Comprendre la certification LEED et la gestion des eaux pluviales

Le système de notation Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), mis au point par le Green Building Council (USGBC), fournit un cadre pour la conception, la construction et l'exploitation de bâtiments et de collectivités écologiques à haute performance.Pour les projets de développement urbain, la gestion des eaux pluviales est un élément essentiel de la conception durable. La sélection des sites, le contrôle de l'érosion et la qualité de l'eau sont tous évalués dans la catégorie de sites durables de LEED.

Les programmes LEED v4 et v4.1 mettent fortement l'accent sur la gestion du bilan hydrique d'un site. Plutôt que de simplement transporter les eaux pluviales dans les canalisations et les bassins de retenue, les stratégies d'infiltration imitent l'hydrologie naturelle. Ce changement s'harmonise avec les tendances réglementaires plus larges comme les programmes de l'Environmental Protection Agency des États-Unis .

La science de l'infiltration : comment elle fonctionne

L'infiltration est le mouvement descendant de l'eau à travers la surface du sol dans les couches souterraines. La vitesse à laquelle cela se produit dépend de facteurs tels que la texture du sol, la structure, la porosité et la teneur en humidité antérieure. Les sols sableux infiltrent rapidement l'eau à des vitesses supérieures à 5 pouces par heure, tandis que les sols argileux peuvent s'infiltrer à moins de 0,1 pouce par heure. Le processus est alimenté par la gravité et les forces capillaires.

Lorsque l'infiltration est intentionnellement conçue en fonction de caractéristiques telles que des trottoirs perméables ou des jardins pluviaux, le volume des eaux de tempête est réduit, les débits de pointe sont atténués et la recharge des eaux souterraines augmente. Cette recharge soutient le débit de base dans les cours d'eau pendant les périodes sèches et contribue à maintenir les écosystèmes locaux.

La USGBC récompense les projets qui restaurent l'hydrologie de prédéveloppement par infiltration. La condition préalable des sites durables de LEED -activité de construction Prévention de la pollution et le crédit -gestion des eaux (anciennement SS Credit 6.1 et 6.2) exigent des projets pour gérer le ruissellement de l'événement de tempête du 95e centile en utilisant des techniques de développement à faible impact, y compris l'infiltration.

Techniques clés d'infiltration pour les projets urbains

Les développeurs ont une gamme de pratiques d'infiltration à choisir, adaptées à différentes conditions, densités et budgets du site. Ces techniques sont souvent appelées développement à faible impact (LID)[ ou infrastructure verte[ pratiques. Les plus courantes sont les suivantes:

Pavages perméables

Les chaussées perméables, comme le béton pervieux, l'asphalte poreux et les pavés de béton qui s'entrecroisent, permettent aux eaux pluviales de passer directement à travers la surface dans un réservoir de pierre sous-jacent. L'eau s'infiltre alors dans le sol indigène ci-dessous. Ces systèmes sont idéaux pour les stationnements, les passerelles et les routes à faible trafic.

Bassins d'infiltration

Les bassins d'infiltration sont des dépressions peu profondes et végétales conçues pour capturer et retenir les eaux pluviales jusqu'à ce qu'elles s'infiltrent dans le sol. Ils fonctionnent mieux dans des sols bien drainants et sont souvent utilisés pour de plus grandes zones de drainage. Le plancher du bassin est généralement planté d'herbes ou de végétation indigène pour améliorer l'infiltration et l'élimination des polluants.

Jardins et bioswales pluviaux

Les bioswales sont des canaux linéaires avec des côtés en pente douce, souvent sans glissière, qui transmettent et infiltrent les eaux de ruissellement tout en fournissant un traitement. Les deux sont très efficaces pour les projets résidentiels et commerciaux. Ils ajoutent de la valeur esthétique, fournissent un habitat aux pollinisateurs et nécessitent un entretien relativement faible une fois établis. Dans LEED, ces caractéristiques aident à répondre aux exigences de gestion des eaux pluviales et peuvent également soutenir le crédit de développement du site – protéger ou restaurer l'habitat (Site Development – Protection or Restore Habitat) lorsqu'ils incorporent de la végétation indigène.

