à la vite sse de déplacement V de ce fluide. 
 
B est connu, E est mesuré, on peut donc déduire V.  
9.3.7.2 Mode de fonctionnement des capteurs 
9.3.5
d’eau. Celle-ci perm et le calc ul de la section m ouillée S, puis du  débit. 
 
Il existe un autre t ype de dispositif dit à cham p total, qui permet de mesurer 
directe ment la vitess e moyenne de l’ écoul ement su r l’ensem ble de la section de 
mesure avec une très bonne précision (de l’ordre  de 1% ) grâce à un cerc lage 
complet du collecteur.  
9.3.7.3 Conditions générales d'utilisation 
9.3.7.3.1 Choix  du type d ’appareil 
La mesu re à champ total est tr ès pr écise pour les  écoulement s en charge.  Cette 
solution est assez lourde à  mettre en œ uvre car elle nécessit e des travaux de génie 
civil im portants. Elle est particulièrement  adaptée aux conduites en charge (t rès 
bonne précision) puisque l a section mouillée est alors la section du tuy au. Dans les 
collecteurs gravitaires, où l’écoulem ent reste à surface libre le plu s souvent, il est 
nécessaire d’ introduire un élément correctif lié  à la section mouillée qui n’ est pas l a 
section cerclée. Il existe maintenant des appareils de ce ty pe, dont  la validité reste à 
tester sur toutes les plages de débit en ré seau d’ assainisse ment. Sur le principe, ces  
dispositifs apparaissent séduisant car il s permettent de réaliser une mesure dan s 
toutes les situations que l ’on peut renc ontrer : Écoulements à surf ace libre avec ou 
sans influence aval et en charge et pour toutes les gammes de débit. 
 
Les dispositi fs de me sure en continu à deux électrodes à poser en radier sont à  
éviter. Ils ser ont avantage usement remplacés par les  débitm ètres à ultrasons et effe t 
Doppler, qui explorent un e zone plus im portante et sont plus faciles à poser et à 
étalonner. 
Il existe d es vélocimétr es portables à  effet  électromagnétique  qui peuvent être 
utilisés en lieu et place des courantom ètres à hélice qui s ’accommodent mal des 
eaux très chargées et des flottants. Ce t outil est intéressant pour des cam pagnes d e 
mesure de vitesses ponctuelles en  réseau d’assainissement.  La mesure peut être réalisée ponctu ellem ent, à partir de deux électrodes 
positionnées sur le radier. Dans ce cas, la vitesse mesurée doit être transform ée en 
vitesse moyenne dans l ’écoulement par étalonnage. On retrouve al ors les difficultés 
liées au pas sage d’ une vitesse mesu rée sur un faisce au d’ ondes à la vitess e 
moyenne dan s l’écoulem ent (cf. débitmètre à effet Doppler, ). Ces problèmes 
sont am plifiés par le fait que la zone e xplorée est très réduite, quelques centim ètres 
à proxim ité du capteur. 
 
450/5 03

9.3.7.3.2 Exemples d’util isation 
Dispositif à cham p total : Mesure de débit en entrée de station  d’épuration sur 
conduites en charge. 
Véloci métres  portables à effet éle ctromagnétique : Jaugeages en  collecteur et  sur 
déversoirs d’orage.  
 
9.3.7.3.3 Éléments d e coût  
Dispositif à cham p total sur condui te en charge: dépend du diamètre  de la conduite 
à équiper. A partir de 4 K€. Travaux à pr évoir pour  l’installation . Prix beaucoup  
plus élevés pour les dispos itifs à cham p total en écoulem ent à surface libre 
Véloci métres portables à effet électro magnétique : 5 à 8 K€ environ. 
Maintenance : nettoy age régulier pour le s dispositifs à deux électrodes posés en  
radier  car l’ encrass ement génère une dérive de la mesure. 
A utiliser de préférence sur les écoulements en charge (section m ouillée 
invariable) . Si nécessair e, utiliser un siphon pour faire de la mesur e à cham p total,  
mais att ention aux dépôts et à l’entretien. 
Les dispositifs à cham p total trouvent le ur uti lité pour  la m esure perm anente 
lorsqu ’une bo nne précision est nécessaire. C’ est à pri ori le mode d e mesure le plus 
précis et le plus fiable lorsqu’il est u tilisé sur une conduite en charge (précision 
inférieure  à 1%  pour le déb it). 
9.3.7.5 Limites d'application : 
• Vitesse minimale d’écoulem ent pour g arantir la précision de la m esure. 
• Sensible à l’ encras sement Jaugeage d’ un
débit d ’eaux 
claires de
temps sec dans
un collecteur, 
au droit d ’une
station de 
mesure 
permanente p ar
limnimétrie. La
sonde US 
aériens est dans
le regard en 
haut et à 
gauche au 
prem ier plan .
9.3.7.4 Recomman dations pratiques : 
451/5 03

VELOCIMETRIE A EFFET ELECTROMAGNETIQUE  
(Dispositif de mesure à champ total) 
 
Intérêt s 
  
Précis (m ieux que 1 % ) 
Mesure directe de la vitesse m oyenne 
Adapté aux mesure s per manentes sur 
écoule ments en charge 
  
Prix d’achat très élevé pour les dispositifs 
à cha mp total  adaptés aux écoule ments à 
surface libre.  
 
(Courantomètre portable) 
Intérêt s  
  
Difficultés   
 
Adapté aux mesures ponctuelles en 
réseau d’ assai nissement. 
Nettoy age facile. 
 Ne convient pas aux hauteurs d’eau 
supérieures à un m ètre et aux vitesses 
élevées (difficultés à maintenir la sonde 
face au coura nt). 
 
(Dispositif à deux électrod es posé en radier) 
 
Intérêt s  
 Difficultés  
 
Encrassement progressif des électrodes 
 Pas de contac t avec les effl uents 
 
Utilisation sim ple.  
Zone d ’explo ration restreinte, difficultés 
pour passer de la vitesse mesurée à la 
vitesse moyenne dans l ’écoulement avec 
une précision satisfaisante.  
452/5 03

9.4 Mesure qualitative 
Il s’agit d’ évaluer la  conc entration  de paramètres de po llution représentatifs des 
effluents urbains bruts ou tr aités et le cas échéant de la qualité du m ilieu naturel. 
 
•  
Les principaux paramètres caractéri stiqu es de la pollution urbaine sont : 
Les matièr es organiq ues : généralement évaluées à partir de la dem ande 
chim ique en oxygène (DCO) et de la dem ande biochim ique en ox ygène à 
cinq jours (DBO ). La DBO  (sous forme dissou te et parti culaire) est l e 
param ètre qui perm et d e quantifier la «  charge brute de polluti on 5 
Appareil de mesu re 
optique  permettant 
d’évaluer en te mps 
réel les concentration 
en DCO et M ES sur 
des effluents urbains 
ou des eaux de rivière . 
Préleveur m ultiflacons 
autonom e installé dans un 
regard du réseau 
d’assainissement unitaire de la co mmunauté urbaine 
de Nancy . Ici, le préleveur 
est sorti du regard. Déclenche ment des 
prélèvem ents à partir 
d’une sonde e xtérieure, 
ici un lim nimétre. 
Les échantill ons prélevés 
sont ensuite analy sés en 
laboratoire afin de 
connaître la concentration 
des divers pol luants. 
5
453/5 03

organiq ue » définie dans les textes réglem entaires (décret du 3/ 06/94  et 
arrêtés du 22/12/94) .  
• Les matièr es oxydables (M O) : mesure utilisée par les  agence s de l’ eau 
pour quant ifier la quantité de matières  organique contenue dans des eaux.  
MO= (DCO  + 2 X DBO5 )/3 ad2 ad2
Les valeurs ad2 sont m esurées sur de s échantillons après décantation pendant 
deux heures. 
Unité de mesure : mg O2/l, c’est à dire la quantité d’oxygène dissous 
consommée pour dégrader les matières. La  teneur en ox ygène di ssous dans le  
milieu récept eur conditionne la vie des organism es vivants : Pois sons, m acro 
invertébrés, etc. 
• Les matiè res en suspension (MES ) : Ce para mètre car actéri se la for me 
particulaire donc non diss oute de la pollutio n. Pro voquent le colmatag e 
éventuel des fonds dans  les m ilieux r écepteurs. Les substances indésirabl es 
sont m ajoritai rement adsorbées sur les MES de petit e taille. 
• Les nutrimen ts : azote et phosph ore. Ils sont présents sous dif férentes 
formes, essentiellem ent dissoutes. Facteurs de l’ eutrophisation e t 
éventuellem ent risque de t oxicité aiguë avec l’amm onium . 
• Les substanc es indésirabl es : métaux, h ydrocarbure s et co mposés divers 
toxiques à de très faibles concentrations  (micro polluants). Toxicité à long  
terme génér alement due à la bio accumulation dans les or ganismes  
 
• En station d ’épuration  : La mesure d e concentrati ons sur échantillons  
moyens journ aliers pour calcul de re ndements épuratoires et de flux.  
• Sur déversoi rs d’orage et en réseau : La mesure de concentrations 
instantanées pour le sui vi de la variabilité des ef fluents, le calcul de flux de  
polluti on et la  réalisation de pollutogrammes. 
• Dans les  ouvrages délocalisés de  traitement de la p ollution de te mps d e 
pluie  : La m esure de concentration p our gestion évent uelle des vid anges et 
réalisation de bilans épuratoires entre entrée et sortie.  
• Dans le milieu récepteur d es rejets : Évaluation de l’i mpact sur la qualité 
physico-chimique de l ’eau. 
 
Les moy ens techniques disponibles sont : 
 
• Les préleveurs échantillonneurs  : Ils permettent de réaliser 
systématiquement des s éries de pré lèvements q ui sont analy sés en  
laboratoire par des méthodes norm alisées. 
• Les m éthodes alternatives et autom atisées de mesur e en continu  : Résultat s 
disponib les en tem ps réel (quelques secondes à quelques minutes après l a 
mesure). 
Critères de choix : 
Il n’existe pa s de matériel universel adapté  à tous les besoins. Chaque techniqu e de 
mesure présente des avantages et inconvé nients par rapport aux usages possibles. 
Une réflexion préalable sur les besoin s (quelle m esure et pour  quel usage) perm et 
d’orienter utilem ent les choix. L’aspect éc onom ique d oit être pris en co mpte le plus 
en am ont pos sible. il faut e ssayer d’évaluer la noti on de coût g lobal, qui  com prend  
Les objectifs  de la mesure qualitative sont : 
 
454/5 03

l’investissement initial, la maintenance, les réactifs,  les analy ses, le tem ps passé,  
etc. Le coût d’achat du matériel est gé néralement marginal par rapport au tem ps 
passé pour faire fonctionne r les dispositif s, valider et exploiter les données. 
 
Préleveur échantillonneu r  
  
Méthodes alternatives et a utomatisées 
de mesur e en continu  
 
Fiabilité. 
Analy ses possibles de tout type de 
param ètres 
  
Outil de gestion des ouvrages. Résultats 
en te mps réel.  
Mesures per manentes en réseau 
Coût faible p our de gran des séries de 
mesure s. 
 Analy ses régle mentair es ou 
contractuelles. 
455/5 03

9.4.1  Préleveur échantillo nneur 
9.4.1.1 Principe de mesure  
 
9.4.1.2 Mode de fonctionnement de l’appareil 
Le préleveur échantillonneur est indispensa ble à toute m esure de la qualité des 
effluents. Lorsque c’ est possible (pl ace disponible, alimentation électrique,  
vandalism e) on utilisera un préleveur réfrigéré. L’appareil pom pe dans l’effluent pour  constituer 1 à 24 échant illons qui  seront 
ensuite analy sés, le plus souvent en  laboratoire. Déclenchement possible  des 
prélève ments par to ut moyen extérieur, par exem ple contact sec ou lim nimètre Les 
prélèvem ents peuvent être effectués à pas de tem ps fixe ou prop ortionnellem ent au 
débit écoulé.  
Préleveur mobile 
autonome installé en rés eau 
d’assainisse ment
. 
Sorti du regar d sur 
la photo.  A gauche, 
les 24 flacons de un 
litre, indispensables 
pour connaître la 
variabilité des 
caractéristiques 
physico-chimiques 
des eaux usées de 
 
Une pom pe péristaltique ou à dépression aspi re un volum e prédét erminé et r emplit 
tout o u parti e d’un flaco n. L’appareil peut conten ir un seul fl acon (confection  
directe de l’échantillon moy en dans un r écipient de plusieurs litres) ou plusieurs,  
généralement 24 récipients de 1 litre. La programmation de l’ appareil permet de 
déclencher l es prélève ments à heure fix e ou à p artir d’une co mmande extérieur e. 
Les heures de prélèvement, volum es pr élevés et  num éros d e flacons s ont 
enregistrés. 
Pour assurer la représentat ivité de l’ échantillon pom pé et éviter l e colmatage du 
tuyau de pris e, des cy cles de vidange et de purge à l’air et à l’ eau précédent cha que 
prélève ment.  
9.4.1.3 Usages 
 
Préleveur seu l : prélève ments + analy ses. En station d’ épuration et ca mpagnes de 
mesure s temporaires en rés eau. 
 
Préleveur en co mplément d’un dispositi f de mesure en continu de la qualité pour 
établir les co urbes de corrélation entre le  signal mesuré et la concentration en 
polluant ou bien vérifier la qualité des résu ltats fourni s par la mesure alternative.  
 
456/5 03

Lors des cam pagnes de tem ps de plui e ou de tem ps sec sur un cycle jo urnal ier, 
compte tenu  de la variabilité des effl uents, on ut ilisera systématiquem ent des 
préleveurs multiflacons. A partir de plusieurs échantillons obtenus par un préleveur 
multiflacons, il est toujour s possible de constituer un échantillon représentatif des 
caractéristiques m oyennes des effluents sur la durée d e la campagne de mesure. Par 
contre, avec un préleveur  mono flacon, on ne peut  pas connaître la variabilité des 
effluents pendant cette période. 
 
Pour le suiv i des substances indésira bles (m icrop olluants, m étaux) présentes 
notamment d ans les rejets de tem ps de pl uie, la technique d u prélèvement et des 
analy ses est la seule qui  soit opérati onnelle dans  les conditions technique s et 
financières co urantes. 
 
Exemples d’utilisation : 
 
• Mesure per manente en entrée de station d’ épuration :  
 
Préleveur échantillonneu r
réfrigér é permettant de
confectionner un échantillon
moyen journa lier. Le tuy au
de prélève ment est immerg é
dans une zon e de for t
brassage, c e qui est essentie l
pour d isposer d’un
échantillon moy en
représentatif d’effluents
bruts, fortement décantables.
Les effluents bruts son t
instables (évolution rapi de
des m atières oxy dables et de
l’azote organi que e t
ammoniacal en présence
d’oxygène et avec de l a
chaleur), ce qui rend l a
réfrigération indispensable
pour ralentir l a cinétique des
réactions biologiques e t
chim iques et conserver les
caractéristiques de
l’échantillon .
457/5 03

• Mesure tem poraire sur déversoirs d' orage pour évalu er les flux déversés et 
réaliser des pollutogrammes des dé versem ents: Préleveur échantillonneur  
24 flacons autonom e posé dans un regard. Déclen chem ent à partir d’un 
limnimètre à ultrasons aérien pour un e hauteur d’eau supérieure à 5 cm 
dans le déversoir . Prélèvements à pas de tem ps variable (par exem ple 3 
minutes au début d u déversem ent puis toutes les 6 minutes). 
multi-flacons installé dans un
regard au-dessus du colle cteur
aval déversoi r d’orage
(appareil ouvert).
L’expl oitatio n des don nées
collectées par lim nimétrie+
prélève ments analy sés permet de
construire des pollut ogrammes
de tem ps de pluie (buts :
optim iser l a gestion d u
réseau +strat égie de traitement de
la pollutio n pluviale). Four niture
des élé ments régle mentair es au
service de police sur les
déversements de tem ps de pluie
(caractéristiq ues de la plui e, flux
et volum es déversés).
Parfaite intégration en m ilieu
urbain (rien n ’est visible e n
surface lorsq ue le regard es t
refer mé).
 
Ci-dessus, tuy au de prélève ment dans  le collecteu r. 
Embout rigi de orienté vers l’aval pour éviter le 
colm atage par les flottants et pro tection contre 
l’arrachem ent. Risque de ségrégation des matières en  
suspension lorsque la vitesse d’ écoulement est élevée . 
458/5 03

• Polluto gramme en concen tration sur un déversoir d’orage construit à partir 
d’échantillons prélevés puis analy sés 
 
9.4.1.4.1 Prélèv eme nt des échantil lons :   Pluie n°1 (02/08/00) - Pollutogramme DO Fonteno
01002003004005006007008009001000
6:43 6:57 7:12 7:26 7:40 7:55 8:09 8:24
Temps (T.U.)Concentration (mg/l)
0100200300400500600
ConductivitéFONTENO DCO (mg O2/l)
FONTENO DBO5 (mg O2/l)
FONTENO MES (mg/l)
FONTENO Conductivité 
 
9.4.1.4 Conditions générales d'utilisation 
Eviter les cr épines qui s’ encrassent, préférer  un si mple em bout rigide placé dans 
une zone de turbulence (effluent hom ogène) et orienté vers l’aval pour éviter le 
colmatage pa r les flottants (plastiques et autres). 
Placer le pré leveur le plus près possible du point de prélève ment (la puissance  
d’aspiration de la po mpe lim ite la dénivelée ad missible entre le point de 
prélève ment et le préleveur). 
Le tuy au d’aspiration doit constamment monter  entre  le point de prélève ment et  le 
préleveur (po ints bas = dépôts). 
Lorsque  le point de pr élèvement est fixe , il doit être implanté pour  que 
l’échantillon prélevé soit  autant que possible  représentatif des  caractéri stique s 
moyennes de l’effluent aux différentes gammes de d ébit. Eviter de le positionner 
au fond d u radier où les dépôts sont to ujours plus im portants que la m oyenne. Po ur 
les effluents bruts, choisir les zones où le brassage est im portant. 
 
459/5 03

9.4.1.4.2 Conserv ation d es échantil lons :   
Les appareil s réfrigérés perm ettent de maintenir les échantillons prélevés dans leur 
état initial pendant 24 heures. Cette du rée est réduite à quelques heures pour les 
préleveurs non réfrigérés lors des fortes chaleurs. 
9.4.1.4.3 Éléments d e cout et main tenan ce  
Coût  : Préleveur échantillonneur m ultiflacons non réfrigéré autonome (b atterie): 5  
K€ environ 
Préleveur éch antillonneur r éfrigéré: 6 à 8 K€ 
Maintenance  : Nettoy age après cha que prélèvement + re mplacement  des  
accumulateurs après chaqu e prélèvemen t et toutes l es semaines pour les appar eils 
qui fo nctionn ent sur batterie.  
Contrôler les volum es effectivement prél evés dans les conditions d’utilisation. 
Membrane de la pom pe péristaltique, tuy au de prélève ment et dessiccat eur à  
maintenir en bon état ( remplacements  programmés en fonction des duré es 
d’utilisation, une à deux fois par an).  
Seuls, les appareils non  réfrigérés pe uvent foncti onner sur batterie avec une 
autonom ie suffisante (une semaine). 
9.4.1.5  Recomman dations pratiques 
Le préleveur échantillonneur non réfrigéré, mobile et peu encom brant, s’installe 
facilement dans un regard ou dans une ch ambre en réseau  d'ass ainissement av ec 
quelques aménagem ents mineurs (suppo rt de pose). Il  ne craint pas une subm ersion  
occasionnelle ou l' humidité am biante. 
L’uti lisation de regard d’ assainissement offre généralem ent une bonne protecti on 
contre le vandalism e. 
Le point de prélèvem ent sera situé su r un tronçon où l’écoulement est turbulent 
(hom ogénéisation). Lorsq ue le prélèvement est couplé à une mesure de débit, il 
n’est pas nécess aire que  les deux opérations soient réalisé es au même point 
(antinom ie en tre les conditions de pr élève ment et de mesure de dé bit). 
9.4.1.6 Limites d'application : 
La qualité de la chaîne de mesure doit êt re optimale à tous les niveaux pour aboutir 
à des résultat s satisfaisants :  
9.4.1.6.1 Variabil ité temporelle d es effluents 
Equipe d’intervention disponible 7 j ours sur 7. Conservation des échantillons le 
moins longtem ps possible à température am biante (quelques heures au plus) et 24 
heures au ma ximum en enceinte réfrigé rée. Attention aux cam pagnes de mesur e en 
été. 
Laboratoire disponible pour prise en char ge et analy se dans les meilleurs délais.  
Etre vigilant sur les conditions de cons ervation en laboratoire avant analy se. 
9.4.1.6.2  Représentativité  des effluents 
Le problèm e de la représen tativité des ef fluents se pose à plusieurs niveaux.  
Tout d’abord, l ’échantillon prélevé à l ’instant t en un poi nt unique de l ’écoulement 
est-il représentatif des caractéristiques moyennes de l’effluent  dans  la vein e 
liquide au m ême moment ?  
Ensuite, entre deux prélèvem ents, l’é volutio n de s caractéristiques ph ysico-
chimique peut-elle être con sidérée co mme linéaire ?   
460/5 03

Enfin, les caractéristiques de l’échantill on aspiré  sont-elles les mêm es que celles 
du liqui de qu i est stocké dans le flaco n du préleveur (ségrégation des particules 
et/ou m odification de l ’échantillon) puis ce lles de l’échantillon qui  sera analy sé en 
laboratoire (hom ogénéisation, évol ution de certains param ètres) ? 
 
