Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Impact hydrologique et potentiel de diffusion des TTV à l’échelle urbaine Bernard.

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1 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Impact hydrologique et potentiel de diffusion des TTV à l’échelle urbaine Bernard de Gouvello Pierre-Antoine Versini

2 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 2 Impact hydrologique d’une TTV à l’échelle d’un bâtiment Impact sur le ruissellement urbain: - Réduction du volume ruisselé à l’échelle annuelle - Atténuation et retard du pic de débit lors de l’événement Observe-t-on le même phénomène à l’échelle d’un bassin urbain ? A quelles conditions et dans quelles limites est-il opérationnellement utilisable ? L’espace urbain offre-t-il un potentiel de toitures « végétalisables » important ? DT B. de Gouvello, P-A. Versini

3 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 3 Plan de la présentation A.Impacts hydrologiques de la mise en place de TTV à l’échelle d’un bassin urbain (projet TVGEP) B.Potentiel de végétalisation des toitures à l’échelle de l’agglomération parisienne (projet TERRACES – en cours) B. de Gouvello, P-A. Versini

4 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 4 A.Impacts hydrologiques de la mise en place de TTV à l’échelle d’un bassin urbain – Etudes de cas dans le département des Hauts-de-Seine (France) Versini P.-A., Jouve P., Ramier D., Berthier E., de Gouvello B., Use of green roofs to solve storm water issues at the basin scale – Study in the Hauts-de-Seine county (France), Urban Water Journal, 2015. B. de Gouvello, P-A. Versini

5 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 5 Methodologie Modélisation sous SWMM Précipitations (1993-2011)Scénarios de végétalisation Impacts sur le ruissellement urbain? À l’echelle événementielle Analyse statistique Choix des basins-tests B. de Gouvello, P-A. Versini

6 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 6 Etudes de cas dans les Hauts-de-Seine Châtillon - 2.4 km 2 - Problèmes d’inondation  Analyse des débits de pointe Boulogne basin - 5.5 km 2 - Problèmes de déversement - Analyse des volumes déversés Représentation dans SWMM et calibration des deux configurations de bassins en utilisant les observations passées ChâtillonBoulogne B. de Gouvello, P-A. Versini

7 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 7 Module TTV D’après Berthier et al. (2011) Développement d’un module TTV dans SWMM pour simuler le comportement hydrologique de chaque couche  Calibration à l’aide de données acquise sur banc expérimental dédié (Cerema Ile-de-France in Trappes ) 2 configurations de TTV (végétation extensive) selon l’épaisseur du substrat: SE3Y and SE15Y B. de Gouvello, P-A. Versini

8 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 8 Potentiel maximal de végétalisation des toitures ● Combination of land use and building data at the sub-basin scale ● Some specific classes of the land use are selected assuming green roof could potentially be implemented: collecting housing, industrial and economic activities, public buildings, equipments… ● Potential of green roofing: B. de Gouvello, P-A. Versini

9 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 9 Potentiel max par sous-bassin et scénarios Définition de 9 scénarios: - situation de référence - 4 scénarios avec SEY3: 12.5, 25, 50 and 100% du potentiel max - 4 scénarios avec SEY15: 12.5, 25, 50 and 100% du potentiel max B. de Gouvello, P-A. Versini

10 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Résultats généraux des simulations Simulations sur la période 1993-2011 pour les 9 scénarios -Abattement annuel de 300-350 mm/an ( 1 ha de TTV permet de retenir 3000-3500 m 3 /an) --- -A l’échelle du bassin, faible différence entre SE3Y et SE15Y -A l’échelle de l’évènement, l’impact dépend fortement des caractéristiques de la pluie et des conditions initiales B. de Gouvello, P-A. Versini 10

11 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 11 Impact sur les inondations (Châtillon) -Impact important lorsqu’une proportion significative du potentielle est mise en œuvre -Réduction du débit de point pouvant atteindre 35% -Diminution du risque d’inondation (Q< 5 m 3 /s) B. de Gouvello, P-A. Versini

12 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 12 Impact sur les déversements -Les déversements peuvent être évités pour les événements courants (T < 2 mois) -Le nombre de débordement de réseaux unitaires divisés par 2 pour les événements moins fréquents (2 mois < T < 1 an) B. de Gouvello, P-A. Versini