Toits verts

Bien que les toits verts fonctionnent principalement par évaporation et rétention d'eau, ils contribuent également à l'infiltration indirectement en réduisant le ruissellement. Un toit vert se compose d'une membrane imperméable, d'une couche de drainage, d'un milieu de croissance et de végétation. Stormwater est stocké dans le milieu de croissance et absorbé par les plantes, réduisant le volume de ruissellement qui atteint le sol. Cela peut être particulièrement précieux dans les zones urbaines denses où l'espace d'infiltration au sol est limité.

Les puits secs et les systèmes d'infiltration souterrains

Pour les sites où l'espace de surface est rare, on peut utiliser des systèmes d'infiltration subsurface tels que des puits secs, des tranchées d'infiltration ou des chambres souterraines modulaires. Les puits secs sont des fosses creusées remplies de gravier ou de chambres en plastique qui stockent l'eau jusqu'à ce qu'elle percole dans le sol environnant. Ces systèmes sont souvent utilisés pour le drainage du toit ou de petits stationnements.

Avantages au-delà des points LEED

Bien que la certification LEED soit un moteur principal pour de nombreux promoteurs, les avantages de l'infiltration dépassent largement l'accumulation de crédits. Sur le plan environnemental, l'infiltration réduit la fréquence et la gravité des débordements d'égouts combinés (CSO) dans les villes plus anciennes où les systèmes d'eaux pluviales et d'eaux usées sont fusionnés. En gardant les eaux pluviales hors du réseau d'égouts, le risque de pollution est réduit.

Socialement, les caractéristiques d'infiltration comme les jardins pluviaux et les places perméables améliorent l'esthétique et la livabilité des quartiers urbains. Ils créent des espaces verts qui encouragent l'activité extérieure, réduisent le bruit et modèrent les températures locales par l'évapotranspiration. Ces co-avantages s'alignent sur le système de notation LEED --Nighbourhood Development--Ses objectifs de promotion de la connectivité communautaire et de l'équité environnementale.

Le catalogue de crédits LEED montre que plusieurs crédits peuvent être traités de façon synergique par une conception prudente des eaux pluviales. Par exemple, combiner un jardin pluvieux avec un aménagement paysager autochtone peut gagner à la fois le crédit Rainwater Management et le crédit --Biodiversity-- dans Sustainable Sites.

Considérations relatives à la conception et à la mise en oeuvre

Pour réussir l'infiltration, il faut bien comprendre les conditions du site et planifier soigneusement les activités.

Évaluation du site et essais d'infiltration du sol

Avant de commencer la conception, une étude géotechnique doit déterminer le taux d'infiltration des sols indigènes, ce qui implique généralement des essais sur le terrain, comme des essais de percolation par tête de chute ou par tête de constante, effectués à la profondeur proposée de la caractéristique d'infiltration. Les EPA recommande de tester plusieurs endroits pour saisir la variabilité. Si le taux d'infiltration par tête de plante est trop faible (p. ex. moins de 0,5 pouce par heure), il peut être nécessaire d'avoir un système de drainage souterrain ou une installation d'infiltration bordée.

Qualité de l'eau Prétraitement

Pour éviter de bloquer et de protéger les eaux souterraines, il est essentiel de prétraitement du ruissellement des eaux pluviales. On peut utiliser des avant-bassins, des bandes d'herbes ou des bandes filtrantes avant qu'un bassin d'infiltration puisse réduire la charge de sédiments grossiers. Pour les chaussées perméables, on peut utiliser un insert de bassin de capture ou un séparateur hydrodynamique. Le niveau de prétraitement requis dépend de l'utilisation des terres par les bassins de drainage.

Séparation et profondeur des eaux souterraines

Les systèmes d'infiltration doivent être conçus de manière à maintenir une distance minimale de séparation entre le fond de l'installation et la nappe phréatique haute saison. Les lignes directrices types recommandent au moins 2 à 4 pieds de sol non saturé sous le lit d'infiltration. Cette profondeur garantit que l'eau a suffisamment de temps pour être filtrée avant d'atteindre la nappe phréatique.

Entretien et longévité

Les travaux d'infiltration doivent être effectués régulièrement. Les chaussées perméables doivent être balayées tous les 1 à 3 ans pour enlever les sédiments des pores. Les jardins pluviaux et les bioswales doivent être désherbés, paillis et aération occasionnelle du sol. Les bassins d'infiltration doivent être inspectés après les tempêtes majeures pour être érodés ou obstrués.

