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Modélisation des effets de la végétalisation en milieu urbain sur les eaux de ruissellement dirigées à l'égout

Fléchais, Sylvain (2011). Modélisation des effets de la végétalisation en milieu urbain sur les eaux de ruissellement dirigées à l'égout. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Plusieurs solutions sont envisageables pour atténuer les conséquences de l’urbanisation qui affectent les débits et volumes d’eau dirigés au réseau de drainage. L’approche de gestion intégrée des eaux pluviales, aussi appelée Low Impact Development (LID), vise à capter et à retenir les eaux de ruissellement avant qu’elles atteignent le réseau de drainage. L’objectif principal de l’étude consistait à quantifier les effets des aménagements LID sur les eaux de ruissellement dirigées à l’égout en milieu urbain, tout en apportant un bilan sur leur implantation en milieu fortement urbanisé. Pour ce faire, le logiciel SWMM a été utilisé pour simuler l’implantation de plusieurs infrastructures LID (toits verts, pavage poreux, fossés drainants, arbres plantés) dans la rue Beaudoin située dans l’arrondissement Sud-ouest de Montréal. Différentes méthodes de modélisation, basées notamment sur les méthodes d’infiltration Green-Ampt, Curve Number et sur le module de conception de LID de SWMM 5, ont été testées pour les toits verts et les arbres. Plusieurs scénarios d’implantation ont été modélisés et testés avec des pluies de 12 mm, 24 mm, 32 mm et 21 mm + 11 mm. L’analyse a permis de montrer les toits verts permettent une réduction du débit maximal d’eau ruisselée de 22 % pour la pluie de 12 mm et de 15 % pour la pluie de 24 mm. Cette réduction est l’ordre de 8 % pour le volume pour les deux pluies. La réduction débit/volume est de l’ordre de 20 % pour les pavé poreux peu importe la pluie. Rapporté à la surface occupée, les arbres sont très performants avec une réduction de l’ordre de 1 % pour seulement 77 m2 implantés. Les pavés poreux présentent le meilleur rendement surfacique. Les toits verts et les arbres sont très sensibles à la saturation du sol avec des résultats réduits de moitié pour les toits verts par rapport à ceux obtenus avec un sol sec. Les infrastructures LID sont efficaces à réduire le débit maximal d’eau ruisselée de pluies faibles mais ont des performances réduites concernant les pluies moyennes et avec un sol mouillé. Ainsi, le scénario d’aménagement le plus adapté est celui offrant une mixité entre les différentes infrastructures LID. L’étude d’autres quartiers avec notamment des typologies différentes permettrait de généraliser les conclusions obtenues. Aussi des études complémentaires sur la plantation d’arbres dans les rues permettraient également de mettre en valeur ses forces.

Titre traduit

Simulation of the effects of green infrastructures on urban runoff

Résumé traduit

Many solutions exist to reduce the effects of urbanization which are damaging to the peak flow rate and water volumes of the urban drainage system. The Low Impact Development infrastructures, which are an integrated approach to stormwater management, attempt to capture the stormwater before it reaches the drainage system. The main goal of the study was to quantify the effects of LID on runoff water normally directed to the drainage system in an urban setting, looking especially at highly urbanized areas. To accomplish this, SWMM software was used to simulate the incorporation of several LID infrastructures (green roofs, porous pavement, swells, street planters) on Beaudoin street situated in the Southwest neighbourhood of Montreal. Different modeling methods were used, especially for the different infiltration methods (Green-Ampt, Curve Number) to simulate the LID (green roofs and trees) on SWMM 5. Five layout scenarios were created and simulated with different rain events (12 mm, 24 mm, 32 mm and 21 mm+11mm). Analysis showed that green roofs permitted a reduction of max flow rate of stormwater of 22% for the 12 mm rain and of 15% for the rain of 24mm. This reduction is at approximately 8% for the volume of the two rains. The reduction of max flow rate and volume is at 20% for the porous pavement regardless of the rainfall. With regards to the total surface occupied, the trees perform well with a reduction of 1% for only 77 m2 of planted trees. The porous pavement showed the best performance to surface area ratio. The green roofs and trees both are much less effective with wet soil with green roofs performing at half their previous results. The LID infrastructures are efficient at reducing the peak flow of weak rain but perform at much reduced rates with medium rainfalls and wet soil. The scenario that performed the best was the one that offered a mix of the different LID infrastructures. The study of other neighbourhoods with different typologies would allow more generalized conclusions to be obtained. Also, complementary studies on the effects of trees on rainfall would allow better quantification of the true effects of the trees.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie" Bibliogr. : f. [110]-114.
Mots-clés libres: Eaux de surface Modèles mathématiques Québec (Province) Montréal. Égouts pluviaux Québec (Province) Montréal. Toits végétalisés. Arbres. Eaux pluviales Infiltration Modèles mathématiques Québec (Province) Montréal. Constructions durables. Développement durable. Drainage, Drainant, Fossé, LID, Logiciel, Milieu, Pavage, Poreux, SWMM, Urbain, Ruissellement, Réseau, Vert, Gestion
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Monette, Frédéric
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Glaus, Mathias
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 15 sept. 2011 16:33
Dernière modification: 20 févr. 2017 22:03
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/904

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