Une étude menée sur le bassin versant expé rimental du m arais (M. Ch Gromaire er 
G. Ghebbo, dans .) fait ét at d’une incertitude aléatoire comprise selon les 
paramètres entre 12 et 18%  su r la mesure d’une concen tratio n moyenne à l’ échell e 
d’un événement pluvieu x et entre 30 et 46%  pour un prélèvem ent ponctuel. S.H.F
 
 PREL EVEUR ECHA NTILLONNEUR 
Intérêt s 
  
Faible coût d ’investissement 
Durée de vie de l’appareil 
Résultats s atisfaisants si chaîne de 
mesure cohérente du prélèvem ent 
jusqu’au laboratoire 
  
Représentativ ité 
Maintenance lourde+astreintes 
Coût global élevé (te mps 
passé+ analyses) 
Représentativ ité de l’échantillon prélevé 
par rapport aux caractéristiques 
moyennes de l’effluent à l ’instant t 
 Utilisable pratiquement partout  
 
461/5 03

9.4.2 Turbidimètre 
9.4.2.1 Principe de mesure 
 
Turbidité : Réduction de la transparence d’un  liqui de due à la pré sence de matières 
non dissoute s. Les matières en suspension (MES) représentent une partie des 
matières non dissoutes. 
Un turbidim ètre est un appareil de mesure  optique de la turbi dité qui  permet  
d’évaluer en continu certains para mètres de la polluti on des rejets urbains. 
 
Il existe deux techniques de mesure de la turbidité, l’opacim étrie  (mesurage de  
l’atténuation d’intensité lum ineuse transmise  au travers d’ un liquide) et la 
néphélométrie  (mesurage de la lum ière diffusée  par les particules). 
 Cellule photo-électriq ue  
  
 Transmissio n 
Source lumi neuse  Echantillon  Cellule Photo    
   Electriqu e 
        Diffusion                         (opacim étrie ) 
  
    ( Néphélométrie ) 
figure71:  Schéma de la turbidimétrie 
 
• Principe de l’ opacim étrie : Loi de Beer-Lam bert q ui établit une  proporti onna lité 
entre la concentration et les car actéri stiques des particules avec  l’extinction (E) 
d’un faisceau lum ineux de longueur  d’onde donnée. 
 
• Principe de la  néphélométrie :  Principe de Ray leigh qui permet  de faire le lien 
entre l’intensi té de la lum ière diffractée et le nom bre et la taille des particules pour 
une lon gueur d’onde supéri eure à 800 n m (infrarouge). 
Les mesures optiques sont  réalisées à des longueurs d’onde spécifiques à chaque 
param ètre. La longueur d’onde utilisée est celle po ur laquelle le paramètre d e la 
polluti on m esuré va particulièrement abso rber ou réfléchir la l umière incid ente. 
Usuellement, les MES sont mesurées dans le spectre visible ( ≈ 550 nm ) et les 
matières organiques  dans l ’ultravi olet (≈ 250 nm).  
462/5 03

9.4.2.2 Mode de fonctionnement de l’appareil 
La sonde du turbidim ètre est plongée d ans le  liquid e, elle en mesure la turbidité 
pour une lo ngueur d ’onde donnée adaptée à un paramètre de la p ollutio n (MES ou 
DCO par exe mple).  
La courbe de  corrélation l ocale perm et en suite de tr ansform er la valeur mesurée 
(turbidité) en  concentration du paramètre de  la pollution. Ceci peut perm ettre de 
répondre aux exigences réglem entaires en matière d’autosurveillance des réseaux 
d’assainisse ment (déversoirs d’ orage). Attention, la  courbe de corrélation est 
propre à chaque site et à ch aque appareil. 
9.4.2.3 Conditions générales d'utilisation 
9.4.2.3.1 Usages 
Mesures en systèm e d’assainisse ment, en te mps réel et en continu (à pas de te mps 
court) : Outil  indispensabl e pour  tout  ce qui concerne la gestion e n temps réel des 
ouvrages à partir de données qualitatives. 
Mesure en continu : justif iée lorsqu’il y a des variations brusque s et im portan tes 
des caractéristiques des effluents ou lors qu’il est nécessaire de disp oser de longu es 
séries de valeurs.  
 
Exemples d’utilisation 
• Mesure per manente en co llecteur d’ assainisse ment et station d’ épuration 
pour évaluer l es concentrations en MES et DCO dans les ef fluents  
• Gestion de la vidange  de l a tranche supérieure des ef fluents de te mps de 
pluie dans un bassin de décantation. 
9.4.2.3.2 Mise en ser vice :  
Etalonnage  de l’appareil : consiste à faire co ïncider les  valeurs de tur bidité 
affichées par l’appareil avec celles de so lutions de caractéristiq ues connues. La 
norm e NF EN 27027 de 1994 i ndique que l’ étalon nage des appareils doit être 
réalisé ave c un étalon de formazine. C ette solution est à prépare r locale ment, sa 
durée de vie  est faible (quelques semain es) et o n la présum e cancérogène . On 
préférera donc travailler en routine avec d’autres solutions de caractéristiques 
connues, stables et non tox iques.  
Etalonnage sur site ou pseudo étalonn age, qui permet d’établir une relation entre 
les param ètres optiques mesuré s par l’appareil (turbidité) et les concentrations de 
MES et DCO dans les eaux sur un site de  mesure.  L’installation du tur bidimètre 
dans le réseau doit être conjointe av ec celle d’un préleveur m ultiflacons pour 
construire les courbes de corrélation dites aussi courbes d’étalonnage entre 
concentration et turbidité propres à chaque  site de mesure et aux caractéri stiques 
des effluents . Ceci néce ssite la réalis ation d ’analyses phy sico- chimiques. Une 
bonne cour be de corrélation com porte au  moins une trentaine de points aux 
diverses gammes de concentration.  Dans certains cas, les corrélations sont 
différentes en tre te mps sec et temps de pluie. 
Le pseudo é talonnage pe ut aussi être réa lisé en laboratoire en immergeant le 
turbidim ètre dans les échantillons préle vés dans le collecteur avant analy se.  
9.4.2.3.3 Éléments d e cout et main tenan ce 
Prix d’un appareil autonetto yant : 4  à 7,6 K€ 
 
463/5 03

Maintenance  : netto yage régulier, au m oins hebdom adaire, m ême si le turbidimètre 
est autonettoy ant. Dém ontage et étalonnage à la formazine ou avec des solutions d e 
caractéristiques connues, stables et non  toxiques deu x fois par an. 
9.4.2.4 Recomman dations pratiques 
Faciliter au maxim um les conditions  de mainten ance ou de dém ontage des 
appareils lors du choi x du site d’im plantation.  
S’assurer que l’échantill on anal ysé est re présentatif (zone de brassage en 
collecteur). 
Eviter d’avoi r à travailler directement da ns des écoulem ents permanents (fixation 
ou sup port a movible).  
Eviter que des flottants ne col matent l’ appareil ou le sy stèm e d’alimentation en  
eau. 
Fiabilité  : En réseau d’assainissement, m ilieu très agressif, les turbidimètres 
connaissent des pannes et dérives de la mesure. La maintenance et l’étalonna ge 
doivent être r igoureux  pour que les don nées obtenues soient fiables.  
9.4.2.5 Limites d'application 
Les appareils existants pr ésentent encore  des lacunes en terme de fiabilité, de 
justesse et de fidélité, ce qui peut  poser des problèm es pour le pilotage d’ouvrages 
en te mps réel (vidange d’ ouvrages de tra itement de la pollutio n lorsqu’un ni veau de 
rejet est att eint par exem ple). 
 
Maintenance lourde sur sit e et en labor atoire pour  garantir la bonne qualité des 
résultats. 
 
TURBIDIM ETRE 
  
Résultats en t emps réel  
Nécessité de fabriquer des courbes de 
corrélation propre à chaque site de 
mesure. Intérêt s 
Mesure en co ntinu 
Peu encom brant 
Absence de r éactifs Efficacité des sy stèm es de netto yage 
automatique 
Dérive dans le tem ps, notamment pour les 
fonctionnem ents interm ittents en tem ps 
de pluie. 
 
464/5 03

9.4.3 Capteurs spécifiques  
9.4.3.1 Principes de mesure 
Divers selon le ou les paramètres mesurés.  Les plus usuellement rencontrés mettent 
en jeu des réactions électriques, électro chim iques ou optiq ue. 
9.4.3.2 Mode de fonctionnement des appareils 
Deux possibil ités :  
• Une électrode ou une me mbrane est tr empée direct ement dans l’ef fluent à  
analy ser. Cet te partie  de l’appareil peut être  autonettoy ante. C’ est en 
particulier le cas des sondes utilisées po ur piloter l’épuration biol ogique en 
station d’ép uration (pot entiel redox, ox ygène d issous, tem pérature, 
conductivité).  
• Un sy stèm e de pom page et éventuellement de filtration am ène u n volum e 
connu d’échantillons dans une cuve où i l va subir  une préparation ( ajout de 
réactif par ex emple). Le capteur réa lise ensuite la mesure puis l ’échantillon 
est évacué.  Une pur ge et un netto yage initient un nouveau cy cle. Par 
exemple, mesure optique avec ajout de réactif. 
9.4.3.3 Usages 
Cam pagnes d e mesures liées au suivi e n conti nu de poll utions s pécifiques, h ors  
MES. Par exem ple, en station d ’épurati on urbaine, mesure des concentrations en 
orthophospha tes dans les e ffluents bruts pour doser les sels métalliques afin 
d’optim iser la déphosphatat ion physico-chim ique. 
9.4.3.4 Éléments de cout et maintenance  
Très variable s selon les ca pteurs. 
Prix d’achat co mpris entr e 5 et 18 K€ selon le ty pe d’ appareil et les para mètres 
analy sés. 
Maintenance  : netto yages fréquents, d e plusieur s fois par jour  à une fois par 
semaine, y  com pris sur dispositifs autonettoy ants.  
Etalonnages réguliers à planifier à une fréque nce à ad apter au retour d’ex périence. 
9.4.3.5 Recomman dations pratiques 
A l’exception des mesures de routine pou r piloter l ’épuration bi ologique, à  réserver  
à des études spécifiques dont les objectifs s ont bien déterm inés et disposant de 
moyens hum ains et financiers im portants. 
9.4.3.6 Limites d'application 
Tous les paramètres de pol lution ne peu vent pas être mesuré s en c ontinu. De plus,  
les différents ty pes d ’appa reils disponib les pour la mesure en continu sont parfois 
plus adaptés au travail en laboratoi re qu’ aux conditions du terrain (fragi lité 
mécanique, maintenance fréquente et com plexe, etc).  
9.4.3.6.1 Mesures d e paramètres globaux  
(oxygène diss ous, tem pérature, pH , cond uctivité et pot entiel redox).  
 
Sondes bon marché, utilisées couramment pour di vers usages, en particulier en  
station d’épuration et dans les milieux natu rels. Présentent peu d’intérêt en réseau  
d’assainisse ment.  
465/5 03

Utilisation :  
Outils de gestion en tem ps réel de l’épur ation biol ogique  
Evaluation de la qualité globale des milieux récepteurs, co mplém entaire de 
mesure s de para mètres spécifiques. 
 
9.4.3.6.2  Mesur es de paramèt res spéci fiques  Station de la Co mmunauté Urbaine d u
Grand Nancy  pour la m esure en contin u
de la qualité de l’eau de  la Meurthe à
Nancy . 
Circuit hydr aulique interne avec trois
sondes de mesure pour l’oxygène
dissous, la conductivité, le  PH et la
tempé rature.  
En gros plan, la sonde de mesure d e
l’oxygène dis sous sortie d e son puits de
mesure. 
Il est reco mmandé de mesurer l’o xygène
dissous en i mme rgeant directe ment la
sonde dans le m ilieu. 
Le pom page peut apporter u ne
réoxy génation (a vérifier par des mesures
ponctuelles dans le milieu).  
 
Dans cette catégorie, on trouve  des appareils de mesure auto matique en continu  de 
l’amm onium, nitrates, phos phates, métaux, hydrocarbu res, etc.  
 
On distingue les analyseu rs (pompage,  préparation de l’échantillon puis mesu re) 
qui autom atisent des procédés plus ou moins co mplexes, co mparables  aux 
méthodes de laboratoire,  des sondes  imme rgées dans le m ilieu (mesure sans 
réactif). 
 
Les analyseurs  peuvent fournir des résultats  assez proches des  anal yses 
norm alisées en laboratoire, m ais ces appa reils sont onéreux à l’achat, fragiles car 
généralement assez proche du matériel d e laboratoire ou du protot ype de recherche, 
utilisent des consommables et leur maintenance est  généralement com plexe (à 
assurer par de s spécialist es).  
Leur utilisation est envisageable pour de  longues cam pagnes o u de la mesure 
permanente. 
466/5 03

Analyseurs 
de nitrates et
d’ammoniu m
Agence  
de l’eau 
 Rhin-Meuse. Station  De 
 Lauterbourg  
 sur le 
 Rhin 
 
A chaque param ètre mesuré correspond une ou p lusieurs long ueur d’onde.  Les 
résultats peuvent être perturbés par des in terférences entre dive rses substances. Les  
résultats sont donc à valider avant utilisation. Il faut aussi être vigilant sur la partie 
mécanique  et le netto yage des capteurs. 
Les capteurs  imm ergés  utilisent des méthodes optiques,  sans réactif. Ils peuv ent 
être autonomes, l’acquisiti on des données peut être in tégrée dans le boîtier  de 
l’appareil.  
 
Ces capteurs sont adaptés à des cam pagne s de m esure dans des milieux pas t rop 
agressifs. 
 
CAPT EURS SPECIFIQUES 
 
Intérêt s 
  
Perm et de co nnaître la variabilité 
temporelle des paramètres mesurés. 
 Maintenance lourde et parf ois 
complexe. 
Fragilité. 
Les analyseurs  sont des appareils 
volum ineux q ui ont besoin de bonnes 
conditions d’i mplantation (disposer 
d’un endroit s ec et chauffé)  Coût réduit s ur de lon gues séries de 
mesure s Prix d’ achat et coût global. 
 
467/5 03

9.5 La chaine de mesure  
 
Desc ription : 
 
 Station locale 
d’acquisition des 
données
 
9.5.1 Les éléments  
 
Capteur  : Constitué le plus souvent  d’une cellule de mesure, d’un 
transm etteur et d’un convertisseur qui transforme le signal reçu en  
grandeur ph ysique usuelle. Une lia ison permet d’env oyer des signaux 
analogiques,  num ériques ou to ut o u rien vers une station locale 
d’acquisition et de st ockage des données.  • 
• Station local e d’acquisition de donné es : Reçoit le signal en provenance 
du capteur . Ce signal est transform é en grandeur physique, m is en mém oire 
et horodaté. Possibilité de transm ission  de données et de m essages d’alerte 
vers l’ extérieur . 
Micr o ordinateur  portable  : Permet de collecter les données brutes 
stockées dans la station locale d’ac quisition de donné es pa r l’inter médiaire 
d’un l ogiciel spécifique. Déplacement sur site nécessaire et connexion par 
port externe à la station d ’acquisition. • 
• Poste central  (optionnel) : Perm et une liaison sans déplacement ph ysique 
avec une ou plusieurs stations d’acquisi tion par l’interm édiaire d’une ligne 
téléphonique.  Contrôle de bon fonctio nnement, rap atriement de données 
brutes et gestion éventuelle  des capteurs ou d’ouvrage s. 
9.5.2 Les objectifs 
9.5.2.1 Premier niveau 
Connaissance a posteriori  du comportem ent du systèm e d’assainissement 
(étude su r des cycles jou rnaliers, p luies, etc). 
Les mesures collectées puis validées a posteri ori permettent de disposer de données 
pour réaliser le diagnostic de l’existant et fournir les éléments rég lementaires sur 
les flux et vol umes déversés. 
468/5 03

La pr emière option  (minimaliste ) consiste à inst aller des stations d’acquisitio n et 
de stockage des données autonom es. La co llecte des inform ations archivées est 
réalisé e par PC portable (déplace ment s ur place de l’opérateur). 
 
La seconde  option , plus évoluée, com porte en plus un  post e central et des 
possibilités de connexions  avec les stations locales d’acquisition.  Ceci permet de 
connaître à volonté et sans avoir à se déplacer la chro nique des événem ents et d es 
problèm es rencontrés (panne d’un capte ur par exem ple).  
 
La connexio n à un pos te central est indispensable pour de  la métrolo gie 
perm anente. Pour des cam pagnes de mesu re tem poraire, c’est une solutio n de 
confort. Ceci permet d’o ptimiser les déplace ments , réservés à  la maintena nce 
planifiée et aux pannes, et  fournit de bo nnes conditions de trav ail à l’opérateur qui 
valide et exploite les données. Des anom alies sont détectées rapidem ent, les 
périodes de n on-fonctio nnement de la chaîne  de mesure sont rédui tes au minimum .  
Cette option, plus onéreuse que l’appro che minimaliste, nécessite une période de 
mise au point plus ou  moins longue, au minim um de quelques m ois.  
 
A réserver aux dispositifs de mesure  perm anents ou sem i-permanents. 
 Centrale d’a cquisition
autonome pour
vélocimétr e à effet
Doppler
(équipement minim aliste).
Dispositif provisoire destiné
à vérifier la courbe Hauteur-
débit de la so nde à ultrasons
aériens permanente, visible
sur la gauche au secon d
plan dans le regard (vue de
dessus).
 
9.5.2.2 Second niveau 
On met en œuvre un dispositif  de traitement, de s tockage  et d e transm ission 
immédiate des données vers un Poste central, ce qui peut  conduire à une  
gestion centralisée en tem ps réel du ré seau (lutte contre les inondations, 
gestion hydraulique ou réduc tion des flux déversés). 
Ce sy stème est déjà opérati onnel dans de grandes collectivités en ce qui concerne 
la lutte contr e les inondati ons (Département s des hauts de Seine et de Seine Saint-
Denis, Co mmunauté Urbaine de Bordeaux, Comm unauté Urbaine du gran d Nan cy, 
etc.).  
 
Il est  systématique ment nécessaire de compléter l es informations obtenues sur  le 
fonctionnem ent du réseau p ar des données sur les pluies. 
469/5 03

 Centrale d’a cquisition et de
transmis sion des données
pour un limnimétre à
ultrasons aérien de la
communauté urbaine de
Lille.
Dispositif équipé d’un 
onduleur  permettant de
continuer la mesure et
l’enregistrement en cas de
coupure de courant sur le
secteur (auto nomie de 12
heures environ). Les donné es
sont envo yées en tem ps réel
vers un poste central afin de
gérer le réseau en protection
contre les inondations.
Possibilité de se connecte r
locale ment avec un PC
portable po ur les opérations
d’étalon nage par exem ple
 
9.5.3 Critères de choix  
 
Ils sont à adapter aux besoins et à la  durée de l’étude. L’utilis ation d’un poste 
central offre un certain confort en permetta nt de vi sualiser à distance les résu ltats 
obtenus et les dy sfonctionnem ents éventu els des ca pteurs. Ne dispense en au cun 
cas des opérations de m aintenance des capteurs sur site. 
Le coût d’in vestissement est supérieur, il faut aussi  prévoir le p rix des liaiso ns 
téléphoniques . Les visites sur site  sont réduites au m inimum. 
Le recours à la télégestion  depuis un po ste central  est à privilégier. Le point faible 
de la chaîne de mesure rest e le capteur 
 
9.5.4 Validation , critique  et gestion des données  
 
Les valeurs e nregistrées se ront nécessair ement validées et critiquées préalable ment 
à leur exploit ation.  
 
