Entre trombes d’eau et sécheresses, comment concilier les extrêmes dans l’aménagement de l’espace urbain ?
Nous vous proposons à travers cet article de revenir sur les regards croisés de quatre experts du sujet. Chacun avec une vision différente, d’hydrologue, d’urbaniste, de scientifique, ils ont débattu sur cette question lors des Rencontres AdaptaVille, le 14 octobre dernier.
Depuis plusieurs années, beaucoup de villes ont d’ores et déjà adopté une nouvelle approche de la gestion des eaux pluviales : sortir du tout tuyau et miser sur les solutions fondées sur la nature, la création de zones tampon, l’infiltration… sont des pratiques qui permettent de gérer les pluies courantes. Mais le changement climatique et l’intensification du cycle de l’eau qu’il entraîne vient réinterroger nos pratiques.
Comment faire lorsque les pluies sont diluviennes ou au contraire que les sécheresses durent plusieurs mois ? Est-ce que nos villes sont préparées à de tels extrêmes ?
Lors de cette table ronde qui a eu lieu le 14 octobre dernier au Pavillon de l’Arsenal, quatre experts se sont prêtés au jeu du débat :
Sophie Herpin est enseignant-chercheur à l’Institut Agro Rennes-Angers en bioclimatologie et microclimat urbain. Elle est spécialiste des interactions sol-plante-atmosphère.
Nicolas Londinsky est chef du service de l’eau et de l’assainissement à la Ville de Paris.
Gaële Rouillé-Kielo est chargée de projets-partenariats « Eau dans la Ville » au Conseil départemental de la Seine-Saint-Denis.
Christian Piel est hydrologue, fondateur du bureau d’études Urban Water qui accompagne de nombreuses collectivités sur l’intégration de l’eau en milieu urbain.
Etat des lieux des pratiques et des enjeux autour de la question de l'eau en ville
Pour commencer, il était important de rappeler les pratiques qui sont d’ores et déjà développées sur la question de la gestion des eaux de pluie en ville. Car depuis le tout tuyau, du chemin a été parcouru ! Mais comment cela impacte les manières de travailler ?
A Paris : un zonage pluvial pour « sortir du tout tuyau »
A Paris, Nicolas Londinsky a rappelé que la ville avait depuis une dizaine d’années développé une nouvelle approche. La Ville a notamment développé un zonage pluvial opposable et réglementaire, qui a obligé les aménageurs à faire évoluer leurs pratiques. Ce qui au début était une contrainte, a finalement débouché sur un dialogue qui permet la construction de projets le plus en amont possible.
En effet, les acteurs doivent désormais trouver des solutions pour abattre les pluies courantes, c’est-à-dire faire en sorte que les pluies entre 8mm et 16mm (on parle en cumul de pluie en 24h) ne soient pas rejetés dans le réseau d’eau usée. Cela permet de réduire le risque de déversement d’eaux usées dans les cours d’eau et de limiter la pollution de ces derniers. Les espaces privés aussi sont concernés. Et si pour certaines zones gypseuses qui ne supportent pas l’infiltration, l’abattement n’est que pour les pluies de 4 mm, d’autres zones ont pour obligation d’abattre des pluies décennales (c’est-à-dire des pluies qui ont une chance sur dix de se produire chaque année : pour Paris cela correspond à 48mm en 4h) !
Pour la Ville, c’est donc une nouvelle manière de travailler.
Grâce au renouvellement des pratiques, de nouveaux modes de travail se développent entre services : voirie, construction, espaces verts ou bien avec les acteurs privés.
Premier terrain de jeu : les cours d’école. 134 cours d’écoles Oasis existent, et elles prennent en compte le sujet de la restauration du cycle de l’eau à travers les enjeux de désimperméabilisation, de réutilisation des eaux de pluie pour l’arrosage, etc. Mais cela s’étend aussi aux "rues aux écoles", ou bien sur des projets tels que la ZAC Saint Vincent de Paul où des espaces temporairement inondables ont même été créés !
De nouveaux dialogues entre génie urbain et génie végétal
Pour Christian Piel, il était important de rappeler qu’au tout début, le bureau d’études qu’il dirige a accompagné des collectivités sur la sortie du tout tuyau en travaillant sur le développement de noues. Au fur et à mesure, le domaine d’intervention s’est élargi. Dorénavant le bureau d’étude Urban Water travaille sur de nombreux projets, dont beaucoup de cours d’école.
Sur la ZAC du Parc d’Affaires d’Asnières-sur-Seine, un des projets que le bureau d'études a accompagné, il s’est créé de véritables dialogues entre le génie urbain et le génie végétal.
Les réflexions transversales sont importantes. Architectes et paysagistes, urbanistes, agences de l’eau dialoguent entre eux : comment l’eau va descendre du toit ? Où introduit-on l’eau dans l’architecture ?