Gagner des crédits LEED par infiltration

L'infiltration a des répercussions directes sur plusieurs crédits LEED, principalement dans la catégorie Sites durables. Les crédits clés sont :

  • SS Crédit : Gestion des eaux pluviales (3 points dans LEED v4 BD+C) : Exige que le projet gère le ruissellement à partir du 95e centile d'orage en utilisant les pratiques de LID. Les caractéristiques d'infiltration sont le principal moyen de satisfaire ce crédit.
  • SS Crédit : Réduction de l'île de chaleur (2 points) : Les chaussées perméables peuvent contribuer lorsqu'elles ont un indice de réflectivité solaire (IRS) d'au moins 29 ou sont ombragées par la végétation.
  • SS Crédit : Développement du site – Protéger ou restaurer l'habitat (2 points) : Rétablir la végétation indigène dans les jardins pluviaux ou les bassins d'infiltration peut aider à atteindre ce crédit si la superficie équivaut ou dépasse 25 % de l'empreinte du site.
  • WE Crédit : Réduction de l'utilisation de l'eau à l'extérieur[ (2 points) : Les systèmes d'infiltration qui stockent de l'eau pour l'irrigation – comme ceux avec des citernes qui se déversent dans un jardin pluvial – peuvent réduire la demande d'eau potable.
  • Innovation dans le design (1–5 points): Des performances exceptionnelles, comme l'infiltration de 100 % de la tempête du 99e centile ou l'intégration de systèmes de surveillance innovants, peuvent gagner un crédit d'innovation.

Dans LEED for Neighborhood Development (LEED-ND), le crédit de -Stormwater Management (Gestion des eaux de la mer) récompense l'infiltration et d'autres pratiques de LID à l'échelle du district. Les projets qui infiltrent sur place au moins 80 % du volume annuel moyen de précipitations gagnent le maximum de points.

Défis et solutions

Malgré leurs avantages, les techniques d'infiltration doivent relever plusieurs défis que les développeurs et les concepteurs doivent surmonter.

  • Soil Clogging:[ Au fil du temps, les sédiments fins et la matière organique peuvent obstruer la surface du sol, réduisant considérablement les taux d'infiltration. Solution : Utiliser des dispositifs de prétraitement, installer des puits d'observation et mettre en place un calendrier d'entretien régulier.
  • Contraintes spatiales :[ Dans les projets de remplissage urbain dense, il peut y avoir peu de place pour les caractéristiques d'infiltration de surface. Solution : Utilisez des systèmes d'infiltration souterrains, des toits verts ou des places poreuses qui servent des zones polyvalentes.
  • Coût:[ Certaines pratiques d'infiltration ont des coûts initiaux plus élevés que les systèmes classiques de canalisations et de pignons. Solution : Compter les économies à long terme découlant de la réduction de la taille de l'infrastructure, de la réduction des droits d'utilisation des eaux pluviales et de l'augmentation de la valeur des propriétés.
  • Climats froids: Les cycles de gel-dégel peuvent endommager les chaussées perméables et réduire l'infiltration. Solution : Utilisez des agrégats résistants au gel, concevoir avec un drainage adéquat et spécifier des plantes tolérantes au sel pour les jardins pluviaux.
  • Sites contaminés : Les friches industrielles ou les sites contaminés par des polluants historiques peuvent interdire l'infiltration qui pourrait mobiliser des polluants. Solution : Effectuer une évaluation environnementale de la phase II; si la contamination est présente, utiliser des systèmes doublés ou d'autres pratiques de DIL qui ne reposent pas sur l'infiltration.

En anticipant ces défis au cours de la phase de conception et en faisant appel à une équipe multidisciplinaire – ingénieurs civils, architectes paysagistes, spécialistes géotechniques et consultants LEED – les projets peuvent surmonter les obstacles et obtenir la certification.

Conclusion

L'infiltration est la pierre angulaire de la gestion durable des eaux pluviales dans le développement urbain. En imitant les processus hydrologiques naturels, les techniques d'infiltration réduisent les ruissellements, améliorent la qualité de l'eau, rechargent les eaux souterraines et améliorent l'écologie urbaine.Pour les promoteurs qui poursuivent la certification LEED, l'intégration stratégique de chaussées perméables, de jardins pluviaux, de bassins d'infiltration et de toits verts peut gagner de multiples crédits tout en créant des communautés plus viables et résilientes.