• La prem ière étape passe p ar un bon ét alonnage du capteur sur banc d’essai 
(vérification des qualités intrinsèques du capteur) puis de la station de 
mesure (matériel sur site). Pour la mesure des débits, les vérifications des 
courbes Q= f(h) ou  d’estimation des vi tesse s moyennes dans l’ écoulement,  
seront réalisées ponctuellement ou su r une courte p ériode avec une autre  
technologie d e mesure. 
470/5 03

• Lorsque l’on  pratique la gestion en temps réel , se po se le problème de la 
validation i mmédiate des données. Seul es les valeurs aberrantes sont 
détectables a priori. Une maintenan ce rigoureuse est alors nécessaire avec 
des opérations programmées et une v isite supplémentaire après chaqu e 
événem ent d’intensité significative (d ébit ou hauteur  d’eau n on usuels en 
collecteur).  
• Une correction a posterio ri peut néanm oins être apportée dans le com pte 
rendu de l ’événem ent. 
•  
• Pour une utili sation a posteriori des données, on ajoutera tous les éléments 
qui o nt pu être observés pendant et ap rès l’événem ent (observation directe , 
constat de désordres, etc) et perm ettant de faire une analy se critique des 
mesure s. Ne pas valider des séri es de  mesure qui seraient contradictoires 
avec l’observation directe et les trac es (m arques de crue, photos, film s, 
témoins oculaires). 
 
Les données validées peuvent ensuite être enre gistrées et exploitées dans une ba se 
de données, le cas échéant associée à un tableur  pour la m ise en forme des 
Il faut touj ours conserver les fichiers  bruts initiaux, car de nouveaux élém ents 
peuvent parvenir à connaissance et reme ttre en cause l’interprétation initiale. 
Pour une diff usion ou une  publication, il est souhaitable de mettre en forme les 
résultats (courbe, graphi que, etc) ce qui perm et de les rend re sy nthétiqu es et 
lisibles. 
471/5 03

9.6 Exemples 
9.6.1  Autosurveillance d’une petite station 
Exemple d’équipement métrologiq ue po ur l'autosurveillance d'une petite 
station d’épuration collectant m oins de 120 kg/jo ur de pollution organiqu e en 
temps sec, so it 2.000 équivalent habitant 
 
9.6.1.1 Objectifs  
 
• Réglementair es (cf arrêt é du 21/06/ 96) : Dispositif de mesure du débit et 
possibilité de réaliser des échantillons moyens journaliers en entrée et  
sortie. Les toutes petites stations (m oins de 200eq-hab) ne sont pas 
concernées p ar ce texte 
• Disposer d’élém ents pour optimiser le fonctionnement  des ouvrag es 
• Information  du maître d’ou vrage et du p ublic 
• Veiller au respect d’engag ements contractuels  entre le m aître d’ouvrage,  
l’agence de l’eau et l’ exploitant éventuel (s’ il est  différent du maître 
d’ouvrage).  
9.6.1.2 Mesure des débits  
 
• Par li mnimétrie :  
 Dispositif de mesu re du d ébit en sortie  de station
d’épuration
(photo  prise d e l’am ont vers l’aval).
Canal de mesure à fond pla t et à contraction latérale
(Venturi) préfabriqué adapté aux gammes de débi t
rencontrées.
Au prem ier plan, la sonde à ultrasons aériens sous son
capot de prot ection contre les ray onnements solaires.
Au fond, l ’étranglem ent qui prov oque le ressaut  et le
changem ent de régim e hydraulique. Sur c e type de
dispositif, la précision de mesure du débit peut être
meilleure que 5 %.
Un préleveur m obile peut perm ettre de réaliser des
campagnes d e mesure sur un c ycle jour nalier.
Attention aux  périodes caniculaires, risq ue de perturb ation
de la mesure de hauteur et  d’évolution de l’échantillon
moyen journa lier  si le préleveur n’est p as réfrigéré.
• Autre possibilité acceptable et peu on éreuse : Canal rectangulaire san s 
contraction l atérale pouvant être é quipé en déver soir rectangulaire ou 
triangulaire en m ince paro i par ajout d’une plaque métallique am ovible.  
Les form ules de calcul du débit à partir de la mesure de hauteur d’eau sont 
connues po ur ce type de seuil, ce qui  évite l’opération to ujours c omplexe 
de construction d ’une co urbe hauteur/ débit à partir  de mesures locales.  
472/5 03

Réaliser si possible des vérifications à partir de mesure de vitesse, car les 
conditions normales d’utilisation de s courbes ne sont pas toujours 
respecté es. 
 
• Mesure de hauteur d' eau par un lim nimètre per manent à ultrasons aé riens.  
• A défaut, une canne de b ulle à bulle installé pour la durée de la mesure 
suffira.  
 
Les incertitudes globales sur la mesure de hauteur s ont estim ées entre 5 et 1 0 mm 
dans des conditions usuell es et avec du matéri el courant. 
 
9.6.1.3 Mesure des concentrations de pollu tion 
Si la ca mpagne de m esure est réalisée par fortes chaleurs, préleveurs réfrigérés ou 
isotherm es in dispensables pour m ainten ir les effluents dans leur état initial (DBO5 
et amm onium notamment).  
 
• En sortie  : Préleveur mono flacon asservi au débit ou m ultiflaco ns avec 
prélève ment à pas de tem ps fixe ( 24 flacons/jour). Cette mesure est  
toujours réalisée car elle p ermet de connaître le niveau de rejet au m ilieu 
naturel. 
• En entrée  : Préleveur multiflacons avec  prélève ment à pas de te mps fixe  
(24 flacons/jour) ou asservi à une mesure de débit. Le préleveur 
multiflacons perm et le cas échéant de disposer d’élément sur l a variabilité 
des ef fluents bruts au cours d’un c ycle journalier . Les ef fluents ét ant très 
chargés, le préleveur sera  réfrigéré ou isotherm e. A défaut, un préleveur  
non isolé dans lequel on in troduit  un pai n de glace pe ut aussi faire l’ affaire 
lorsqu’il n’existe pa s d’aut re solution.  
La co mparaison des m esures en entrée et sortie per met de fair e des calculs  de 
rendem ents épuratoires, sauf sur laguna ge (tem ps de séjour long). 
 
Les flux journaliers sont le produit du volume journalier par la concentrati on 
du polluant dans l’échantillon moyen prélevé. 
 
Paramètres a nalysés sur échantillon moyen:  
 
• MES, DCO, DBO5 et a mmonium ou NTK.  
• Azote global et phosphore total si le  milieu récepteur est classé en  
zone sensible à l’eutro phisation 
• Eventuellement param ètres spécifiques au réseau (industrie, artisan s,    
etc). 
 
9.6.1.4 Mode de fonctionnement 
Déclenche ment des prélève ments à pas  de te mps fixe ou asservi  à la mesure  de 
débit. Un flacon/heure avec un prélèvem ent de 0,25 litre tous l es ¼ d’heure par  
exem ple. Pour confectionner un échantill on m oyen proportionnel au débit à pa rtir 
de prélèvem ents horaires à pas de tem ps fixe, utiliser l’enregistrement horaire des 
débits.  
Le volum e retenu po ur l’heure h est le rapport d u volume écoulé pendant l ’heure h 
sur le volume total écoulé pendant le cy cle journal ier et multiplié par le volume 
473/5 03

souhaité de l’échantillon moyen (2 litres par ex emple). L’échantillon m oyen 
journalier  est la so mme des volum es horaires pondérés. 
 
Les volum es utiles des échantillons s ont ensuite t ransportés en laboratoire pour 
analy ses, sans rupture de l a chaîne du f roid et le plus rapidem ent possible (m oins 
de 24 heures). 
 
9.6.1.5 Raisons du choix 
 
Matériel peu onéreux et facile à mettre en œuvre pon ctuellement. Étalonnage facile 
de la mesure de hauteur d ’eau. 
9.6.1.6 Autres options 
 
Préleveur mono flacon asservi à la mesure du débit.  
 
Avantage : L’échantillon moy en est conf ectionné directement. 
Inconvénient : Aucun m oyen de vérificati on en cas de d ysfonctio nnement ponctuel. 
 
Mesures qu alitatives réalisées par des méthodes alternatives (bandelettes,  
photom ètre de terrain, etc). A faire valid er par le service de police de l’eau. 
 
EQUIPEMENT D' UNE PETITE STATION 
 
Intérêt s 
  
Matériel peu onéreux, facile à installer et  à 
étalonner 
Bonne précision si la taille du canal de 
mesure est ad aptée aux gamme s de débits 
et aux conditi ons norm ales d’im plantation. 
Maintenance si mple 
  
Coût des analy ses et te mps passé 
Représentativ ité du c ycle journalier 
choisi dans la chroniq ue annuelle 
 
474/5 03

9.6.2 Autosurveillance d’u n déversoir d’orage 
Exemple d’équipement métrologique pour l' autosurveillance d'un gro s 
déversoir d' orage (situé sur un réseau collectant plus de 600 kg/jour  de 
pollution organique en temps sec, soit 10.000 équivalent habitant) 
9.6.2.1 Objectifs  
 
• Réglementair es (cf arrêté du 22 /12/94) : Mesure en contin u du  débit et 
estimation d es flux de DCO et MES déversés pendant les évènem ents 
pluvieux . 
 
• Disposer d’élém ents pour l’élaboratio n d’une stratégie pr ogressive d e 
traitement de la pollut ion de temps de p luie au niveau de l’ agglomération à 
partir de mes ures sur des D.O., en collecteur et en sta tion d’ épuration.  
9.6.2.2 Mesure des débits  
 
Pour un éq uipement permanent, on recher chera prioritairement la configuration  
adaptée à la mesure li mnimétrique par ultrasons aériens. Les trois principaux 
motifs sont: coût d ’invest issement réd uit, maintenance minimale et longévité du 
matéri el. 
 
 Sonde à ultrasons aériens dans
un ouvrage de déversement à
l’aval d’un  collecteur .
Mesure per manente et en c ontin u
des hauteurs d' eau
(pas de débit en te mps sec).
Mesure des d ébits déversés
uniquem ent.
 L’ouvrage maçonné rectiligne
perm et de co nstruire une courbe
hauteur débit à partir de la form ule
de Manning -  Strickler. Calage pa r
jaugeages
au vélocimétre portableou bien
 au vélocimèt re à effet Dop pler
(cf 9.2.1 .).
475/5 03

9.6.2.3 Mesure des flux de pollution  
Pour des raisons pratiques et économ iques, il n’est pas possible de prélever en 
routine les effluents dév ersés à un déversoir d’orage, sur u ne ou plusieurs 
chroniques annuelles. Il sera réalisé des campagnes de mesure po ur connaître les 
flux déversés sur plusieurs pluies caractéri stiques d u régime climatique et d e la 
saison.  
 
• La manière de travailler qui sera préférée consiste à utiliser le modèle 
général de la collectivité (cf. 6.2.7.). Les cam pagnes de m esure de tem ps 
de pluie sont réalisées en  quelques points stratégiques (D.O. importants, 
gros collecteurs) puis uti lisées pour caler le modèle, tant sur le plan  
hydraulique que vis à vis des caractér istiques qualitatives des ef fluents. 
• À défaut, à partir de la mesure pe rmanente du dé bit et des mesures de 
concentration dans les effluents sur une  série de pluies, il est possible de 
class er les flux déversés se lon une ty pologie locale de class es de pluie lié e 
à la saison, à la hauteur de précipitati on et à la durée de la période de tem ps 
sec qui précède la pluie.  
Dans les deu x cas, on fait l’ hypot hèse de la reproductib ilité au moins partielle des 
phénom ènes de tem ps de pluie.  La mesu re du débit en continu en quelques points  
du réseau d ’assainissement et la connais sance des caractéristiques de la pluie vont 
alors per mettre  d’ évaluer les volumes et flux pollua nts rejetés et conservés  p our 
de longues chroniques d’év énem ents pluvieux. La partie qualitative peut être 
abordée sim plement, par le biais de con centrations m oyennes pendant la duré e de 
l’événem ent ou de m anière plus  élaborée avec de s pollutogrammes. 
 
Matériel util isé : Préleveur m ultiflaco ns autonom e installé dans un regard et 
déclenche ment local par asservis sement au  limnimètre à ultrasons qui assure la 
mesure permanente de hauteur d ’eau d ans l’ouvrage  de déverse ment. Prélève ment 
à pas de tem ps variable, plus dense  lors  des pics prévisibles de concentration 
(souvent en début d ’évén ement). Pluviomèt re(s) p ermettant de caractériser les 
pluies. 
 
Stratégie  : Après chaque pluie, donc a posteri ori, réalisation ou non des analy ses 
physico-chimiques sur les effluents pr élevés en fonction des c aractéristiques d e 
l’événem ent pluvieux et du bon  fonctio nnement des autres  appareils m étrologiques. 
Le préleveur est installé quelques mois par an pendant  les périodes choisies (orages 
d’été = im pacts forts sur la rivière, pluies d’hiver, etc).  
 
9.6.2.4 Conception de l'installation 
 
Mesure limnimétrique permanente  par un lim nimètre à ultrasons aérien installé en  
voûte (Cf. photo précédente) et raccordé à une centrale d'acquisition de donné es 
pour l' enregistrem ent des h auteurs et débits correspondants. 
Mesure qualitative non permanente   par préleveur multiflacons dont  le 
déclenche ment est a sservi  à la  mesure  de hauteur d'eau (plus de 10 cm dans le 
collecteur). Enregistre le s heures d e prélève ment et les  volumes prélevé s dans 
chacun des flacons rem plis. Hauteur de prélèvem ent : 4 m  au maxim um. 
Pour éviter les col matages par les flottants,  prélève ment sans crép ine à partir d'un 
tuyau rigi de qui ne doi t pas être face au courant.  
 
476/5 03

Possibilité de mesure qualitative permanente  par turbidimétrie  (évaluatio n des 
MES et/ou de la  DCO). Voir 9.4.2 . et Mesures en  hydrologie urbaine  pour  les 
conditions d’utilisation de s turbidim ètres et la réalisat ion de cour bes de corrélati on. 
Le préleveur permet le cas é chéant  de pratique r des analy ses sur d’ autres  
param ètres que MES et D CO (amm onium , métaux, polluants spé cifiques au réseau,  
substances indésirables). 
 
9.6.2.5 Exemple de mise en œuvre du préleveur 
 
Sur un déversoir d’orage à l’aval d ’un bassin versant urbain de 2000  hectares 
environ, avec une pente moyenne de 3% . Le D .O. est équipé en per manen ce d’un 
limnimètre à ultrasons aériens pour éval uer les débits déversés  par lim nimètrie.  
 
L’objectif de la mesure es t de construire des pollut ogrammes de d éversement pour 
quelques plui es de caractéristiques différent es afin de caler la partie qualité d’un 
modèle hydraulique.  
 
9.6.2.5.1 Présentatio n du mod e de programmati on d u prélev eur 24 
flacons 
 
Déclenche ment des prélè vements  par asservissement au lim nimètre à ultrasons 
aérien. Le prem ier prélèvement débute lorsque la ha uteur d' eau dépasse 10 cm au 
droit de la sonde à ultrasons. Ceci permet  d’éviter tout déclenchem ent intem pestif 
du cycle de p rélèvement pour un  léger d éversement non significatif .  
 
9.6.2.5.2 Programmation d u prélev eur 
 
Prélèvement d’un v olume fixe à pas de tem ps fixe. 
 
• 2 prélèvem ents de 0,5 l par flacon 
• 24 prem iers prélèvem ents à raison de 1 prélèvement de 0, 5 l t outes les 
3 minutes (Résultat de l’observation : les concentrations les plus élevées 
sont observées en début d ’événem ent, on essay e donc de ne pas manquer 
de pics de concentration). 
• 24 prélèvements suivant à raison de 1 prélèvem ent de 0,5 l t outes les 
6 minutes (en  fin d ’événe ment, on obs erve des eau x très peu ch argées, il 
est donc inuti le d’avo ir une  fréquence de prélèvem ent élevée).  
 
Les volumes utiles sont ensuite transporté s en laboratoire pour ana lyses. En début  
de pluie, il y a une très forte variabilité  instantanée des concentrations car le 
mélange est com plètement hé térogène. Les résultats s ont  pa rfois difficile à 
exploiter. 
 
477/5 03

9.6.2.5.3 Justif ication des choix 
• Le pas de tem ps de prélèvem ent est pl us court en début d' événement, car 
généralement la variabilité des ef fluent s y est plus im portante. L es pas d e 
temps de prélèvem ent sont à adapter au contexte local (taille du bassin  
versant, cara ctéristiques du réseau et temps de concentration notamment). 
• La durée maximale de prélèvem ent (3 h 30 enviro n) est suf fisante pour ne 
pas manquer les pointes de concentration. 
• La pollutio n de tem ps de pluie est es sentiellem ent particulaire, donc très 
visuelle. Le retour d' expéri ence (asp ects des échantillons prélevés) perm et 
d'adapter les pas de tem ps au site étudi é, à savoir prélever plus lorsque les 
concentrations sont élevées . 
• Paramètres analy sés : MES, DCO  et a mmonium sur les  flacons  
visuellem ent pollués. Pour des rais ons pratiques et économ iques, les 
flacons d' eau claire (souvent en fi n de pluie) sont regrou pés en un 
échantillon moy en, pour analy se éventuelle. 
• Pour un sui vi des métaux ou m icro polluants (ef fets essentiellement  
cumulatifs, notion de flux annuel déversé), travailler sur un échantillon 
moyen et préférentielle ment sur le s fines matières en su spension 
(adsorption des substances recherchées). 
• Le dispositif installé est peu onéreux (m oins de 15 K€ ), facile à i mplanter 
sans travaux de génie civil im portants. Par contre, le coût des analy ses est 
élevé (au minimum 300 €/pluie). Il  est indispensable de prévo ir un e 
disponibilité perm anente p our deux tec hniciens et des astreintes les jours 
fériés. 
 
9.6.2.5.4 Autres options 
 
• Déclenche r le préleveur à partir d'un contact humide dans  le 
collecteur (da ns l'hy pothèse où la hauteur d’ eau n'est  pas mesurée à 
proxim ité). 
• Ajouter au dispositif une mesu re qualitative perm anente par 
turbidim étrie. Le prélev eur es t installé temporairement pour 
construire les courbes de corrélati on turbidité/MES et turbidité/DCO 
et le c as échéant pratiquer des analy ses sur d’ autres para mètres 
(amm onium, métaux, substances indésirables) 
Modélisation qualitative et quantitativ e avec calage (mesures sur le 
terrain). • 
• Mesure permanente par vélocimétrie . A réserver aux sites soum is à 
une influence aval. En t rès gros collecteurs, on r ecommande les 
stations à ultrasons et tem ps de transit (cf 9.3.6 .). 
 
9.6.2.5.5 Contra intes et l imites d'applic ation  
• Maintenance hebdom adaire pour le c ontrôle du  bon foncti onnement du 
préleveur et rem placement de la ba tterie pour les dispositifs autonomes . 
• Nécessité de venir collecter les échan tillons au plus tard quelques heures 
après la pluie  lorsque le pr éleveur est non réfrigéré. 
• Budget "analy ses" im portant à prévoir . La variabilité constatée en temps de 
pluie im pose, sauf exception, des analy ses flacon par flacon. 
• Tout déclenche ment néce ssite ensuite une  visite, une vidange  des flacons et 
une réinitialisation du préleveur .  
478/5 03

• Lorsqu' il y a deux pluies successiv es, entrecoupées d' un arrêt des 
déversements, la seconde pluie n' est pas collectée.  
• Adapter les pratiques aux besoins ou aux objectifs. Il est in utile de 
collecter des données trop nom breuses, parfois peu fiables et mal 
exploitées. Mesurer pen dant des périodes significatives  en t erme de 
déversement ou d’im pacts forts sur le milieu naturel ou les usages de l’eau,  
en y mettant les moyens techniques et  humains suf fisants. Néc essité d’une 
grande rigueur sur toute la chaîne  de mesure : Prélever un échantillon 
représentatif, le conserver et le faire analy ser rapidement et dans de bonnes  
conditions. 
 