Les toits représentent d’ailleurs un enjeu à part entière : il faut pouvoir les mobiliser à la fois pour gérer des pluies exceptionnelles, quand l’eau devient un risque, mais aussi pour abattre les petites pluies, quand l’eau est une ressource.
En Seine-Saint-Denis : une nouvelle stratégie « Eau dans la Ville »
La Seine-Saint-Denis a connu une urbanisation accélérée. La question de l’eau a tout de suite été prise en compte, mais ce sont plutôt les solutions techniques qui ont été choisies au début pour gérer les eaux de pluie. Le 93 est ainsi gestionnaire d’un réseau d’assainissement conséquent et d’une trentaine de bassins d’orages.
Dès les années 90, le département a commencé à développer des solutions d’adaptation fondées sur la nature qui ne disaient pas leur nom à l’époque. En 2014, un zonage pluvial a été créé. Mais l’intégration de l’aspect écologique a nécessité une grosse remise en question qui a conduit à aller encore plus loin, et adopter une stratégie avec une approche encore plus holistique de la question.
La stratégie « Eau dans la Ville », est conçue comme transversale, comme une charte dont les élus pourraient se saisir. Elle prend en compte les dimensions écologiques mais aussi sociales liées à l’eau.
En parallèle, le bureau Eau dans la Ville du conseil départemental s’est doté de nouvelles compétences : architecte, urbaniste, l’idée est de pouvoir faire de la maîtrise d’ouvrage en interne pour faire des projets démonstrateurs.
Les liens entre la végétalisation et la question de l'eau en ville
Pourquoi la végétalisation est une réponse au problème de la gestion des eaux de pluie en ville ?
Sophie Herpin, interrogée sur la question, nous explique : l’avantage d’un sol végétalisé, et les arbres et arbustes notamment, est qu’il améliore les capacités d’infiltration du sol. Les racines des arbres ont tendance à créer des macroporosités dans le sol : elles agissent comme un « décompacteur naturel » qui va créer et entretenir des macroporosités dans le temps.
En ville, comme le sol est plus compacté, il faut davantage de macroporosités qui permettent le drainage et l’aération du sol. On estime qu’à leur mise en place, il faut au moins 20 % de macroporosités des sols en ville, pour le drainage et l’aération des sols, contre 10 % en rural.
Les macroporosités sont notamment assurées par la matière organique et les mélanges terre/pierre, qui permettent de limiter le tassement.
En cas de sécheresse, les sols végétalisés peuvent-ils encore jouer leur rôle d'infiltration des eaux de pluie ?
Comme Sophie Herpin l’explique, l’été, les sols peuvent s’assécher en raison d’un manque de précipitations associé à une demande évaporative plus importante (lié au rayonnement solaire et aux températures plus élevées). Les particules solides du sol (minérales et organiques) peuvent alors devenir hydrophobes, ce qui limite l’infiltration et la réhumectation des sols.
Les sols qui s’assèchent peuvent aussi se rétracter et créer ainsi des fissures. Cela entraîne des zones d’écoulement préférentiel de l’eau...mais sur des zones très localisées qui sont insuffisantes et ne permettent pas de bénéficier de l’ensemble des macroporosités du sol.
L’infiltration est importante mais également la capacité du sol à stocker l’eau, pour que le végétal ait accès à l’eau et continue à transpirer.
Pour se prémunir de tels phénomènes, quelques recommandations :
mettre un paillage minéral ou organique au sol, qui laisse s’infiltrer l’eau tout en protégeant la surface du rayonnement direct du soleil, et limite l’évaporation ;
planter des strates basses qui peuvent permettre de ralentir l’évaporation, le sol reste humide plus longtemps, et captent en plus du CO2.
Comment gérer la question des fortes pluies en zone urbaine ?
Les villes-éponges pour infiltrer… oui, mais jusqu’où ?
Le cabinet Urban Water a accompagné plusieurs villes dans des projets où il y a une obligation d’abattre les petites pluies et certaines zones sont donc complètement déconnectées du réseau. On parle alors de ville éponge. Mais concernant l’abattement de plus grosses pluie (avec des périodes de retour de 30, 50, 100 ans), l’infiltration devient plus compliquée.
Christian Piel nous explique qu’à Nantes, certaines zones sont capables de gérer des pluies 30 ans, voire des pluie 50 ans, grâce à la construction d’une ville éponge reposant sur la gestion des eaux de pluie par les toits, jardins, et dans chaque parcelle. Néanmoins, les solutions fondées sur la nature ne peuvent pas gérer toutes les pluies. Si on veut essayer d’infiltrer les pluies 100 ans par exemple, il faut aussi recourir à des solutions comme des revêtements perméables ou drainants : multiplier les surfaces infiltrantes de manière à avoir une infiltration diffuse. La Rochelle, Strasbourg ou Blois sont des exemples de villes qui veulent se lancer dans ce type de projets.
