Modélisation intégrée des flux d'eau dans la ville - impacts des réseaux d'assainissement sur les écoulements souterrains

Hydrological modelling of sewer network impacts on urban groundwater

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées Division Eau & Environnement Route de Bouaye - 44341 Bouguenais Cedex ; Tél : +33 (0)2 40 84 58 54, Fax : 0240845998

Auteur de correspondance : amelie-laure.ledelliou@lcpc.fr

Résumé

Le comportement hydrologique des bassins versants urbains est influencé par les interactions entre l'eau du sol et les réseaux d'assainissement. Ce sujet est abordé sur le plan expérimental et sur le plan de la modélisation. Ces travaux sont réalisés dans le but de consolider le modèle hydrologique distribué URBS du point de vue du fonctionnement du sous-sol urbain. L'analyse de données hydrologiques collectées sur le bassin versant du Pin Sec à Nantes montre le lien entre les niveaux piézométriques et le débit de base dans le réseau d'eau pluviale. La modélisation du sous-sol est effectuée grâce au code hydrodynamique 3D Modflow de l'USGS sur un objet élémentaire afin de tester les capacités du modèle vis-à-vis du rôle hydrologique des tranchées et du réseau d'assainissement en milieu urbain. L'étude de sensibilité du modèle a été réalisée sur l'influence du maillage, la position de la tranchée par rapport à l'écoulement et les différentes options permettant d'insérer un réseau d'assainissement. L'influence temporelle et spatiale de la tranchée a été testée par la suite avec une recharge typique de 700 mm/an.

Abstract

The hydrological behaviour of an urban catchment is influenced by draining the soil through the sewer system. The present study deals with the modelling of groundwater drainage by the trenches and pipes of buried networks. The aim of this work is to improve the distributed model (URBS) with a better representation of the groundwater processes. This work follows two main steps, encompassing experimental and modelling approaches. Hydrological data collected on the urban catchment Pin Sec in Nantes focuses on a relation between base flow in sewer systems and the saturation level in urban catchments. The 3D hydrodynamic code of groundwater modelling Modflow (U.S. Geological Survey) was applied to an elementary object of urban soil. Preliminary tests were realized in order to evaluate the impact of upstream and downstream boundary conditions, to determine the appropriate cell size and three options were tested to represent sewer trenches. The simulation of the elementary modelling object was first realized in steady state. The model was then executed with a typical recharge of 700 mm/yr in order to observe the groundwater decrease next to the trench.