La mesure qualitative  en continu coûte cher en mat ériel, en analy ses et en tem ps 
passé. Il est  préférable d e faire un suivi qualitati f correct et bien exploité  sur 
quelques plui es caractéristiques (par exem ple, orage estival pour év aluer un im pact 
sur le milieu récepteur) à un suivi perm anent dans des conditions douteuses de 
validité des mesures. La co mplexité des phénomènes en jeu perm et raremen t 
d’aboutir à des relations si mples entre par ex emple le tem ps de retour de la p luie et 
les car actéri stiques des effluents en concentration et flux. 
Les phases ultimes de validation, exploi tation et diff usion des données obtenues ne 
doivent pas être négligées. 
 
La mesure d es débits dé versés doit être continue,  hors pannes et périodes de 
maintenance sur ce ty pe de  déversoir important. 
 
EQUIPEMENT D'UN D.O. 
 
Intérêt s 
  
Matériel peu onéreux et facile à 
installer  
Maintenance si mple Astreintes et interventions r apides 7 
jours / 7 et si possible  jour  et nuit 
 
Généralem ent peu ou  pas d e génie civil. 
Toutefois, ne pas hésiter à aménager le 
DO pour améliorer la qualité de la 
mesure sur les débits et faciliter les 
opérations de maintenance. La chaîne de mesure complète doit 
être perfor mante (prélèvement, 
stockage, transport et analyse). 
 Le laboratoire d’ analy ses doit être 
proche 
Validation, exploitation et utilisation 
de la totalité des données à assurer 
 
479/5 03

9.6.3  Estimation des flux po lluants à un déversoir d’orage 
Exemple d’équipement métrologique pour  l'esti mation des flux et volume s 
dans un déversoir d'ora ge situé sur un réseau collectant entre 120 et 600 
kg/jour de pollution organique en temps sec.  
 
9.6.3.1 Objectifs  
 
Réglement aires (cf arrêté d u 22/1 2/94) : Estimation des débit rejetés et des 
périodes de d éversement. • 
traitement de la poll ution de temps de pluie . Etablir  des pollutogrammes 
des déversements correspondants à divers es situations caractéristiques sur 
un cycle annuel (Se référe r à 9.6.2). Pour ce t ype d’étude, l ’équip ement à 
mettre en place est identique quelle que soit la taille du déversoir . Il est  
nécess aire de mettre en pla ce les moyens adaptés aux objectifs). 
 
9.6.3.2 Estima tion des débits rejetés  
9.6.3.2.1 Par mod élisation c alée par la l imnimétr ie   
L’uti lisation du m odèle généra l de l a collectivité, (cf. 6.2.1 ) est l a solution 
préférable, et tout  à fait gé néralisable que lque soit la  taille de l ’agglom ération pour 
l’évaluation  des volum es déversés (cf. 6.2.6). 
9.6.3.2.2 Par limn imétrie seule 
• Mesure des d ébits déversés pa r sonde à u ltrasons aériens.  
• Intérêt : Investissement fa ible, peu de m aintenance. 
• Courbe haute ur débit  bâtie à partir de formules h ydrauliques (Manning  - 
Strickler ou autre) et éventuelle ment cal ée par une ou plusieurs cam pagnes 
de mesure au vélocim ètre pour vérification. 
• Les données sont stockées dans une  station locale d’acquisition des 
données proche du capteur . Son alim entation peut être autonom e ou 
raccordée au secteur .  
Prévoir une visite par mois environ  pour collecter les donnée s avec un  
micro ordinateur portable.  • 
• Cette esti mation des débit s est réalis ée par u ne mesure lim nimétrique en  
continu  avec l’uti lisation d’une courbe hauteur -débit si possible c alée (cf. 
9.2.1.2.3 ). 
• En parallèle, il est possible de connaîtr e les caractéristiques des pluies par 
Météo France, qui disp ose d’un  réseau de pluvi omètres  sur tout le  
territoire. A défaut, toute collectivité peut se doter de son propre matériel 
sous réserve d’en prévoir l a maintenance et de stocker les mesures. 
• Lorsque la série de pluies mesurées  est suf fisamment im portante (sur une  
chronique an nuelle ou pl uriannuelle par exem ple), il est possible d’estimer 
les débits dév ersés par classe de plui e. Une sim ple mesure de pluviom étrie 
peut alors perm ettre d’estimer les volumes déversés, avec une p récisio n 
très approximative. 
  
480/5 03

9.6.3.3 Estima tion des périodes  de dévers ement  
 
Par limnimétrie  : La mesure de hauteur d ’eau hor odatée sur la station locale 
d’acquisition de données perm et de co nnaître les durées de déversem ent. 
En l’absence de mesure par limnimétrie  : toujours  par t ype de  pluie, o n peut 
chronom étrer la durée du dé versement depuis l’ext érieur. Il est aussi possib le 
d’installer un contact sec (TOR) sur le seuil de déversement qui enregistre le d ébut 
et la fin de l’événem ent. Solutio n peu intéressante p ar rapport à l’installation d’un 
limnimètre à ultrasons aériens qui ap porte en  plus  des inform ations sur les haute urs 
d’eau et éventuelle ment les  débits. 
9.6.3.4 Mesure des flux de pollution 
 
En général, pas de mesure directe des c oncentrations dans les d éversements. On 
assimilera  les caractéri stiques des  efflu ents dévers és à celle s des  effluents entr ant 
dans la station d’épurati on en période d e pluie et qui sont réalisés dans le cadre de 
l’autosur veillance de la station. A défaut , utiliser le s données de  la bibli ographie 
sur les concentrations m oyennes de s effluents de tem ps de pluie. 
9.6.3.5 Raisons du choix 
 
Recherche de  matériel simple, fiable et n écessitant peu d’entretien  et un ni veau de 
compétence b asique.  
9.6.3.6 Contraintes et limites d'application  
 
Personnel disponible pour ce ty pe de travail dans les petites collectivités et coût des 
mesures .  
On peut sugg érer de réserv er cette appli cation stricte des textes rég lementair es aux 
déversoirs qui représentent  un enjeu réel , par exem ple lorsque le milieu récept eur 
est fragile ou son débit  d’étiage faible. La généralisation d’un tel suivi offre si non 
peu d ’intérêt, on lui préférera une m odélisation, même so mmaire. 
 
EQUIPEMENT D'UN PETIT D.O. 
 
Intérêt s 
  
Matériel peu onéreux et facile à installer  
Intérêt de mesures sy stématiques ?  
Peu ou pas de  génie civil Utilisation des résultats ? 
Elém ents de connaissance du foncti onne ment 
du réseau Précision des résultats 
  
481/5 03

Bibliographie générale 
(Voir aussi la biblio graphie  spécifique  à la fin du chapi tre 8) 
 
Abwassertechnische Vereinigun ge, avril  1992. 
Directi ves po ur le dimensi onnement et la  conception des évacuateurs d’orage dans 
les sy stèmes unitaires . 
Règles techniques, A- 128,  (ATV), Hen nef.  
 
Afnor, 19 99. 
Ouvrages d’assainissement : Volume 1 :Mise en œuvre. Ouvrages annexes.  
Volume 2 :Canalisations d’ assainissem ent. Normes applicables au fascicule 70. 
Paris, 1480 p. 
 
Agence de l’ eau Rhin-Meuse/DIRE N Lorraine, février  1997. 
Comment évaluer les objectifs de réduction des flux de substances p olluantes d’une 
agglomératio n.  
Bassin Rhin-Meuse. 
 
Azzout Y., Barraud S., Cres  F.N., Alfakih E., 1994. 
Techniques alternatives en  assainisseme nt pluvial:choix, conception,réalisation et 
entretien. 
Paris, éditions Lavoisier TEC&DOC, 372 p. 
 
Baril D. 2000  
Milieu aquati que et docum ent d’incidences. 
Paris, Conseil supérieur de la pêche, 316 p. 
 
Barroin G., 1 999. 
Limnologie a ppliquée a u traitement des lacs et des plans d’eau. 
Les études de s agences de l ’eau n° 62. 
 
Bernard-Valette N. 2000 
Simulation des impacts sur les eaux souterraines de l’infiltration des eau x 
pluviales en milieu urbani sé. Applicatio n au cas de l’ aquifère de l’Est Lyonnais. 
Thése de doctorat, INSA, Lyon. 
 
Bertrand-Kra jewski  J.L., Laplace  D., Jo annis  C., Chebbo  G., 2000. 
Mesur es en h ydrologie ur baine et assainissem ent. 
Paris, éditions Lavoisier, TEC &DOC, 794 p.   
 
Certu, 1998 . 
Risques et réseaux techniqu es urbains . 
Lyon, 170  p. 
 
482/5 03

Ruissellement urbain et PO S. 
Lyon, 100  p. 
 
Techniques alternatives aux rés eaux d’assainissem ent pluvial. 
Lyon, 156  p. 
 
Certu, 1999 . 
Chaussées poreuses urbaines.  
Lyon, 152  p. 
 
Valoriser les zones inondables dans l’am énagement urbain. R epères pour une 
nouvelle démarche . 
Lyon, 232  p. 
 
Certu, 2000 . 
Organiser les espaces publics pour maîtriser le ruissellement urbain.  
Lyon, 124  p. 
 
Certu, 2001 . 
Guide juridique d’un service d’assainissement . 
Lyon, CD-Ro m. 
 
Chaïb Jérô me, 199 7. 
Les eaux pluviales. Gestion intégrée.  
Paris, éditions Sang de la terre, les guide s pratiques, FONCIER CONSEIL, 176 p. 
 
Chocat B., (coordinateur).  
Encyclopédie de l’hydrologie ur baine et de l’assainissement . 
Paris, éditions Lavoisier, Tec et Doc, 1997, 1124 p. 
 
Cottet, 1980. 
La poll ution des eaux pluviales en zone urbaine. 
ENPC – Agence financière de bassin Seine-Norm andie.  
 
Docu ment tec hnique FNDAE n° 21, 1998. 
Études préalables au zonage d'assai nissement. Gui de méthodologique à l 'usage 
des technicie ns. 
Paris, éditions  Cemagref.  
 
483/5 03

Docu ment tec hnique FNDAE n° 22, 1998. 
Filières d’ép uration adaptées aux petites collectivités . 
Paris, éditions Cemagref.  
 
Etude inter-agences n° 50, 199 6. 
Guide de l’autosurveillance d es syst èmes d’assainissement . 
Agences de l’eau, 147 p . 
 
Jounot A. 1999. 
Cycle de l’ea u et marchés publics. La ré férence aux normes. 
Paris, AFNOR, 216 p. 
 
Milne et Al, 1989 . 
The impact of  combined sewer overflows discharge on river qualit y,  
Progress report of the pend le water field study  n°2251-M, water research center. 
 
NOVATECH, 199 2, 1995, 1998 , 2001. 
Les nouvelles technologies en assainissement pluvial. 
Lyon, GRAIE, CD-Ro m. 
 
Pastant et Salleron (199 3) 
Assainissement des agglomérations: Objectifs  de protection des milieux par temps 
de pluie.  Elé ments méthodologiq ues.  
Agence de l'e au Rhin Meuse, in La ho uille blanche , septem bre 1993 .  
 
RERAU.  
Méthodologie  de programmation de  réhabilitati on des colle cteurs visita bles. 
MELT/DRAST, IREX. 
 
Service Tech nique de l' Urbanism e & Agences de l’eau (1994) . 
Guide technique des bassins de retenue d’eaux pluvia les.  
 
S.H.F., décem bre 2000 
Autosurveillance et mesur es en réseau d’assainisseme nt.  
Colloque de Lyon.  
 
Trabuc P., 19 89. 
Pollutio n apportée par les rejets urbains de temps de pluie. 
Agence de l’ eau Seine-Normandie. 
 
T.S.M., n°4-a vril 19 98. 
Eau pl uviale et aménagement urbain. 
Paris, dossier p 30- 96. 
 
484/5 03

T.S.M., n°6-j uin 1998 
L’eau dans l a ville.  
Paris, dossier, p 2 0-65. 
 
T.S.M., n°5- mai 1999. 
L’effet de la réglementation sur la valor isation des boues. 
Paris, dossier p. 1 2-67. 
 
T.S.M., n°5- mai 2001. 
Génération et transport de la poll ution urbaine par te mps de pluie.  
Paris, dossier p. 1 0-108. 
 
Valiron F. et Affholder M.,  1996. 
Guide de con ception et de  gestion des réseaux  d’ass ainissement u nitaire.  État de 
l’art. 
Paris, éditions Lavoisier, TEC & DOC. 
 
Valiron F. et Tabuchi J. P.,  1992. 
Maîtrise de la poll ution urbaine p ar temps de pluie. É tat de l’art . 
Paris, éditions Lavoisier, TEC & DOC, 564 p. 
 
485/5 03

Glossaire des termes techniqu es et sigles emplo yés 
 
Agglom ération : 
Au sens de l’assainissement , c’est une zone désservie ou pouvant être désservie par 
un réseau de collecte qui conduit  les effluent s à une s tation d ’épuration o u un point 
de rejet uniqu e. 
 
Azote amm oniacal  (NH3 ou NH4+) : 
Azote présen t sous form e d'ammoniac libre et d' ions amm onium. Il provien t de la 
déco mposition de la m atière organique.  Peut présenter un  risque de  toxicité directe 
sur les organism es aquatiques. 
 
Azote Kj eldahl (NTK) : 
Azote organique et a mmoniacal, déter miné par m inéralisation à l'acide sulfurique  
dans des con ditions spécifiées. L’ azote présent dans l es eaux usées  brutes en ré seau 
est quasim ent exclusivem ent sous cette forme. 
 
Azote organique : 
Azote présent dans les co mposés or ganiq ues des eaux usées urbaines. 
 
Bassin de ret enue : 
Ouvrage dest iné à stocker temporaire ment les eaux ur baines excéd entaires lors des 
pluies, avant de les restituer au m ilieu récepteur dans des conditions acceptables.  
 
Bassin d’orage (ou bassin tampon) : 
C’est un bassin de retenue installé sur un réseau unitaire, souvent immédiatement à 
l’amont de la station  d’épu ration, et de stiné à stocker provisoirem ent tout ou par tie 
des effluents unitaires collectés pendant une  pluie pour les restituer ensuite, à débit 
contrôlé, à la station d ’épuration 
 
Carbone organique total (COT) : 
Quantité de carbone présente dans la matière org anique qui est dissoute o u en 
suspension dans l'eau. 
 
Demande bi ochimique en oxygène (DBO) : 
Quantité d' oxygène à fournir pour dégrader par voie aérobie les matières 
organiques bi odégradables contenues dans  un échan tillon d' eau à 20°C. On utilise 
généralement la DBO 5 (à 5 jours) co mme indicat eur de biodégradabilité de l a 
polluti on. Cet te mesure est très utilisée,  facile à réaliser, mais peu précise. 
 
Dem ande chim ique en oxygène (DCO) : 
Quantité d' oxygène à fournir pour oxy der par voie chimique les matières conten ues 
dans un échantillon d' eau: Oxy dation à chaud (150°C) par du bichrom ate de 
potassiu m en présence d’acide sulfurique . 
 
Déversoir d’orage (DO) : 
Ouvrage qui perm et de rej eter au milieu na turel une partie des effluents lorsque le  
débit dans le système est supérieur à ses capacités hydrauliques. 
486/5 03

Eau brute : 
Eau qui  n'a subi aucun  traitement épurat oire. Peut désigner une eau usée qui  entre 
dans une station d ’épuration afin d'y être traitée ou bien une eau  de rivière avant 
potabilisation. 
 
Eau pluviale  ou eau de ruissellement : 
Partie de l’eau qui ruisselle à la surface  du sol, vers un cours d' eau ou un réseau  
d'assainissement à la suite d'une pluie. L’usage du m ot ruissellement est préférable 
pour éviter toute am biguïté avec l’eau de pluie, dont une partie s’infiltre ou 
s’évapore. 
  
Eau usée br ute : 
Eau usée non traitée. 
 
Eau usée de temps d e pluie : 
Désigne un mélange d’eau usée, d’eau de ruissellem ent et des dépôts rem is en 
suspension dans le ré seau. Les r ejets urbains de tem ps de pluie (RUTP) 
représentent l’ensem ble des déversements par les D.O. et des eaux traitées par la 
station d ’épuration en tem ps de pluie. 
 
Eau usée ur baine : 
Eau provenan t des rejets d 'une collectivité et éventuellem ent d'industries localisées 
dans l' agglo mération et qui rejettent au  réseau des eaux brutes ou pré  traitées. 
 
Échelle :  
Intervalle entre le minimum et le maxim um que peut mesurer un appareil 
 
Écoulement Laminaire :  
Les particules ont des vi tesses parallèles  dans l’écoulem ent. Il n ’y a pas de 
brassage. Correspond à un nom bre de Rey nolds faible (<2000). Les écoulements ne 
sont pratique ment jamais lam inaires en réseau d ‘assainissement. 
 
Écoulement Turbulent :  
Il y a brassag e permanent des particules dans l’écoulem ent. Dissip ation d’énerg ie. 
Nombre de Rey nolds élevé (>4000). En  régime permanent, les vitesses 
instantanées en un poi nt de l’écoulement sont  variab les en grandeur et en direction. 
Toutefois, la vitesse moyenne est constante en ce p oint sur u ne durée de mesure 
suffisante. Une durée minimale de 30 sec onde est recommandée pour la mesure de 
vitesse instantanée en un point  dans u n écoulement turbulent. U suellement, une 
durée de mesure plus court e perm et d’obtenir aussi une valeur acceptable. 
 
Effluent : 
Eau collectée  par un sy stème d’assainis sement, ou sortant de ce sy stème soit ap rès 
traitement dans une station d ’épuratio n, soit sans traitement, par un déversoir  
d’orage ou un exutoire quel conque. 
 
487/5 03

Équivalent/habitant (EH) 
Notion utilis ée notammen t pour défini r la ca pacité des stations d’épuration,  en 
fonction de la  masse de pollution qu’elles recoivent. La directive eu ropéenne du 21 
mai 1991 relative au traitement des eaux urbaines résiduaires a défini l’EH 
comme «  la charge organique biodégr adab le ay ant une dem ande biochim ique en 
oxygène en cinq jours (DBO 5) de 60 grammes d’ox ygène par jour. 
 
Erreu r absolue :  
Ecart entre l a mesure et la valeur vraie ou la valeur estimée de la grandeur mesurée 
(la valeur vraie n’est génér alement pas connue). 
 
Etalonnage :   
Etablissemen t d’une relati on entre les valeurs indiquées par l’appareil de mesure 
(hauteur, vite sse, turbidité, absorbance, diffé rence de  potentiel, etc) et les val eurs 
connues du paramètre mesuré.  
 
Eutrophisation et Hyper- eutrophisation : 
Enrichissement de l' eau, qu'elle soit douce ou saline, par des nutrim ents, en  
particulier par des com posés d' azote et de phosphore , qui accélér eront la croissance 
d'algues et des form es plus développées de la vie vég étale. A terme, peut cond uire 
à une asphy xie du m ilieu. 
 
Hydrogramm e 
Courbe représentant l’évol ution du débi t en fonction du tem ps, en un poi nt donné 
d’un réseau ou d ’un cours d’eau. 
 
Hydrocarbu res polycycliques aromat iques (HAP) : 
Composés contenant au moins un c ycle benzèn e. Ils résultent principalement de la 
combustion incom plète des hy drocar bures . Présentent des effets toxiques et 
notamment c ancérigènes. 
 
Justesse : 
Qualité de l’ appareil correctement réglé,  qui laisse peu de place aux erreurs 
systématiques. 
 