A Paris : utiliser les solutions vertes ET grises pour gérer les fortes pluies
Quelques jours avant cette rencontre, il est tombé à Paris 70 mm millimètres d’eau entre 5h du matin et 23h. Un phénomène assez "rare", puisque ce type de pluie a un taux de retour de 20 ans.
Interrogé sur la manière de gérer cet épisode, Nicolas Londinsky a expliqué que dans ce cas, ce sont majoritairement des solutions grises (techniques) qui ont permis de gérer les eaux de pluie sur Paris. Le réseau d’assainissement a joué pleinement son rôle et capté un maximum d’eau dans le réseau de stockage qui s’étend sur toute la ville. Néanmoins, le surplus a été rejeté dans la Seine.
L’objectif en cas de fortes pluies à Paris : c’est de permettre à l’eau de s’engouffrer le plus rapidement possible dans le réseau, ou d’être infiltrée dans les sols pour éviter les inondations sur la voirie ou dans les souterrains.
Mais l’infiltration n’est pas possible partout. En plus des nombreux souterrains (métro, caves, parkings, réseaux…), il existe dans le nord de Paris une zone sensible où le sous-sol est soluble, car il contient du gypse. Il est donc impossible d’infiltrer partout à Paris.
Les services de la ville réfléchissent à concevoir certains espaces pour qu’ils puissent accueillir une lame d’eau en cas de ruissellement.
C’est par exemple le cas de la ZAC Saint Vincent de Paul, où certaines parties de la voirie sont conçues pour être temporairement inondées tout en permettant aux piétons d’être au sec et aux véhicules de circuler.
En Seine-Saint-Denis : rendre l’eau visible et faire naître une demande sociale de l’eau dans la ville
En Seine-Saint-Denis, Gaële Rouillé-Kielo nous a expliqué que le département expérimente aussi des lieux multifonctionnels qui accueillent des espaces de récréations, de fraîcheur, mais qui gèrent aussi les eaux pluviales. C’est par exemple le cas du jardin des artistes, qui accueille une zone temporairement inondable. Les paysages sont alors transformés en fonction de la pluie.
Se pose alors la question de l’acceptabilité des habitants, qui peuvent être confrontés à une modification des usages de l’espace, parfois pendant plusieurs semaines. Cela fait partie de la stratégie du département : rendre l’eau de pluie visible, lui rendre une valeur esthétique et ludique.
Pour le bureau de l’eau en ville, il est nécessaire de changer les façons de faire et d’arrêter d’élaborer un ouvrage à visée technique sans se demander comment la population va le recevoir.
A l’occasion des Jeux Olympiques, les débats autour de la baignade en Seine ont par exemple permis de mettre en lumière un enjeu complexe, et une connaissance limitée à des cercles professionnels a pu se diffuser dans la population et sortir d’une « citadelle technique ».
Le département a la volonté de développer un dialogue pour montrer la convergence des envies, et faire naître des projets en co-construction avec les habitants. Il travaille avec des associations pour permettre aux habitants de percevoir l’eau de pluie comme une ressource et non plus comme un déchet. C’est par exemple le cas d’une association de quartier qui a été accompagnée dans un projet de végétalisation de deux places de parking, et dans même temps sensibilisée à la question du cycle de l’eau. Les petits projets font la démonstration de l’intérêt de ces solutions.
La volonté du service est donc de mieux saisir la vision habitante sur cette eau, et de faire naître une demande sociale autour de l’eau au même titre que celle sur la végétalisation par exemple, perçue comme agréable, améliorant le cadre de vie.
Les solutions fondées sur la nature peuvent-elles résister à des sécheresses de plus en plus intenses ?
Une végétation sensible à la sécheresse
La végétalisation en ville est donc grandement développée ces dernières années, en partie pour répondre aux enjeux de gestion des eaux pluviales. Mais face à un autre extrême, la sécheresse, est-ce une solution pérenne ?
Selon Sophie Herpin, il est certain qu’un point de non-retour existe. La sécheresse peut impacter les services écosystémiques rendus par la végétation.
Prenons le cas des arbres, qui apportent de la fraîcheur grâce à l’ombrage (3/4 de la fraîcheur d’un arbre) et la transpiration (1/4 de la fraîcheur apportée).
En situation de stress hydrique modéré : il va toujours générer de l’ombre grâce à ses feuilles et donc de la fraîcheur. En revanche la fraîcheur apportée par la transpiration sera moindre. On estime à 40% la perte des bénéfices apportés par l’arbre sur la fraîcheur.
En cas de stress hydrique prolongé, si les feuilles surchauffent, elles peuvent chauffer l’air ambiant, voire brûler. Pour se protéger et conserver de l’eau, l’arbre peut également fermer ses stomates. Il ne peut plus faire de photosynthèse, et ralentit voire stoppe leur croissance. Cela peut même aller jusqu’à la mort de l’arbre.
Quelles solutions pour préserver la végétation de la sécheresse ?
Pour contrer le stress hydrique, Sophie Herpin préconise certaines solutions :
privilégier des fosses de 10 mètres cubes minimum ;
faire des fosses d’arbres continues plutôt qu’unitaires ;
choisir des essences qui développent leurs racines en profondeur et sont capables d’aller chercher l’eau plus loin
surveiller et irriguer plus longtemps les jeunes arbres, fragiles en cas de stress hydrique (ils sont habituellement irrigués jusqu’à deux à trois ans après plantation, mais on pourrait imaginer étendre cette période) - la tensiométrie peut être un atout durant cette période de surveillance pour piloter l’irrigation et s’assurer du bon développement racinaire ;
privilégier les bosquets ou les alignements d’arbres (les arbres isolés seront également plus vulnérables car soumis à plus de rayonnement et au vent) ;
planter de multiples essences pour augmenter les chances de survie.
Faut-il planter des essences méditerranéennes pour palier à la sécheresse ?
C’est un sujet qui fait débat, et pour Sophie Herpin, il n’y a pas de réponse systématique.
Il s'agit surtout d'être vigilant à l’adéquation entre l’espèce et les caractéristiques du sol, et aussi plus largement au fait que la plantation de ces arbres risque de se faire hors de leur écosystème habituel.
Plus généralement, Sophie Herpin indique que son laboratoire travaille actuellement sur l’identification de cractéristiques liés aux bénéfices climatiques et à la résistance au stress hydrique, en collaboration notamment avec des villes comme Paris ou Angers.
Y-a-t-il des ressources en eau inexploitées en ville ?
Valoriser les eaux non potables et les eaux d’exhaure
Comme l’explique Nicolas Londinsky, à Paris, le mix hydrique est varié. La ville a la chance d’avoir un réseau d’eau non potable, ce qui est assez exceptionnel. L’eau provient notamment du canal de l’Ourcq, et sert à l’arrosage, au nettoyage de la voirie, ou à irriguer les fontaines et cours d’eau artificiels des parcs et jardins et des bois. Dans le 93, la ville de Bobigny développe un projet qui a recours à l’eau du canal, afin que les enfants puissent la manipuler.
Il existe aussi les eaux d’exhaure, issues par exemple des pompages dans le métro souterrain. Jusque-là renvoyées au réseau d’assainissement, la ville de Paris a récemment travaillé avec la RATP pour permettre d’en utiliser une partie pour l’arrosage des espaces verts. Dans le département de Seine Saint Denis, un groupe de travail a aussi été lancé pour travailler sur les eaux d’exhaure.
Valoriser les eaux de piscine
Comme l'explique Christian Piel, certaines villes utilisent les eaux des piscines publiques. Obligées de purger une partie de l’eau quasi quotidiennement pour des raisons d’hygiène, à Strasbourg, cette eau a pu être récupérée pour irriguer un espace piéton en été.
Le département de Seine-Saint-Denis aimerait aussi développer des jeux d’eau qui ont recours à l’eau non potable, mais la réglementation ne le permet pas actuellement. Les intervenants s’accordent à dire qu’il y a certains freins à lever pour valoriser toutes les ressources en eau et développer des usages non sanitaires, favorables au rafraîchissement urbain.
Quelles évolutions sont nécessaire pour mieux concilier les enjeux de gestion des eaux pluviales et sécheresse en ville ?
Interrogés sur les évolutions de doctrine, de norme, d'organisation pour mieux fonctionner, les intervenants répondent.
Pour Gaële Rouillié Kielo, du département de Seine-Saint-Denis, il est désormais nécessaire de changer de paradigme et d’adopter une attitude moins prudentielle. Il faut mener des expérimentations avec des collectifs, valoriser des retours d’expérience, associer les habitants.
Pour Nicolas Londinsky, de la Ville de Paris, les solutions sont déjà-là, mais par forcément intégrées dans tous les services et systématisées. Il faut aussi travailler davantage avec les acteurs du privé.
Pour Sophie Herpin, il est de mise de favoriser l’expérimentation, créer des partenariats entre les acteurs de l’aménagement et de la recherche, suivre l’avant et l’après des projets, et avoir une approche intégrée continuum sol-plante-atmosphère.
Quant à Christian Piel, il estime qu’il est nécessaire de faire confiance aux urbanistes qui souhaitent intégrer ces questions et accorder une importance plus grande à la gestion des eaux de pluie dans tous les projets qui sont porteurs de nombreuses évolutions désirables.