Limni mètrie :  
Mesure de hauteur d ’eau 
 
Limni mètre :  
Appareil qui mesure une hauteur d’eau 
 
Matières en suspension ( MES) : 
Matières non dissoutes contenues dan s l'eau et maintenues en suspension par 
brassage. Les matières les plus fines (< 250 µ m de diam ètre) portent l' essentiel de 
la pollution des rejet s de tem ps de pluie et notamment les micropolluants. 
 
488/5 03

Micropolluant : 
Substance susceptible d'avoir une action t oxique à des concentrat ions très faib les 
(s’exprim ant en µg/l). 
 
MISE : 
Mission interservice de l’eau. Coordi nation au  niveau du département de 
l’ensem ble de s service s chargés de la police de l’eau. 
Noue 
Fossé large et peu  profon d, souvent en herbé, suscep tible de stocker les eaux de 
ruissellement, avant infiltration ou év acuation vers un exutoire de surface. 
 
Nitrification : 
Phase finale de l' oxydatio n de l' azote orga nique et amm oniacal par les bactéries. 
Général ement, les produits  ultim es d'une telle oxy dation sont des ni trates. 
 
Nombre d e Froude :  
Nombre sans dimension exprim ant le rappor t des fo rces d’inertie aux forces d e 
gravité. Utilisé en hy drauli que pour déte rminer si un écoulem ent est fluvial (Fr<1) 
ou torrentiel ( Fr>1). 
Exem ple : En chenal rectangulaire, Fr=V/(gD)1/2 , avec V,  vitess e moyenne et D 
profon deur mo yenne de la section. 
 
Nombre d e Reynolds :  
viscosité. Utilisé en hy draulique pour déterminer si un écoulement est lam inaire ou 
turbulent. Le  passag e d’un régim e à l’autre correspond à un no mbre de Reynolds 
voisin de 2000. Ce nom bre peut aussi être utilisé pour évaluer les coefficients de 
perte de char ge. 
Exem ple : En chenal rectangulaire, Re=VD/ ν avec V, vite sse moyenne, D  
profon deur mo yenne de la section, ν viscosité cinématique du fl uide. 
 
Phosphore (P) : 
Corps chi mique si mple indispensable à  la croissance de la végétation et à la survie 
des organismes vivants. Assim ilable pa r les plantes sous une forme oxy dée (PO 4, 
ions ph osphat es) ou organi que. 
Les apports anthropiq ues principaux sont liés aux engrais et aux lessives. Le 
phosph ore est le facteur principal et limitant de l' eutrophisation des eaux de 
surface. 
 
Pollutogram me :  
Courbe qui présente l’évolutio n de la  polluti on tr ansportée au cours du te mps. 
Exprim ée en concentration ou en fl ux de  polluti on par unité de temps. 
 
PPR : 
Plan de prév ention des risques naturels  prévisibles (Code de l ’environnem ent, 
article L 562-1 à 9). 
 
489/5 03

Précision d’ une me sure :  
Notion à ne pas utiliser car la valeur v raie de la grandeur n’est généralement pas 
connue. On préférera donc utiliser la noti on d’i ncertitude de m esure qui caractérise 
la dispersion des valeurs mesurées autour de la meilleure esti mation de la valeu r 
vraie. 
 
Régime fluvi al :  
Lié à une pente faible de l’écoulem ent. Une perturbation affecte les conditions de 
l’écoulem ent vers l’am ont et l’aval . Nombre de Froude inférieur à 1 
 
Régime torrentiel :  
Lié à une pen te forte de l’écoulem ent. Un e perturbation n ’affecte les conditions de 
l’écoulem ent qu’a l’aval de son poi nt de départ. Nom bre de Froude supérieur à 1. 
 
Réglage :  
Opération qui  consiste à amener l’appareil de mesure à une justesse convenable en  
agissant seu lement sur les m oyens mis à la disposition de l' utilisateur 
(potentiom ètres ou touches num érique s pour le zéro et la référence) 
 
Réseau d'ass ainissement : 
Réseau d'égouts et ouvrages auxiliaires a ssurant le transport des eaux résiduaires 
et/ou des eaux de ruissellement vers une installation de traitem ent ou une m asse 
d'eau réceptrice. On distingue les rés eaux unitaires (méla nge d’eaux usées et 
pluviales dan s le même tuya u) des réseaux séparatifs. 
 
Rejets urbains de temp s de pluie (RUTP) : 
Effluents déversés en tem ps de pluie par les ex utoires d’eau x pluviales, les 
déversoirs d’orage sur réseaux unitaires et  les ouvrages de dépollution. Les flux de 
polluti on ain si déversés sont générale ment très im portants (même ordre de 
grandeur ann uel que les rejets de tem ps sec). 
 
Système d'as sainisse ment  : 
Il co mprend le rése au d’ assainisse ment , les déversoirs d’orage, la station  
d’épuration e t les éventuels ouvrages d élocalisés de traitement de la poll ution. (Il 
ne co mprend pas a priori  les él éments de rés eau strict ement pluvial, qui font partie, 
eux du réseau h ydrographi que) 
 
Vélocimétrie :  
Technique de mesure des débits à partir de  la vites se d’écoulem ent et de la  section 
mouillée 
 
Vélocimétr e :  
Appareil capable de mesurer de la vitesse d’un écoule ment.  
 
ZICO 
Zone im portante pour la c onservation d es oiseaux (directive européenne du 2 a vril 
1979). 
 
490/5 03

ZNIEFF : 
Zone naturelle d’intérêt écologique faunis tique et flauristique. Ces zones ont fait 
l’objet d ’un inventaire scientifique nati onal sous l’a utorité du M uséum National 
d’Histoire Naturelle. 
 
Zone hu mide : 
« …terrain exploité ou n on, habituelleme nt inondé ou gorgé d ’eau douce, salée ou 
saumâtre de façon perm anente ou tem porai re. » (loi du 3 janv. 1992, article 2).  
Ces zones qui présentent une forte potien tialité biologique, sont inventoriées, pour 
un bo n nom bre d’entre elles, dans les ZNIE FF, les ZICO, ou encore dans le réseau  
Natura 2000 ( directive européenne du 2 1 mai 1992). 
 
491/5 03

Pressag e : Digiclic  
Dépô t légal : 2e trim estre 20 03 
 
Ce Cd-rom est en vente au CERTU 
69456 LYON cedex 06 - Fra nce  
 
© CERTU – 20 03 
Ministère de  l’Équipement, des Tra nsports et du Logem ent, du Tourisme et de la Mer 
Centre d’études sur les résea ux, les transports, l’urbanisme et les constructions publiques 
 
Toute rep roductio n intégrale ou partielle, faite san s le co nsentement du CERTU est illicite (lo i du 
11 mars 195 7). Cette reproductio n par quelque procédé que ce so it, constitu erait u ne contrefaço n 
sanctionnée par les articles 425  et su ivants du Code pénal. 
Coordination : Pôle programme et produits 
Ache vé d’imprim er : Juin 2003 
ISBN : 2-1 1-093148-5 
 
Bureau de vent e:  
9, rue J uliette Réca mier  
04 72 74 59 59 
www.certu.fr 
503/5 03

FOIRE AUX QUESTIONS 
Cette FAQ a été réalisée par le groupe de travail   
Diagnostic vers l’amont RSDE (Réduction des substances dangereuses  
dans l’eau) rattaché à la commission Assainissement de l’Astee.
Avec le soutien 
technique et 
financier duDU DIAGNOSTIC VERS 
L’AMONT RSDE-STEU
ÉDITION JANVIER 2023 FAQ

Foire aux questions Diagnostic vers l’amont RSDE STEU  
 
1 
 
Cette FAQ – Foire aux Questions  a été rédigée  par le groupe de travail Diagnostic vers l’amont RSDE  
de l’Astee , rattaché à la commission Assainissement de l’Astee  et soutenu par le Ministère de la 
Transition écologique et de la Cohésion  des territoires.  
 
Auteurs et contributeurs  
La coordination de la rédaction d e ce guide a été assurée par Christelle Pagotto  (Veolia Eau France) , 
animatrice du groupe de travail  pour l’A stee .  
Ont dire ctement contribué à sa rédaction et à sa relecture :   
Nom  Prénom  Structure  
ANDREA  Gilles  Suez Eau France   
AUBIGNAC   Alexis   OFIS   
BELON   Emilie   ASCOMADE   
CAPDEVILLE   Marion -Justine   Suez Eau France   
COUSSEMENT   Mathilde   Agence de l’eau Artois Picardie  
ESTIER   Valery   FNCCR   
FLORIAT  Muriel  Amorce  
LAFFORGUE  Michel  Suez Consulting  
LEBLAND   Philippe   Suez Consulting   
MALAVAUD  Cécile  Graie  
MARSOLLIER   Lucile   MTE  
PAGOTTO   Christelle   Veolia Eau France   
POMIES   Maxime   Eurométropole Strasbourg   
RICOUR  Philippe  Agence de l’eau Rhin -Meuse  
SERVETO  Fabienne  Agence de l’eau Rhône -Méditerranée -Corse  
STAUB   Pierre  François   OFB  
STEIGER   Jérémie   Syndicat Mixte du Bassin de l’Ehn   
ZEGLIL   Zinou   Agence de l’ Eau Seine Normandie  
 
Remerciements aux chargée s de mission de l’Astee  ayant assuré le suivi du groupe de travail  :  
Adeline CLIFFORD , Jordy DIXON

2 
 
Sommaire  
 
1 Les questions d’ordre général  4 
1.1 Diagnostic vers l’amont  : de quoi s’agit -il ? 4 
1.2 Quels sont les enjeux de cette démarche de diagnostic vers l’amont ?  4 
1.3 Suite aux campagnes 2018/2019, quelles sont les échéances à retenir pour initier et finaliser l’étude ?  5 
1.4 La liste des substances significatives doit -elle être validée par les services de police de l’eau avant 
d’initier le diagnostic vers l’amont ?  5 
1.5 Ma station de traitement des eaux usées est située en Outre -Mer, suis -je également concerné par la 
note technique du 12 août 2016 et l’obligation de diagnostic vers l’amont ?  5 
1.6 Qu’est -ce que je risque si je ne réalise pas le diagnostic vers l’amont  ? 6 
1.7 Est-ce qu’une documentation et/ou une boîte à outils existent pour accompagner la démarche  ? 6 
1.8 Quelles sont les aides disponibles pour accompagner la démarche  ? 6 
1.9 Quel lien existe -t-il entre le diagnostic vers l’amont, le diagnostic permanent et l'autosurveillance ?  7 
2 Les questions relatives au périmètre du diagnostic vers l’amont  8 
2.1 Quelles sont les substances à considérer dans le diagnostic vers l’amont  ? 8 
2.2 Faut -il considérer les substances significatives en entrée et en sortie de station de traitement des eaux 
usées pour le diagnostic vers l’amont ?  8 
2.3 Est-ce que le cuivre et le zinc doivent être considérés, si significatifs, pour le  diagnostic vers l'amont 
réalisé à l’issue des campagnes 2018 -2019 ?  9 
2.4 Que faut -il faire pour l es substances qui étaient significatives lors des précédentes campagnes RSDE et 
ne le sont plus en 2018/2019 ? Les diagnostics en cours et la mise en œuvre des plans d’actions doivent -ils 
être poursuivis ?  9 
2.5 En cas d’une famille de substances significative, quelles sont les substances à considérer dans le cadre 
du diagnostic vers l’amont ?  9 
2.6 Si une origine diffuse est connue pour la substance, doit -elle être intégrée malgré tout dan s le 
diagnostic vers l’amont et faut -il suivre la même démarche ou une approche simplifiée ?  10 
2.7 Le diagnostic vers l’amont doit il intégrer les substances à présent interdites à la commercialisation  ? 10 
2.8 Si une substance est significative du fait d’un pic très ponctuel faut -il la considérer  malgré tout ?  11 
2.9 Peut -on / doit -on considérer l’ensemble des substances  ? 11 
3 Les questions concernant la méthodologie pour conduire le diagnostic  11 
3.1 Doit -on/Peut -on faire des mesures en réseau ? Si oui, dans quel cas ? Et comment (les méthodes 
alternatives aux méthodes c lassiques (échantillonnage intégratif) sont -elles possibles notamment) ?  11 
3.2 Les données issues des établissements (si suivi micropolluants dans l’autosurveillance, plans d'actions, 
…) sont -elles accessibles ? Quel(s) service(s) peu(ven)t aider à y accéder le cas échéant  ? 13 
4 Les questions autour du plan d'actions (définition des actions à retenir, modalités de suivi, objectifs, ...)
 14 
4.1 Quand les sources sont identifiées d’origines diversifiées, faut -il proposer des actions  ? 14 
4.2 Quels indicateurs peuvent être proposés pour assurer le suivi des actions  ? Des indicateurs de moyens 
ou de résultats  ? 15 
4.3 Faut -il se fixer des objectifs chiffrés à atteindre dans le cadre de la définition du plan d’a ctions  ? 16 
Annexe 1 : Diagnostic Amont RSDE et Plan d’Actions  17 
Quelle documentation existe pour accompagner la démarche ?  17 
Annexe 2  31 
Quelles aides financières des agences de l’eau pour accompagner la démarche ?  31

3 
 
Dans le cadre de l'action nationale de recherche et de réduction des rejets de substances dangereuses 
dans l’eau (RSDE), la note technique du 12 août 2016 prévoit une action en trois temps pour lutter 
contre les rejets de substances dangereuses par les sta tions de traitement des eaux usées (STEU) d'une 
capacité supérieure ou égale à 10 000 EH  : 
- Le 1er temps correspond à la réalisation de campagnes de mesures pour identifier les 
substances significatives présentes en entrée et en sortie de s STEU  ; 
- Le 2ème temps correspond à la réalisation d'un diagnostic vers l'amont des STEU pour 
identifier l’origine des substances significatives observées  ; 
-  Le 3ème temps correspond à la définition puis à la mise en œuvre d'un plan d’actions pour 
réduire les rejets dans les  eaux usées de ces substances.  
Ces trois temps se renouvellent de façon cyclique (tous les quatre puis six ans) et doivent permettre la 
réduction des émissions de substances dans les milieux récepteurs. Le premier cycle a débuté en 2018 -
2019 par la réalis ation de campagnes d’analyses et doit se poursuivre en 2020 par la réalisation des 
diagnostics vers l’amont. Ce diagnostic vers l’amont qui est une nouvelle exigence réglementaire est 
source de nombreuses questions du fait de l'interprétation de la régleme ntation et des modalités 
pratiques de réalisation.  
Dans ce contexte, la FAQ (Foire Aux Questions) présentée ici répond aux questions les plus fréquentes 
identifiées par le groupe de travail  RSDE de  l’Astee . Pour plus de clarté, les questions sont regroupé es 
en quatre blocs  suivants  :  
1. Les questions d'ordre général  ; 
2. Les questions relatives au périmètre du diagnostic amont  ; 
3. Les questions concernant la méthodologie pour conduire le diagnostic  ; 
4. Les questions autour de la définition du plan d'action s.

4 
 
1 Les questions d’ordre général  
1.1 Diagnostic vers l’amont  : de quoi s’agit -il ? 
Le diagnostic vers l’amont est l’étude demandée par la  note technique du 24 mars 20221 (faisant suite 
à celle du 12 août 2016 ) et par l’arrêté du 21 juillet 20152 (article 13), dès lors que les campagnes 
d’analyses des substances dangereuses identifient des substances significatives en entrée ou en sortie 
des STEU d’une capacité nominale ≥ 10 000 EH . Cette étude a vocation :  
- À identifier les sources potentielles de substances déversé es dans le réseau de collecte ;  
- À proposer des actions de prévention ou de réduction à mettre en place pour réduire les 
substance s arrivant à la station ou aux déversoirs d’orage.  
Une substance ou une famille de substance est considérée comme significative dès lors qu’elle remplit 
les critères indiqués dans  le paragraphe 2.2 et dans l’annexe VI de  la note technique du 24 mars 2022  
(niveaux de concentration et /ou flux supérieurs aux seuils fixés ). 
 
1.2 Quels sont les enjeux de cette démarche de diagnostic vers l’amont ?  
Les enjeux de la recherche et de la réduction des substances dangereuses dans l'eau pour les 
communes ou les établissements publics de coopération intercommunale (EPCI) compétents en 
matiè re d’assainissement sont de différentes natures et peuvent être déclinés ainsi :  
- Participer à une meilleure maîtrise et à la réduction de l'émission d'un certain nombre de 
substances  dangereu ses vers les réseaux de collecte des eaux usées  et les STEU  ; 
- Assurer le bon fonctionnement du système d'assainissement (Arrêté du 21 juillet 2015)  ;  
- Pérenniser la filière de valorisation des boues (Arrêté du 8 janvier 1998)  ; 
- Quantifier les pressions qui s’exercent sur les milieux aquatiques  ; 
- Préserver les milieux r écepteurs à l'aval des rejets et leurs usages 
(environnement/biodiversité, eau potable, pêche/conchyliculture, baignade,  activités 
récréatives,  ...) ; 
 
1 Note technique du 24 mars 2022 relative à la recherche de micropolluants dans les eaux brutes et dans les eaux 
usées traitées de stations de traitement des eaux usées et à leur réduction  
 
2 Arrêté du 21 juillet 2015 relatif aux systèmes d'assainissement c ollectif et aux installations d'assainissement 
non collectif, à l'exception des installations d'assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution 
organique inférieure ou égale à 1,2 kg/j de DBO5

5 
 
- Contribuer collectivement à l'atteinte des objectifs nationaux de réduction des émissions, 
rejets et pertes de substances dans les eaux et à leurs déclinaisons dans les Schémas Directeurs 
d’Aménagement et de Gestion des Eaux (SDAGE) (substances prioritaires et dangereuses 
issues de la Directive Cadre sur l'Eau notamment).  
 
1.3 Suite aux campagnes 2022/2023 , quelles sont les échéances à retenir pour initier et 
finaliser l’étude ?  
Conformément à la note technique du 22 mars 2022 , les campagnes de mesure doivent débuter 
courant de l’année 2022. Le diagnostic et les actions envisagées doivent être transmis par cou rrier 
électronique au Service de Police de l’Eau (SPE) , à la DREAL et à l’agence de l’eau au plus tard le 31 
décembre 2024 .  
 
1.4 La liste des substances significatives doit -elle être validée par les services de police de 
l’eau avant d’initier le diagnostic ve rs l’amont ?  
Il est préférable avant d’initier le diagnostic vers l’amont d'obtenir  au préalable  une validation par le 
SPE de la liste des substances à considérer pour le diagnostic vers l’amont. En cas de retour décalé par 
le SPE, les délais pourront courir à partir de la date de remise des conclusions.   
 
1.5 Ma station de traitement des eaux usées est située en Outre -Mer, suis -je également 
concerné par la note technique du 24 mars 2022  et l’obligation de diagnostic vers 
l’amont ?  
La recherche de micropolluants dans les eaux brutes et dans les eaux usées traitées de STEU et à leur 
réduction concernant les départements et régions d’outre -mer. Il fait l'objet d'une note technique 
spécifique datant du 29 janvier 2018. L’action RSDE dans les DROM s’articule également en deux 
phases  : une campagne de mesures suivie d’un diagnostic amont. Les campagnes de mesures ont 
cependant été adaptées pour tenir compte des spécificités locales (ajustement sur la liste des 
substances, mesure de substance s uniquement sur les eaux de sortie des STEU). Le calendrier a 
également été adapté (lancement des campagnes de mesure en 2019) compte tenu de la publication 
plus tardive de la circulaire. Pour plus d’informations, se reporter au texte applicable  : 
http://circulaires.legifrance.gouv.fr/pdf/2018/03/cir_43117.pdf

6 
 
1.6 Qu’est -ce que je risque si je ne réalise pas le diagnostic vers l’amont  ?  
La réalisation des campagnes de mesures et du diagnostic vers l’amont est prescrite par un arrêté 
préfectoral. Le non -respect d'un arrêté préfectoral pour une collectivité est passible d'une sanction 
administrative et/ou pénale :  
- Les sanctions pénales  : une amende est prévue pour la contravention de 5ème classe 
conformément à l'article R.216 -12 (4°) du code de l’environnement pour non -respect de 
prescriptions complémentaires édictées par le préfet  ; 
- Les sanctions administratives  : un rapport de manquement administratif est prévu à l'article 
L.171 -6 et une mise en demeure de respecter les prescriptions conformément à l’article L171 -
8 du Code de l’Environnement.  
 
1.7 Est-ce qu’une documentation et/ou une bo îte à outils existent pour accompagner la 
déma rche  ? 
Divers documents et sites existent pour accompagner la démarche et sont disponibles/accessibles sur 
internet. Il s'agit de documents méthodologiques (explicitant la démarche à suivre pour réaliser le 
diagnostic vers l'amont et l'élaboration du plan d'action associé ) de références bibliographiques 
apportant des informations sur les sources d'apport et de références bibliographiques identifiant des 
actions/solutions possibles. L'ensemble de cette documentation  /boîte à outils est référencé en 
annexe 1.  
 
1.8 Quelles sont les aides disponibles pour accompagner la démarche  ? 
Les agences de l’eau participent au financement des diagnostics vers l’amont sous certaines conditions 
(se reporter à l’annexe 2). Les taux de subvention varient de 50 % à 80 %, selon les agences. Les plans 
d’actions sont également éligibles  : animations et opérations collectives (taux maximum de 50 %), 
études (de 50 % à 70 % selon la taille de l’entreprise), et travaux de mise en conformité, de 
désimperméabilisation ou de réduction des mic ropolluants (de 30 % à 60 % conformément à 
l’encadrement communautaire).

7 
 
1.9 Quel lien existe -t-il entre le diagnostic vers l’amont, le diagnostic permanent et 
l'autosurveillance ?  
Tel que précisé par le commentaire technique de l'Arrêté du 21 juillet 2015, le diagnostic permanent  
est une « démarche construite, portée et coordonnée par le ou les maîtres d'ouvrage d'un système 
d'assainissement.  Il regroupe l'ensemble des moyens et pr atiques mis en œuvre pour évaluer l'état et 
le fonctionnement du système en vue d'en améliorer l'exploitation et de programmer les actions 
nécessaires à son évolution de façon optimisée sur les plans technique et financier et dans l'objectif 
de réduire les  impacts du système d'assainissement sur les milieux récepteurs ».  
Cette démarche d'amélioration continue concerne donc bien l'ensemble des aspects qui contribuent 
au bon fonctionnement et à l'efficacité du système d'assainissement dans la durée. Elle s'in téresse 
notamment à la gestion des entrants dans le système d'assainissement (parmi lesquels ceux issus 
d’activités non domestiques ou assimilées domestiques), à la gestion des flux collectés/transportés et 
des rejets vers le milieu naturel, comme à l'entr etien et à la surveillance de l'état structurel du réseau. 
Pour plus d'information concernant le diagnostic permanent, il est possible de consulter le guide 
technique de mise en œuvre du diagnostic permanent, publié par l'A stee  en 2020 et consultable sur 
son site  (https://www.astee.org/publications/mise -en-oeuvre -du-diagnostic -permanent -guide -
technique/ ). 
 
L'autosurveillance  des systèmes d’assainissement consiste notamment à connaître les volumes et flux 
de pollution arrivant à la station de traitement des eaux usées, ceux rejetés par le système 
d’assainissement dans l’environnement, la quantité et la qualité des boues produites ainsi que l’impact 
de ces rejets sur le milieu récepteur. L’autosurveillance est l’une des composantes du diagnostic 
permanent et les données ainsi acquises participent notamment à évaluer l'efficacité des mesures 
prises pour améliorer le fonctionnement du système d’assainissement. Les campagnes de mesures 
réalisées dans le cadre du RSDE font partie de cette surveillance.  
 
De la même façon, le diagnostic vers l'amont  réalisé au titre de la démarche RSDE2 est une démarche 
qui s'inscrit da ns le cadre et qui alimente le diagnostic permanent. En effet, il vise à identifier les 
sources avérées et potentielles de micropolluants déversés dans le réseau de collecte et à identifier 
les actions de prévention ou de réduction à mettre en place pour l es réduire. Il contribue ainsi 
notamment à améliorer la connaissance des entreprises du territoire (activités, rejets, implantation...)

8 
 
et l'origine des pollutions transportées, éléments importants afin d'améliorer le fonctionnement du 
système d'assainisse ment.  
2 Les questions relatives au périmètre du diagnostic vers l’amont  
2.1 Quelles sont les substances à considérer dans le diagnostic vers l’amont  ? 
Le diagnostic doit être conduit sur la base des substances identifiées comme significatives lors de la 
campagn e de mesure. La nouvelle version d’Autostep permet d’intégrer les données RSDE et de 
réaliser des exports pour visualiser la liste de ces substances significatives pour les différentes stations 
d’un département. Cette application permet donc de bancariser les données RSDE de l’ensemble du 
territoire, mais aussi, localement, pour les SPE, de disposer d’un support pour dialoguer avec les 
maîtres d’ouvrage sur la liste de substances présentes en quantité significative dans les eaux brutes ou 
les eaux usées traitées des STEU.  
 
Aussi, pour les collectivités dont l’import des données dans les outils Mesurestep/Austostep a été 
possible, il a été recommandé aux SPE de prescrire le diagnostic vers l’amont pour les substances 
apparaissant comme significatives via l’ap plication Autostep. Lorsque la campagne de mesure est à 
cheval sur les années 2018 et 2019, c’est la liste de substances  significatives figurant dans l’export de 
2019 qui doit être prise en compte. Pour les collectivités n’ayant pas pu importer leurs donné es dans 
ces outils, à défaut, il est conseillé, pour la réalisation des diagnostics vers l’amont de prendre en 
compte la liste des substances significatives apparaissant dans le rapport du laboratoire ayant effectué 
les analyses.  
 
2.2 Faut -il considérer les substances significatives en entrée et en sortie de station de 
traitement des eaux usées pour le diagnostic vers l’amont ?  
Conformément à la note technique du 1 24 mars 2022 , le diagnostic vers l’amont doit être réalisé dès 
lors qu’un e ou plu sieurs substances sont identifié es comme significati ves, que ce soit dans les eaux 
usées brutes en entrée ou dans les eaux usées traitées en sortie de STEU.

9 
 
2.3 Est-ce que le cuivre et le zinc doivent être considérés, si significatifs, pour le diagnostic 
vers  l'amont réalisé à l’issue des campagnes 2018 -2019 ?  
L'exemption des paramètres cuivre et zinc, précisée dans l'annexe II de la note de 2016, ne concernait 
que le premier diagnostic vers l’amont, à réaliser en 2017, en se basant sur les résultats des anciennes 
campagnes RSDE. Il s'agissait là de permettre au x STEU qui n’avaient que du cuivre et/ou du zinc de 
significatifs suite aux anciennes campagnes RSDE de différer la réalisation de leur diagnostic, afin de 
scinder l’action en deux vagues. Cela ne voulait pas dire qu’il n’y a pas d’enjeu pour le cuivre et le zinc. 
Ces substances doivent donc être prises en compte pour le diagnostic qui fait suite aux campagnes 
2018 -2019.  
 
2.4 Que faut -il faire pour les substances qui étaient significatives lors des précédentes 
campagnes RSDE et ne le sont plus en 2018/2019 ?  Les diagnostics en cours et la mise 
en œuvre des plans d’actions doivent -ils être poursuivis ?  
Si les substances qui étaient significatives à l’issue des précédentes campagnes figurent dans la liste 
établie à l'annexe V de la note technique  (Liste des mic ropolluants à considérer pour le déclenchement 
d’un diagnostic vers l’amont en 2017)  alors , un diagnostic initial a pu être mis en place en 2017 pour 
rechercher l'origine de ces substances. Par la suite, il conviendra de mettre à jour ce diagnostic sur la 
base des résultats des campagnes 2018/2019  (en intégrant les nouvelles substances significa tives 
notamment) . Même si ces substances  ne sont plus significatives en 2018 /2019 , les collectivités sont 
encouragées à poursuivre la mise en œuvre des actions identifiées dans le diagnostic initial pour ces 
substances  (et donc à les conserver dans le plan  d’action s mis à jour) .  
Pour les autres substances ne figurant pas l’annexe V de la note technique, on s’appuiera sur les 
résultats des campagnes 2018/2019 pour définir s’il y a lieu ou non de les considérer.  
 
2.5 En cas d’une famille de substances signifi cative, quelles sont les substances à 
considérer dans le cadre du diagnostic vers l’amont ?  
Le diagnostic est à réaliser pour toutes les substances  de la famille, si le dépassement est observé pour 
l'un des critères qui concerne la famille (CMPFamille, Cma xFamille, FMAFamille, FMJfamille). En 
revanche , si un dépassement est observé pour un critère concernant une ou plusieurs substances de

10 
 
la famille individuellement (CMPsubstance, Cmaxsubstance) et non l'ensemble de la famille, dans ce 
cas le diagnostic n'e st à réaliser que pour la/les substances pour lesquelles un dépassement a été 
observé. Par exemple, si la famille «  Heptachlore et heptachlore époxyde  » est significative sur la base 
du critère CMPFamille ≥ 50 x NQE -MA(F), alors le diagnostic doit être réa lisé sur l'ensemble des 
substances qui composent la famille  soit l’heptachlore et l’heptachlore et l’heptachlore époxyde . 
Cependant,  si la substance Heptachlore (code sandre 1197) est significative selon le critère  : FMA ≥ 
Flux GEREP annuel , alors le diagn ostic peut être réalisé uniquement sur cette substance  et pas sur les 
autres substances de la famille.  
 
2.6 Si une origine diffuse est connue pour la substance, doit -elle être intégrée malgré tout 
dans le diagnostic vers l’amont et faut -il suivre la même démar che ou une approche 
simplifiée ?  
La notion de pollution diffuse peut revêtir plusieurs interprétations suivant les contextes. C'est une 
notion qu'il n'est pas recommandé d'utiliser dans le cadre de la démarche de diagnostic vers l’amont.  
Le diagnostic vers  l’amont doit être réalisé sur l'ensemble des substances significati ves. L'objectif est 
d'avoir une vision de tous les émetteurs potentiels en fonction de leur type et de leur répartition 
territoriale. Pour les substances significati ves dont le diagnostic aura montré des origines très 
diversifiées, des actions adaptées devront être intégrées dans le plan d'action s (cf question 4.1).  
 
2.7 Le diagnostic vers l’amont doit il intégrer les substances à présent interdites à la 
commercialisation  ? 
Le diagnostic vers l’amont doit en effet intégrer les substances à présent interdites à la 
commercialisation . Car, les substance s en question peu vent  encore être utilisée s malgré l'interdiction 
de vente (élimination du stock) ou être retrouvée s dans des pr oduits importés. Par ailleurs, il est 
possible de retrouver une  substance qui soit encore autorisée dans d'autres domaines d'utilisation (par 
exemple, le diuron, interdit comme herbicide en agriculture mais encore autorisé comme biocide dans 
les produits d e protection pour les peintures ou matériaux de construction). Enfin, il n'est pas exclu 
que la substance interdite puisse apparaitre suite à la dégradation d'une autre molécule qui , elle, est 
encore autorisée.

11 
 
2.8 Si une substance est significative du fait d ’un pic très ponctuel faut -il la 
considérer  malgré tout ?  
Il est nécessaire d’intégrer toute substance significative dans le diagnostic vers l’amont  y compris 
lorsqu ’elle est liée à un seul pic de concentration observé lors des campagnes. En effet, avec se ulement 
six campagnes d’analyses, il est difficile d’affirmer que l’observation sera  ponctuelle et ne se reproduira 
pas.  Le diagnostic pourra toutefois conclure que l'émission de la substance est liée à un pic très 
ponctuel, notamment si aucune source n’e st a priori  identifiée et orienter la priorisation qui sera faite 
dans le cadre du plan d'actions.  
 
2.9 Peut -on / doit -on considérer l’ensemble des substances  ? 
Les diagnostics vers l’amont peuvent être réalisés en considérant l’ensemble des substances pour 
lesquel les des analyses ont été effectuées. L'essentiel est qu'à minima ils considèrent les substances 
significative s. Toutefois, cela générera un travail bien plus important et cela ne devra pas nuire à la 
qualité de l’étude.  
 
3 Les questions concernant la m éthodologie pour  condui re le diagnostic  
3.1 Doit -on/Peut-on faire des mesures en réseau ? Si oui, dans quel cas ? Et comment (les 
méthodes alternatives aux méthodes classiques (échantillonnage intégratif) sont -elles 
possibles notamment) ?  
La réalisation de campagnes de mesures en réseau d’assainissement peut  s’avérer utile  pour 
compléter les données disponibles (bibliographie, informations de terrain, …) sur les sources 
d’émission et réussir à identifier les origines des substances. Néanmoins, la réalisation de telles 
campagnes est très contraignante et implique des compétences techniques et des précautions de 
sécurité particulières. De plus, lorsque ces d ernières sont réalisées dans les règles de l’art (prélèvement 
moyen de 24h, préleveurs adaptés, utilisation de matériel spécifique aux micropolluants, analyses 
séparées des phases dissoute et particulaire, contrôles qualités, …), elles s’avèrent être onére uses et 
difficiles à organiser, notamment pour les agglomérations étendues, pour un résultat parfois décevant . 
Car, il n’est pas toujours facile de faire le lien entre les substances quantifiées en entrée de STEU , en 
réseau d’assainissement et dans les rej ets des activités du territoire. En effet, le réseau

12 
 
d’assainissement est une zone de mélange/dilution et un réacteur où les micropolluants peuvent être 
transformés ou fixés (adsorbés, déposés sur les matières en suspension, …) .  
Par conséquent, avant tout e campagne de mesure, il est primordial d’acquérir de la connaissance sur 
le fonctionnement des réseaux d’assainissement et sur les sources potentielles raccordées du territoire 
(pluvial, activité économique, …) afin d’établir une cartographie . Prérequis i ndispensable à la définition 
des points de prélèvement les plus pertinents. Cette cartographie permet ainsi  d’identifier les zones 
susceptibles d’être les plus contributrices aux apports en substances et d’établir une stratégie de 
prélèvement adaptée. Peuv ent ainsi être ciblées dans un premier temps des points correspondants au 
réseau principal de la zone (tronçons l es plus gros, en aval des zones attendues les plus contributrices ), 
puis dans un second temps, pour les zones qui apparaissent les plus contrib utrices , des sous -zone s 
identifiée s puis des émetteurs potentiels les plus importants dans la sous -zone ( Figure 1). Le nombre 
de points de prélèvement à chaque étape dépend de la configuration du réseau.  
 
Figure 1 - Illustration de la sectorisation en trois  niveaux pour la réalisation des campagnes de mesure 
(LUMIEAU Stra)  
 
Cette méthodologie progressive,  par niveaux, permet d’approfondir le diagnostic sur des secteurs 
priorisés au préalable et d’optimiser les moyens techniques et financiers. Néanmoins, si cette 
démarche progressive peut permettre d’identifier des gros émetteurs par zone , elle peut ne pas être 
suffisante pour les substances provenant d’une grande diversité de sources émettrices.

13 
 
Les campagnes de prélèvements peuvent être réalisées à l’aide de préleveurs dits classiques 
(préleveurs automatiques asservis au débit ou au temps pendant 24 heur es), mais cette méthode  est 
lourde et chère pour garantir des données précises et fiables. Comme alternative, il est possible 
d’utiliser des échantillonneurs intégratifs. Plus simples à mettre en œuvre  (et donc moins coûteux) , ils 
présentent ainsi des avantages opérationnels , tout en permettant d’ améliorer la représentativité de 
l’échantillonnage . S’ils sont encore peu appliqués en réseau d’assainissement, certains sont bien 
connus et utilisés dans le milieu naturel (ex. rivière, lac, pleine mer). Les données qui résultent de leu r 
utilisation sont très utiles en première approche pour évaluer la présence et le niveau de concentration 
d’un panel de micropolluants. L’utilisation de ces outils innovants dans le cadre d’un premier niveau 
de sectorisation est donc adaptée et pertinente  et permet de limiter le nombre de campagnes de 
mesures avec des préleveurs classiques. D ifférents outils (les barreaux Stir Bar Sorptive Sampler (SBSE), 
les cartouches de Charbon Actif (CA), les cellules Prebio, les Polar Organic Chemical Integrative 
Samp lers (POCIS ), les pieuvres ou Octopus, … ) ont été adaptés et testés dans le cadre de divers projets 
avec des résultats encourageants.  
 
Il est recommandé en amont du démarrage  de l’étude de présenter  la méthodologie et  les outils 
envisagés et d’échanger  à leur sujet  avec le SPE .  
 
3.2 Les données issues des établissements ( si suivi micropolluants dans l’ autosurveillance, 
plan s d'action s, …) s ont-elles accessibles ?  Quel (s) service (s) peu(ven) t aider à y 
accéder le cas échéant  ? 
Certains établissements sont soumis à des mesures régulières de la qualité de leur rejet d'eaux usées 
non domestiques au système d'assainissement collectif. Les données issues de ces mesures sont 
indispensables au(x) maître(s) d’ouvrage du système d'assainissement,  pour en assurer la bonne 
gestion . Mais, également pour mener le diagnostic vers l’amont de façon pertinente  si les 
micropolluants  font partie de la liste des paramètres à mesurer  concernés par le diagnostic . Les 
résultats de cette autosurveillance sont généralement accessibles au x maître s d’ouvrage du système 
d’assainissement  dès lors qu’elle  est menée dans le cadre d'une autorisation ou d'une convention de 
rejet établie avec le maître d'ouvrage du réseau. En  effet, l'établissement se doit de transmettre les 
résultats aux maîtres d'ouvrage du système.  
Pour les entreprises relevant du régime des Installations Classées pour la Protection de 
l'Environnement (ICPE), les résultats des mesures réalisées à ce titre  doivent être transmis

14 
 
régulièrement à l’Inspection des Installations classées (DREAL et DD(CS)PP)  et à l’ agence de l’eau . 
Ensuite , ces données sont transmises et bancarisées via l'application GIDAF (Gestion Informatisée des 
Données d’Autosurveillance  Fréquente  : https://gidaf.developpement -durable.gouv.fr/actualites/ 
rejets -raccordes ). Mais, elles restent généra lement peu consultées par les  collectivités parce que  les 
services d'inspection des ICPE sont rarement leurs  interlocuteurs et qu’elles ne connaissent pas 
nécessairement leur existence . Néanmoins, les gestionnaires d’un système  d'assainissement peu vent 
dem ander un accès en tant que "LECTEUR" aux données de leur territoire auprès de la DREAL de leur 
région ou par mél à la DGPR ( projet -gidaf@developpement -durable.gouv.fr ). L'accès s’établit  via le site 
« MonAiOT  » (https://monaiot.developpement -durable.gouv.fr/). À noter également, l'article 13 de 
l'arrêté du 21 juillet 2015 relatif aux systèmes d’assainissement collectif, indique que, dans le cadre de 
l'autorisation de déversement, l'établissement doit transmettre  au maître d'ouvrage les données de 
surveillance ICPE , au plus tard , dans le mois qui suit l'acquisition de la donnée.  
En ce qui concerne les données relatives aux plans d'actions mis en œuvre  (nature des actions, 
avancement , ...), il convient de se rappr ocher préférentiellement des industriels concernés et, à défaut, 
des DREAL et Agences de l' eau dont la collectivité dépend  pour identifier ce qui est en cours ou prévu .  
 
4 Les questions autour du plan d'action s (défini tion des actions à retenir, 
modalités de suivi, objectifs, ...)  
4.1 Quand les sources sont identifiées d’origine s diversifiées, faut -il proposer des actions  ?  
Pour les substances significati ves dont le diagnostic aura montré des origines très diversifiées, des 
actions adaptées au territ oire peuvent être mises en place par la collectivité dans le plan d'action s, 
telles que :  
- Des actions de sensibilisation et de prévention auprès d'une large gamme d'entreprises , mais 
aussi des autres acteurs qui interviennent sur l’espace public (prestatai res en charge de 
l’entretien, autres services de la collectivité, …), et des particuliers  ; 
- Des actions d'aménagement de l'espace public (à encourager également sur l’espace privé) 
pour contribuer à réduire les polluants issus du ruissellement. Ainsi, la désimpermé abilisation 
et la gestion à la source des eaux pluviales contribuent à réduire l'int erception des polluants 
par les eaux pluviales.  Ces actions peuvent pousser grâce à l’intégration de ces thématiques 
dans le règlement d’assainissement ou des règles spécifiques dans le zonage pluvial.

15 
 
Une démarche d e hiérarchisation des priorités vis -à-vis des entreprises de petites tailles est référencée 
en annexe 1 (Document du Graie, en partie 1).  
 
Il appartient aussi à la collectivité d'identifier des substances pour lesquel les aucune action n’est 
réalisable compte -tenu soit de l’origine des émissions d e la substance (ce qui pourra conduire à des 
leviers d’action à une autre échelle (bassin hydrographique, nationale ou européenne), pour la mise 
sur le marché des substances/produits par exemple ), soit du coût démesur é de la mesure à mettre en 
place.  
 
4.2 Quels indicateurs peuvent être proposés pour assurer le suivi des action s ? Des 
indicateurs de moyens ou de résultats  ? 
Des indicateurs sont à associer aux actions proposées pour en assurer le suivi. Il s’agit d’indicateu rs de 
réalisation, soit des indicateurs de moyens mis en œuvre, qui sont indispensables pour s’assurer que 
le plan d’actions est effectivement conduit. Il n’est pas recommandé de mettre en place d es indicateurs 
de résultats qui sont complexes à la pratique . 
Des indicateurs pour chaque axe ci -dessous permettent un suivi complet des actions  :  
• Indicateurs globaux du territoire  ; 
• Suivi des entreprises  ; 
• Contrôle des activités nouvelles  ; 
• Pollutions accidentelles  ; 
• Suivi qualité  ; 
• Communication/sensibilisation .  
 
À titre d’exemples, on peut citer les indicateurs suivants qui seront bien évidemment à adapter selon 
les actions définies dans le plan  : 
• Nombre d'établissements sollicités  (envoi de mail , ...) ; 
• Nombre de visites/diagnosti cs réalisés en entreprises (Rejets eaux usées et problématiques 
liées au Pluvial)  ; 
• Nombre de sites ayant fait des travaux (avec et sans demande d’aide à l’agence)  ; 
• Nombre (et pourcentage) de sites mis en conformité (Rejets eaux usées et problématiques 
liées au Pluvial)  ;

16 
 
• Nombre d’actions de sensibilisation menées auprès du grand public (mailings, réunions 
publiques, …).  
Un inventaire exhaustif des indicateurs qui peuvent être mis en place a été effectué par le Graie. La 
référence est indiquée en annexe 1 (partie 1). Il est basé sur les retours d’expériences de divers es 
collectivités.  
 
4.3 Faut -il se fixer des objectifs chiffrés à atteindre dans  le cadre de la définition du plan 
d’action s ? 
De même que des indicateurs de résultats ne sont pas recommandés, il n'est pas conseillé au vu de 
l'incertitude existante sur les mesures liée au caractère souvent ponctuel et diversifié des apports de 
définir dans le plan d’action s issu du diagnostic vers l’amont des objectifs chiffrés à atteindre. 
Toutefoi s, le suivi de la substance dans le temps (par des campagnes d'analyses) reste intéressant pour 
connaître l'évolution des concentrations dans  les eaux usées et éventuellement observer l'impact des 
actions mises en place. La mise en place de ces mesures pou rra être faite dans le cadre de la campagne 
RSDE réglementaire suivante (2022, 2028, …) ou de façon anticipée pour éventuellement adapter le 
plan d’actions si nécessaire.

17 
 
Annexe 1  
Diagnostic Amont RSDE et Plan d’Actions  
Quelle documentation existe pou r accompagner la démarche ?  
Préambule  : ce recensement  n’a pas l’ambition  d’être  exhaustif. Il donne quelques pistes pour guider 
les collectivités  dans leur démarche  de réalisation du  diagnostic vers l’amont et  l’élaboration du plan 
d’actions associé.  Il s’agit donc d’une base de support bibliographique qu’il convient de compléter et 
d’affiner lors de  cet exercice.  Les références sont organisées  selon  trois thèmes :   
1. Éléments  méthodologiques  : comment  procéder pour réaliser un diagnostic amont et élaborer 
un plan d’actions ?   
2. Bibliographie  : quelles origines des apports en substances  dans les réseaux d’assainissement 
?   
3. Bibliographie  : quelles solutions/actions pour réduire les substances dans les réseaux 
d’assainissement ?   
 
Enfin, une dernière p artie fournit des références sur les substances autres que RSDE non réglementées 
à ce jour (pas de surveillance réglementaire ni de plans d’action exigés pour les systèmes 
d’assainissement) mais qui émergent et pourraient à terme intégrer les listes des su bstances RSDE : 
substances pharmaceutiques,  perturbateurs endocriniens, ...   
Nota : les auteurs ont volontairement choisi de ne pas indiquer de référence sur les microplastiques 
dans cet ouvrage car c’est un sujet à part entière  qui nécessite sa propre bib liographie. Néanmoins, la 
démarche RSDE (campagnes de mesures, diagnostic amont et plan d’action pour rédu ire à la source) 
peut parfaitement s’appliquer aussi aux microplastiques.  
 
En préalable  : un document de l’ agence de l’ eau RMC faisant une synthèse des campagnes 2018 est 
référencé pour donner un aperçu des substances qui font l’objet des diagnostics vers l’amont.  
https://www.eaurmc.fr/jcms/pro_99323/fr/rsde -campagnes -2018 -analyses -des-resultats -sur-les-
bassins -rm-et-corse  
Un document de l’INERIS sur les résultats des campagnes de mesure en STEU 2018 -2019  :  
https://www.ineris.fr/sites/ineris.fr/files/contribution/Documents/Ineris%20 -%20203225%20 -
%202705969%20 -%20v0.1 -Rapport%20RSDE%20v1.pdf

18 
 
1. Éléments  méthodologiques :  comment procéder pour réaliser un diagnostic  vers 
l’amont  et élaborer un plan d’actions ?   
 
Cette première partie  identifie la documentation utile pour identifier la  méthodologie à suivre  pour 
réaliser le diagnostic vers l’amont et élabo rer le plan d’actions associé. Il s’agit avant tout de références 
relatives à la méthodologie.   
- Astee  - Cahier des clauses techniques et particulières pour le diagnostic vers l’amont et le 
plan d’action (2017) : https://www.astee.org/publications/rsde -diagnostic -amont -et-plan -
daction -pour -la-reduction -des-micropolluants -cahier -des-clauses -techniques -particulieres -
cctp/   
- Agence de l’ eau Rhin Meuse  - Éléments  de cadrage pour la recherche des apports en 
micropolluants et la définition d’actions (2017) :  http://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/etude_Diag_Substances_amont_STeu_Final.pdf?Archive=243468006 164
&File=Etude_Diag_Substances_Amont_STEU%2DFinal_pdf  
- Agence de l’ eau Rhin Meuse  - Éléments  de cadrage de la phase préalable pour la mise en 
œuvre d’une opération collective territoriale (2017) : http://cdi.eau -rhin-meuse.fr/GEIDEFile/ 
cadrage_oc_territoriale_final.pdf?Archive=243635706181&File=cadra ge_OC_territoriale_fin
al_pdf  
- Agence de l’ eau Rhône Méditerranée  Corse  – Contenu des diagnostics amont : analyses 
chimiques en réseau : Retour d’expérience et Préconisations  : 
https://www.eaurmc.fr/upload/docs/application/pdf/2018 -03/2017 -note -analyses -
chimiques -reseaux -vf.pdf  
- Lumieau -Stra (Projet) - Éléments méthodologiques pour la conduite d’un diagnostic 
territorial (2019)  : https://professionnels.ofb.fr/sites/default/files/2019 -09/Conv1558 
_LUMIEAU_Livr15a_methodo_diag.pdf  
- Lagarrigue C, Brelot E, Noury D, Serveto F, Van Paassen P, Wepierre N (2018), Réduction à la 
source des micropolluants sur le bassin Rhône -Méditerranée : stratégie, enseignements et 
perspe ctives – TSM numéro 6 , 11 p . 
- OFB (Office Français de la Biodiversité) : Portail technique  : Comment mener un diagnostic 
des micropolluants dans les systèmes hydrauliques urbains  ? : 
https://profes sionnels.ofb.fr/fr/node/778

19 
 
- OFB  : Conduire un diagnostic « micropolluants » sur un territoire urbain - Retour 
d’expérience méthodologique du dispositif national « Lutte contre les micropolluants des 
eaux urbaines », Février 2022   https://professionnels.ofb.fr/fr/node/1388/   
- Livrable issu du projet REGARD (2019)  “Méthodologie reproductible de diagnostic pour une 
stratégie de r éduction équilibrée à l’échelle d’un autre territoire urbain” 
https://professionnels.ofb.fr/sites/default/fil es/2020 -01/REGARD_Livrables -214_tache -2-
1_diagnostic -reproductible_V2019 -11-08.pdf  
- SIARP  et Agence de l’Eau Seine Normandie  - Guide pour identifier l’origine des 
micropolluants dans les réseaux et mettre en place des actions (2019) :  
https://www.siarp.fr/guide -micropolluants -aesn -siarp/guide_%c2%b5pol_siarp_v20191015  
- Graie  - Les indicateurs d’activité et de performance du plan d’action (2016) : 
http://www.graie.org/portail/indicateurs -dactivite -de-performance -dun-service -de-gestion -
effluents -non-domestiques -de-suivi -operations -collectives/   
- Astee  - Réalisation du diagnostic vers l’amont RSDE -STEU - Constats à l’issue des retours 
d’expérience présentés lors de la journée technique du 24 septembre 2020 et premières  
recommandations opérationnelles – partie 1 & 2, ASTEE GT RSDE - Diagnostic vers l'amo nt, 
Décembre 2021 https://www.astee.org/publications/synthese -de-recommandations -rsde -
diagnostic -vers-lamont -etudes -et-diagnost ic-3/ 
 
2.  Bibliographie : quelles origines des apports en substances  dans les réseaux 
d’assainissement ?  
Cette seconde partie identifie les sources bibliographiques disponibles pour identifier les origines des 
substances présentes au sein des réseaux d’assainissement. Ces informations peuvent être utiles pour 
réaliser le diagnostic des origines et identifier les sources des substances observées . Sont d’abord 
listées les références avec une entrée via les substances et traitant en parallèle de toutes les sources 
d’apport . Puis, dans un second temps sont listées les références spécifiques à certaines sources 
d’apport (pluvial, domestique, artisanat, industrie, …).  
 
2.1. Données pour toutes les sources d’apports  
Sont rassemblées ici des sources bibliographiques pour trouver des informations sur les diverses 
substances.

20 
 
a. Guides ou sites internet généraux sur les substances / micropolluants :  
 
- Agence de l’Eau Seine Normandie  – Guide pratique sur les micropolluants dans le bassin 
Seine -Normandie (2018) :  http://www.eau -seine -normandie.fr/domaines -d-action/ 
micropolluants  
- OFB (Office Français de la Biodiversité)  : Portail technique  - “Sources et flux de pollution des 
eaux” : https://professionnels.ofb.fr/node/322  
- ARCEAU  - Que sait -on des micropolluants dans les eaux urbaines ? (2018) :  
http://www.arceau -idf.fr/sites/def ault/files/Ouvrage%20micropolluants 
_version_numerique.pdf  
 
b. Informations générales sur les produits/substances chimiques (fiches) :  
 
- INERIS  - Fiches substances : https://substances.ineris.fr/fr/page/14  
- Agence Européenne ECHA  – Informations sur les produits chimiques :  
https:// echa.europa.eu/fr/ -/getting -to-know -the-eu-chemicals -legislation -finder -euclef - 
- Site de l’OFB (Office Français de la Bi odiversité)  : Portail technique  - “Information sur les 
substances chimiques  “ : https://professionnels.ofb.fr/fr/node/290  
 
c. Matrices activités -polluants :  
 
- BRGM : matrice élaborée à partir des constats sur les sites et sols pollués (format .xls ou 
.ods) :  http://ssp -infoterre.brgm.fr/matrice -activites -polluants  
- Agence de l’eau Rhin Meuse – Outil d’identification d’activités économiques potentiellement 
émettrices de substances dangereuses : 
https://public.tableau.com/app/profile/aerm6840/viz/Identificationdesactivitscon omiques -
bassinRhinMeuse/Notice?publish=yes  
 
d. Sites spécifiques aux alkylphénols :   
 
- INERIS  - Rapport d’étude “Identification des sources résiduelles d’alkylphénols” (2015) :  
https://substitution -apeo.ineris.fr/sites/substitution -apeo/files/documents/2015_114.pdf

21 
 
- Vecteur environnement  – Article “Le nonylphénol et ses dérivés éthoxylés” (2013) :  
http://www.environnement.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/nonylphenol/article -nonyl phenol -
derives -ethoxyles201301.pdf  
 
2.2.  Les sources d’a pports  
 
a. Apports liés au pluvial  
 
- Graie , Eaux de ruissellement et autres rejets en lien avec le réseau pluvial (2013 -2018)  (11 
activités traitées à ce jour : déchèteries, plateformes de compostage, centres de 
récupération/stockage de métaux et véhicules hors d’usage (VHU), chantiers et entretien 
bâtiments, rabattement de nappe et gestion des eaux de fouille, eaux de refroidissement, 
condensats de compresseurs, rejets de piscines, centrales de production de béton et aire de 
distribution de carburant, aire de lavage ) : http://www.graie.org/portail/eaux -de-
ruissellement -autres -rejets -lien-reseau -pluvial -etat-lieux -connaissances -pratiques -
preconisations/   
- Graie  – Article B.Chocat “Pollution des eaux pluviales” (2014) : 
http://www.graie.org/graie/graiedoc/reseaux/pluvial/TA_FreinsAvantages/EauxPluviales -
outil -techniquesalt ernatives -pollution -juin2014.pdf  
- INOGEV  (projet) - Article “Contamination des eaux pluviales par les micropolluants” (2018) :  
https://hal.archives -ouvertes.fr/hal -01581007/document  
- TAM  (projet) : site d’information sur le projet : https://adopta.fr/projet -tam/presentation -
de-letude/  
- Sciences et avenirs  – Article “ Émissions  de particules par les freins : un futur scandale 
sanitaire ?” (2018) :  https://www.sciencesetavenir.fr/high -tech/emissions -de-particules -par-
les-freins -un-futur -scandale_127761   
 
b. Apports domestiques  
 
- République et canton de Genève  - Site “les micropolluants domestiques” :  
https://www.ge.ch/dossier/oh -mon -eau/micropolluants -domestiques

22 
 
- Ceseau  – Plaquette “Des intrus à la maison … Agir contre les micropolluants” (2019) : 
https://www.ceseau.org/wp -content/uploads/2019/10/plaquette_micropolluants_page -par-
page_web.pdf  
- Commission Internationale pour la Protection des Eaux d u Léman  (CIPEL ) - 2012 – exposition 
« Eau’dyssée E : sur la trace des micropolluants  » : https://www.cipel.org/publications/ 
expositions/  
- OFB  2021 Micropolluants émis par les usages domestiques et l’artisanat : changer les 
pratiques pour mieux préserver l’eau. https://professionnels.ofb.fr/fr/doc -comprendre -
agir/micropolluants -emis -usages -domestiques -lartis anat -changer -pratiques -mieux  
 
c.  Apports industriels  
 
- INERIS  – Rapport suite à l’a ction nationale RSDE pour les installations classées - Seconde 
phase  : Synthèse de la surveillance initiale (2016)  : https://www.actu -environnement.com/ 
media/pdf/ineris -rsde -icpe-juin2016.pdf  
- INERIS – Site RSDE – Etudes de branches : https://rsde.ineris.fr/etudes_branches.php  
- VSA (Suisse) : Apports de substances par l’industrie et l’artisanat : 
https://micropoll.ch/fr/M%C3%A9diath%C3%A8que/apports -de-substances -issues -de-
lindustrie -et-de-lartisanat -dans -les-eaux/?media_filter_one=industrie -artisanat  
 
d.  Apports liés à l’artisanat  
 
- CNIDEP  - Étude  de caractérisation des Substances Dangereuses dans le s rejets des activités 
artisanales  (2014)  : http://cdi.eau -rhin-meuse.fr/Record.htm?idlist=4&record= 
19336614124911548969  
- OFB 2021 Micropolluants émis par les usages domestiques et l’artisanat : changer les 
agir/micropolluants -emis -usages -domestiques -lartisanat -changer -pratiq ues-mieux  
- Graie : Éléments  de réflexion pour la hiérarchisation d’actions vis -à-vis d’entreprises de 
petite taille générant des eaux usées non domestiques (2010)  :

23 
 
http: //www.graie.org/graie/graiedoc/reseaux/Racco/hierarchisation_effluents_non_domesti
ques.pdf  
o Les fiches métiers de l’ Agence de l’eau Rhin -Meuse  :Fiche commune A1, les métiers 
de l’artisanat : https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/A1_fiche_commune_tous_metiers.pdf?Archive=262024608020
&File=a1%5Ffiche%5Fcommune%5Ftous%5Fmetiers%5Fpdf  
o Fiche métier A2, les métiers de l’automobile (réparation, carrosserie, lavage, station)  
https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/A2_Metiers_de_l_automobile.pdf?Archive=262025708020&File
=a2%5FMetiers%5Fde%5Fl%5Fautomobile%5Fpdf  
o Fiche métier A3, démolisseurs automobile s https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/A3_Demolisseurs_automobiles.pdf?Archive=262026808020&File
=a3%5FDemolisseurs%5Fautomobiles%5Fpdf  
o Fiche métier A4, nettoyage courant des bâtiments https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/A4_Nettoyage_des_sols.pdf?Archive=262027908020&File=a4%5
FNettoyage%5Fdes%5Fsols%5Fpdf  
o Fiche métier A5, les métiers du bois (sciage, charpente, menuiserie, ameublement ) 
meuse.fr/GEIDEFile/A5_Metiers_du_bois.pdf?Archive=262028008020&File=a5%5FM
etiers%5Fdu%5Fbois%5Fpdf  
o Ficher métier A6, pressing https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/A6_Pressing.pdf?Archive=262039108 021&File=a6%5FPressing%
5Fpdf  
o Fiche métier A 7, peinture en batiment https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/A7_Peinture_en_batiment.pdf?Archive=262030208021&File=a7
%5FPeinture%5Fen%5Fbatiment%5Fpdf  
o Fiche métier A8 , les métiers de l’imprimerie https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/G EIDEFile/A8_Imprimerie.pdf?Archive=262031308021&File=a8%5Fimprim
erie%5Fpdf  
o Fiche métier A9 , les métiers de bouches https://cdi.eau -rhin-
meuse.fr/GEIDEFile/A9_Metiers_de_bouche.pdf?Archive=262032408021&File=a9%5
FMetiers%5Fde%5Fbouche%5Fpdf

24 
 
e.  Apports liés aux usages non agricoles des substances biocides  
 
- Agence de l’ eau Rhin Meuse  – Note sur les usages non agricoles substances biocides: 
https://www.eau -rhin-meuse.fr/sites/default/files/usages_non_agricoles_substances 
_biocides.pdf  
 
f. Apports liés à d’autres activités (hôpitaux, centres techniques collectivité, zoo, piscines…)  
 
- SIPIBEL  (projet) - Site internet du pilote sur les résidus de médicaments et les micropolluants 
dans l’eau dans les effluents hospitaliers :  http://www.graie.org/Sipibel/index.html  
- OFB 2022 Micropolluants émis par le secteur de la santé : prendre soin aussi de l’eau  
https://professionnels.ofb.fr/fr/node/1380  
 
3. Bibliographie : quelles solutions/actions pour réduire les substances dans les réseaux 
Cette dernière partie fait référence  aux informations sur les solutions/actions pour réduire les 
substances  dans les réseaux d’assainissement . Ces informations peuvent apporter une aide pour 
identifier les actions à prévoir lors de l’élaboration du plan d’actions.  
 
a. Documents/sites d’ordre génér al 
 
- OFB (Office Français de la Biodiversité)  : Portail technique  : « quelles actions possibles  ? » : 
https://professionnels.ofb.fr/fr/node/779   
- AFB - Les Rencontres n°60 : Micropolluants et innovation : comment améliorer la qualité des 
eaux urbaines  ? (2019)  :  https://professionnels.ofb.fr/fr/doc -rencontres/micropolluants -
innovation -comment -ameliorer -qualite -eaux -urbaines -ndeg60  
- GRAIE, OFB, AE Adour -Garonne  : Pour une réduction des micropolluants urbains  - Les 
enseignements des 13 projets du dispositif « Innovations et changements de pratiques : lutte 
contre les micropolluants des eaux urbaines » , juillet 2022, https://eau -
grandsudouest.fr/sites/default/files/2022 -07/Syth%C3%A8se_colloque_micropolluants.pdf

25 
 
- Portail Agence de l’eau Rhin -Meuse  – Les substances dangereuses en industrie, artisanat et 
dans les collectivités :  https://www.eau -rhin-meuse.fr/les -dom aines -dintervention -eau-et-
pollution/les -substances -dangereuses -en-industrie -artisanat -et 
- Centre de ressources du Graie  – 160 documents sur la thématique des effluents non 
domestiques  : http://www.graie.org/portail/thematiques/assainissement/effluents -non-
domestiques/effluents -non-domestiques -espace -ressources/  
 
b. La collectivité exemplaire  
 
- La gazette.fr  - Article « L’achat public durable » : un guide au service des acheteurs des 
collectivités (2014) : https://www.lagazet tedescommunes.com/304272/lachat -public -
durable -un-guide -au-service -des-acheteurs -des-collectivites/  
- Ville de Stockholm  – Guide des produits non toxiques et des achats durables (anglais) (?) : 
http://miljobarometern.stockholm.se/content/docs/mp/2/guide_nontoxic_products.pdf  
- MTES  – Site “L’affichage environnemental des produits et des service s” :  
https://www.ecologique -solidaire.gouv.fr/laffichage -environnemental -des-produits -et-des-
services  
- Graie  - La mise en conformité des rejets non -domestiques des activités de la collectivité 
(2018)  : http://www.graie.org/portail/http -www -graie -org-graie -graiedoc -reseaux -racco -
racc_outils_graie_gestion_poll utions_accidentelle -pdf-2/  
 
c. Agir sur le pluvial  
 
- MICROMÉGAS  (projet) - Site Pluie et micropolluants : http://www.graie.org/micromegas -
lyon/spip.php?article6  
- ROULÉPUR  (projet) : fiche descriptive du projet  
https://professionnels.ofb.fr/sites/default/files/pdf/Fiches -ROULEPUR -web.pdf  
- MATRIOCHKAS  (projet) : fiche descriptive du projet 
https://professionnels.ofb.fr/sites/default/files/pdf/Fiches -MATRIOCHKAS -web.pdf  
- TAM  (projet) : site d’information sur le projet  :  https://adopta.fr/projet -tam/presentation -
de-letude/

26 
 
- LUMIEAU -STRA  (projet) (2018) – Livrables relatifs aux micropolluants dans les eaux pluviales 
: https ://www.strasbourg.eu/lumieau -stra (section Eaux pluviales)  
 
- Cerema  – Portail technique «  Gestion des eaux pluviales  » : https://www.cerema.fr/fr/mots -
cles/gestion -eaux -pluviales  
 
d. Agir sur les apports domestiques  
 
- CESEAU  – Plaquette “Des intrus à la maison … Agir contre les micropolluants” (2019) : 
https://www.ceseau.org/wp -content/uploads/2019/10/plaquette_mi cropolluants_page -par-
- Strasbourg Eurométropole  - Site Faites vos produits ménagers vous -mêmes 
https://www.strasbourg.eu/menageaunaturel  
- INERIS  - Étude  des filières de collecte et de traitement des mégots de cigarettes (2017) :  
https://www.ineris.fr/fr/etude -des-filieres -de-collecte -et-de-traitement -des-megots -de-
cigarettes  
- REMPAR  (projet) - Livrable Partage de l’information, sensibilisation, retour vers les 
professionnels et le grand public  (2019) : https://www.siba -bassin -arcachon.fr/sites 
/default/files/2020 -02/2019_SIBA_REMPAR_5_%20Information_sensibilisation.pdf  
- REGARD  (projet) (2019) - Rapport sur les interventions auprès des ménages référents et les 
messages de sensibilisation testés. L'accompagnement au changement de pratiques . 
Présentation de l'expérimentation citoyenne «  Famille Eau Défi »  : 
https://professionnels.ofb.fr/sites/default/files/2020 -01/REGARD_Livrable -322_sous -tache -
3-2-2_Familes -EAU -defi_V2019 -11-08_VF_synthese -inclue.pdf  
- REGARD  (projet) (2019)  : Actions de sensibilisation grand public (film et BD) : vidéos et BD 
«Curieux  !» : https://www.curieux.live/2019/06/25/vlog -projet -regard -micropolluants/ ; 
https://www.curieux.live/2019/06/22/les -micropolluants -dans -la-ville/ ; 
https://www.curieux.live/2019/06/24/notre -quotidien -pollue -notre -eau/ ;    
https://www.curieux.live/2020/01/17/la -pollution -de-leau/ ;    
https://www.curieux.live/2020/02/18/les -micropolluants -cest-nouveau/  ;    
https://www.curieux.live/2020/03/17/stations -depuration/

27 
 
- LUMIEAU -STRA  (Projet) (2018)  -  Livrables relatifs au x changements de pratiques du grand 
public : https://www.strasbourg.eu/lumieau -stra (section Particuliers)  
 
e. Gérer les effluents non domestiques (valable pour industrie/artisanat/autres activités ) 
 
- Graie  – Plaquette  : Outils et références pour la gestion des effluents non domestiques (2020)  
http://www.graie.org/graie/graiedoc/reseaux/Racco/graie -plaquette -outils -gt-
effluentsnondomestiques.pdf  
- Graie  - Hiérarchisation d’actions vis -à-vis d es entreprises de petit es tailles (2010)  : 
http://www.graie.org/portail/elements -de-reflexion -hierarchisation -dactions -vis-a-vis-
dentreprises -de-petite -taille -generant -eaux -usees -non-domestiques/  
- Graie  - Définir une stratégie à l’échelle d’un territoire : les grandes questions à se poser 
(2013)  : http://www.graie.org/portail/gest ion-entreprises -generant -eaux -usees -non-
domestiques -3-outils -complementaires/   
- Graie  - La check -list des acteurs à associer pour la mise en place du plan d’action (2014)  : 
http://www.graie.org/portail/gestion -effluents -non-domestiques -check -list-acteurs -a-
associer/   
- Cerema  – Fiches REX Raccordement des entreprises aux réseaux d’assainissement (2020) : 
https://www.cerema.fr/fr/centre -ressources/boutique/ra ccordement -entreprises -aux-
reseaux -assainissement  
 
f. Agir sur les apports Industriels  
 
- INERIS  – Site RSDE – Etudes de branches : https://rsde.ineris.fr/etudes_branches.php  
- INERIS  – Site AIDA - Réglementation de la prévention des risques et de la protection de 
l’environnement  - Documents BREF  et conclusions MTD :  
https://aida.ineris.fr/guides/directive -ied/documents -bref 
- Actu -Environnement  – Article “Eaux usées industrielles : des pistes pour réduire les 
impacts?” (2014) :  https://www.actu -environnement.com/ae/dossiers/micropolluants/eaux -
usees -industrielles -reduire -impacts.php

28 
 
- Actu -Environnement  – Article “Les technologies de réduction des polluants doivent être 
adaptées à chaque  site” (2018) :  https://www.actu -
environnement.com/ae/news/technologies -reduction -polluants -adaptation -site-31706.php4  
 
g. Agir sur les apports liés à l’artisanat  
 
- CNIDEP  – Bulletin d’information dédié au projet Lumieau -Stra (2015) : 
http://www.cnidep.com/BI_16.pdf   
- Lumieau -Stra (projet) (2018) - Livrable Réduction des rejets de micropolluants par les 
entreprises de l’artisanat : étude du métier de peintre en bâtiment  (2018) : 
https://www.strasbourg.eu/documents/976405/1622812/3.1.a_Peinture -batiment -reduc -
micropolluants.pdf/b8e83d01 -9728 -29cb -0941 -fe91720aacc0  
entreprises de l’artisanat : étude du métier de mécanique automobile  (2018) : 
https://www.strasbourg.eu/documents/976405/1622812/3.1.b_Mecanique -auto -reduc -
micropolluants.pdf/9359093a -d2a2 -7005 -e98c -3c46ed1b8ed5  
entreprises de l’artisanat : étude du métier de la menuiserie  (2018) : 
https://www.strasbourg.eu/documents/976405/1622812/3.1.c_Menuiserie -reduc -
micropolluants.pdf/569e4ad9 -0e0c -57cf -584b -13e3cb8bfc07  
entreprises de l’artisanat : étude du métier de coiffeur  (2018) : 
https://www.strasbourg.eu/documents/976405/1622812/3.1.d_Coiffure -reduc -
micropolluants.pdf/b3150d05 -01d7 -564c -974c -c9f9512c5aef  
- ADEME, Région Alsace , Agence de l’eau Rhin Meuse, CCI Alsace , …  – Site “Gestion des 
déchets des entreprises et des services publics” :  http://dechets -entreprises -
alsace.agat.net/Accu eil 
 
h. Agir sur les apports liés à d’autres activités (hôpitaux, centres techniques collectivité, 
zoo, piscine…)

29 
 
- Graie  - La gestion des effluents d’un établissement de santé : principe de la démarche et 
préconisations sur le suivi des rejets (2016)  : http://www.graie.org/portail/gestion -effluents -
dun-etablissement -de-sante -principe -de-demarche -preconisations -suivi -rejets/  
- DRASS Poitou -Charentes  - Présentation “Les effluents des établissements sanita ires” :   
https://www.graie.org/graie/graiedoc/doc_telech/biblio_hors_graie/racc -
biblio/effluents_perney.pdf  
- CCLIN  – Rapport sur l’entretien des locaux des établissements de soins (2005) :  
http://nosobase.chu -
lyon.fr/recommandations/cclin_arlin/cclinSudOuest/2005_desinfection_sterilisation_CCLIN.p
df 
- ARS PACA  – Site “Performance des achats hospitaliers : le programme Performance 
hospitalière pour des achats responsables (Phare)” : 
https://www.paca.ars.sante.fr/performance -des-achats -hospitaliers -le-programme -
performance -hospitaliere -pour -des-achats  
Pour aller plus loin, au -delà des substances RSDE  
Cette partie « Bonus » s’intéresse aux autres substances que les “RSDE” et notamment les polluants 
émergents (substances médicamenteuses, perturbateurs endocriniens, …). Ces substances ne sont 
aujourd’hui pas réglementées mais pourraient intégrer dans les années à venir les  listes européennes 
(et donc françaises) des substances avec des objectifs de réduction. Aussi, pour anticiper, cette 
dernière partie fournit quelques références d’intérêt pour obtenir de l’information sur ces substances 
et les pistes d’actions envisageabl es.   
a. Micropolluants  
 
- Ministère de l’environnement de l’énergie et de la mer , plan micropollua nts 2016 -2021  : 
https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/Plan_micropolluants_def_light.pdf  
- Comprendre pour agir 2018, Lutter contre  les micropolluants dans les milieux aquatiques : 
quels enseignements des études en sciences humaines et sociales ? 
https://professionnels.ofb.fr/fr/doc -comprendre -agir/lutter -contre -micropolluants -dans -
milieux -aquatiques -quels -enseignements -etudes  
 
b. Médicaments et activités de soins

30 
 
- Commission Européenne  - Communication sur l’approche stratégique de l’Union 
européenne concernant les produits pharmaceutiques dans l’environnement (2019) :  
https://eur -lex.euro pa.eu/legal -content/FR/TXT/PDF/?uri=CELEX:52019DC0128&from=EN  
- Revue des sciences de l’eau  - Article “Présence et devenir des médicaments dans les eaux 
usées urbaines, une analyse bibliographique” (2008) : 
https://www.erudit.org/fr/revues/rseau/2008 -v21-n4-rseau2468/019164ar/  
- AMPERES  (Projet) - Article “Zoom sur les substances pharmaceutiques : présen ce, partition, 
devenir en station d’épuration” (2011) :  http://projetamperes.cemagref.fr/illustrations/63 -
77-SOULIER.pdf  
- Actu -Environneme nt – Article “Médicaments dans l’eau prévenir plutôt que guérir” (2014) : 
https://www.actu -environnement.com/ae/dossiers/m icropolluants/residus -medicaments -
traitement -eau-prevenir -guerir.php  
- ASOQS  – Site “Se soigner sans polluer” : http://sesoignersanspolluer.com/  
- MEDIATES – SIPIBEL  (Projet) - Site Médicaments dans l’eau - Les bonnes questions – Kits de 
sensibilisation : http://www.graie.org/m ediates/kit3.html  
- Le secteur de la santé face aux micropolluants : prendre aussi soin de l'eau, Webinaire du 1er 
décembre 2022, Micropolluants émis par le secteur de la santé : état des connaissances, 
enjeux pour les mil ieux aquatiques, politiques publiques associées (PF Staub, OFB) 
https://arceau -idf.fr/sites/default/files/paragraphs -
files/1_STAUB_ArceauPharmas011222. pdf 
 
c. Perturbateurs endocriniens   
 
- MTES/MSS  - Stratégie nationale sur les perturbateurs endocriniens  2 (2019 -2022) : 
https://solidarites -sante.gouv.fr/IMG/pdf/snpe2_ -_document_complet.pdf

31 
  
Annexe 2  
Quelle s aides financières des agences de l’eau pour accompagner la démarche ?  
Les informations reportées ci-dessous sont issues d’une consultation des différentes Agences de l’eau réalisée par le groupe de travail en août 2020. Elles  sont 
valides à cett e date -là uniquement et sont fournies à titre indicatif. Une consultation des Agences est à réaliser avant t oute utilisation pour en vérifier la 
validité  et compléter l’information recensée.  
Agence de l’eau  Porteur du projet  Type de travaux  Conditions d'éligibilité  
(liste non exhaustive  : contacter votre agence de bassin)  Taux de 
subvention 
maximum  
(dans la limite de 
l’encadrement 
européen des aides 
publiques)  
 Collectivités  Diagnostic amont 
réglementaire  
 50%  
 Collectivités  Études  préalables à une 
opération groupée 
(activités 
économiques)  Dans la limite des objectifs de réduction des substances  70%  
 Collectivités  Animation d'opération 
collective  Plafond d'assiette  50%

32 
  
 Acteurs économiques  Réalisation d'études 
(action au sein des 
entreprises)  En fonction de la taille des entreprises  50% à 70%  
 Acteurs économiques  Réalisation de travaux 
au sein des entreprises  En fonction de la taille des entreprises ;  hors cas de création  ; hors cas d’adaptation à futures 
normes communautaires.  40% à 60%  
 
Rhône 
Méditerranée 
Corse  Collectivités  Diagnostic amont 
réglementaire  Territoire engagé dans une opération collective  50%  
 Collectivités  Étude  complémentaire  Étude  initiale insuffisante  40%  
 Collectivités  Animation  de 
l’opération collective  :  Financement d’ETP (minimum 0,5) pour la réalisation de l’état des lieux du territoire, de 
diagnostics en entreprises, du suivi des entreprises jusqu’à la régularisation administrative, 
aide au montage des dossiers de demande d’aide auprès des entreprises…   50%  
 Collectivités  La réalisation des outils 
de communication 
(plaquette de 
présentation de 
l’opération…)  
 70%  
 Acteurs économiques  La réalisation d’études 
et de travaux  En fonction de la taille des entreprises  40% à 60%  
Adour Garonne  Collectivités  Études  en amont  Financement soit après le dépôt du dossier travaux soit bonnes pratiques à mettre en 
œuvre . Taux travaux

33 
  
 Acteurs économiques  Pour les travaux jugés 
prioritaires (pression 
significative, 
micropolluants, PACC 
(réduction à la source, 
MTD, eaux pluviales, 
désimperméabilisation)  En fonction de la taille des entreprises  40% à 60%  
 Tous les acteurs  Études  stratégiques 
(bassin versant, 
programme pluriannuel 
de travaux, ZI ) 
 50%  
Seine Normandie  Collectivités  Diagnostic  amont 
réglementaire  Possible d'intégrer un volet conseil (accompagnement, bilan des mesures) ainsi que les 
compléments techniques nécessaires à la bonne réalisation des mesures (visite 
préliminaire, blancs de prélèvement ou d’atmosphère).  
L’ensemble des points identifiés dans la note technique sera pris en compte (la totalité des 
micropolluants listés dans l’annexe III, substance sup plémentaire pertinente que le maître 
d’ouvrage souhaiterait éventuellement suivre). Une partie analytique complémentaire 
pourra également être prévue si besoin.  80%  
 Collectivités  Animation d’opération 
collective  Plafond d'assiette  50%  
 Acteurs économiques  Réalisation d’études   50% à 70%

34 
  
au sein des entreprises  Hors cas de création et hors cas d’adaptation à futures normes communautaires.  
Pour la réduction des pollutions industrielles : fournir les données relatives à la quantité de 
pollution éliminée par le dispositif d’épuration et/ou justifiant du respect des normes de 
rejet à un réseau de collecte ou au milieu naturel, élimination conforme des boues et sous -
produits d’épuration.  40 à 60%  
 
Loire Bretagne  Collectivités  Diagnostic amont 
réglementaire  1) Réalisation des prélèvements et des analyses par un bureau d'études et/ou un laboratoire 
accrédité (surveillance pérenne non prise en compte).  
2) Pour le diagnostic amont, bancarisation préalab le des données de la campagne de 
mesures si réalisée sans aide de l’agence de l’eau et réalisation d’analyses dans les boues.  50%  
 Collectivités  Mise en œuvre et suivi 
des actions de réduction 
à la source des émissions 
de micropolluants  Une opération collective vise à agir de manière bien ciblée sur un périmètre géographique 
donné et/ou sur un secteur d’activité donné pour réduire les rejets de micropolluants.  50%  
 Collectivités  Communication/animati
on pour la réduction des 
émissions 
(accompagnement du 
plan d’actions)  
 50%  
 Acteurs économiques  Réalisation d’études  Réalisation conformément au guide de l’agence de l’eau , en intégrant notamment , en 
fonction de la complexité et de l’intérêt du projet vis -à-vis du milieu récepteur, une 50% à 70%

35 
  
campagne de mesure avant travaux et prévoi r une nouvelle campagne de mesure après 
réalisation des travaux.  
au sein des entreprises  1) Réaliser une étude préalable sur la réduction des flux polluants à la source en privilégiant 
leur réduction par des aménagements internes et des technologies propres, montrant la 
pertinence du dimensionnement des ouvrages , les impacts sur le milieu récepteur avant et 
après travaux ainsi que la pertinence de la destination des boues et des déchets.  
2) Réduction significative du rejet ou de la pression y compris en cas  d’augmentation  
d’activité.  
3) Dans le cas d’un nouvel é tablissement, seuls les investissements permettant d’atteindre 
le rejet zéro sont éligibles.  40% à 60%  
 
Artois Picardie  Collectivités  Campagnes de mesure 
et diagnostic amont  Les études diagnostic amont et plan d'actions pour la réduction/ suppression des 
micropolluants dans les systèmes d'assainissement  peuvent être réalisées par la collectivité 
ou avec l’appui d’un bureau d’étude. Des mesures complémentaires en réseaux ou des 
visites sur des sites ciblés pourront être ajoutées en complémen t 50%  
Collectivités  Communication/animati
on p our la réduction des 
émissions  
 Actions de communication à mettre en place dans le cadre du plan d’action  50%  
Acteurs économiques  Étude  préalable sur la 
réduction des flux 
polluants  Des études de caractérisation de la pollution ou des études technico -économique peuvent 
être menées en amont des travaux  50%

36 
  
Acteurs économiques  Réalisation de travaux  Réduction significative du rejet,  passage en rejet zéro, substitution de produit, ….  y compris 
en cas d’augmentation  de l’activité (jusque 50%)  35% de subvention 
+40% d’avance 
remboursable  
Acteurs économiques  TPE et PME  : appel à 
projets  Operations inscrites dans le cadre de l’appel à projets ( Communication/animation pour la 
réduction des émissions ) et accompagnement à la mise en œuvre des plans d’action s 60% de subvention 
TPE 
50% PME