13 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 13 Conclusions Hypothèses implicites: estimation optimiste du potentiel de végétalisation, courte période de temps pour l'étalonnage du modèle hydrologique, la spécificité de la zone étudiée Combiné avec d'autres outils de contrôle à la source des eaux pluviales, les TTV peuvent contribuer à une meilleure gestion des eaux pluviales dès lors où elles sont suffisamment présentes sur le territoire concerné  Perspective: Affiner la notion de potentiel de végétalisation des toitures  projet TERRACES ! B. de Gouvello, P-A. Versini

14 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 14 B.Potentiel de végétalisation des toitures à l’échelle de l’agglomération parisienne Emna Sellami-Kaaniche E., Versini P.-A., de Gouvello B., Evaluation et représentation cartographique du potentiel de végétalisation des toitures de l’agglomération de Paris. Livrable 3.1 du projet TERRACES, mars 2015, 45 p. B. de Gouvello, P-A. Versini

15 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Définitions du Potentiel de végétalisation Potentiel physique général (Pg) Part des toitures terrasses existantes qui sont potentiellement végétalisables ou déjà végétalisées au niveau d’une commune ou d’un quartier. Potentiel physique présent (Pp) Part des toitures terrasses existantes au niveau d’un territoire donné qui sont potentiellement végétalisables mais non végétalisées à l’heure actuelle. Potentiel actualisable (Pa) Part des toitures terrasses actuellement non végétalisées effectivement végétalisables à l’échelle d’une commune, c’est-à-dire en tenant compte des contraintes réglementaires, d’urbanisme et du positionnement des « acteurs leviers ». Chaque potentiel peut être exprimé en termes de : –surface des toitures terrasses concernées d’une zone donnée (ha)  indice 1 –rapport entre surface des toitures terrasses concernées et la surface totale d’une zone donnée (%)  indice 2 –rapport entre surface des toitures terrasses concernées et surface totale des toitures d’une zone donnée (%)  indice 3 B. de Gouvello, P-A. Versini 15

16 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Méthodologie pour le Pg Principe général (3 étapes) et concepts-clés 1. Découpage de chaque commune en entités. Une entité est définie comme une classe de bâtiments (habitat collectif, bureaux, équipement d’enseignement…) appartenant à une période historique donnée (avant 1900, 1900-1950, 1951-1980, 1980-2012) : 13 classes x 4 périodes = 52 entités 2. Calcul des ratios des toitures terrasses R TT pour chaque entité à partir d’échantillonnages représentatifs établis sur : Créteil, départements 77 et 93, Paris. 3. Calcul du Pg à l’échelle de la commune par application des ratios R TT et représentation à l’échelle de l’agglomération parisienne. B. de Gouvello, P-A. Versini 16

17 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Classe de bâtiments habitat individuel, habitat collectif, habitat autre, activité secondaires, bureaux, sport (construit), équipement d’enseignement, équipement de santé, équipement culturel, équipement administratif, équipement autre, surfaces commerciales et transport. Période historique - Période n°1 : Avant 1900 - Période n°2 : 1900-1950 - Période n°3 : 1951-1980 - Période n°4: 1981-2012 x Découpage ENTITES Entité 1- Ratios R TT issus des entités représentatives de Créteil 3- Entité de période 1 : R TT évalués à partir échantillonnage des entités de Paris Commune Agglomération Trois Cartes des potentiels : Pg 1, Pg 2 et Pg 3, au niveau de l’agglomération parisienne 2- Entité de Créteil non représentatives : R TT évalués à partir échantillonnage des entités du Dépt 77 et 93 B. de Gouvello, P-A. Versini 17

18 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Données disponibles et utilisation Cartes du développement urbain de l’agglomération parisienne de l’IAU-IDF Inventaire de TTV (176 bâtiments recensés) Base MOS de l’IAU-IDF MOS-IAU Base d’images aériennes de l’IGN: BD- ORTHO et BD-TOPO Définition des périodes historiques Définition des classes de bâtiments Calcul des ratios R TT (par échantil.) Calcul du Pg à l’échelle communale Entités Cartographie du Pg par commune pour l’ensemble de l’agglomération parisienne B. de Gouvello, P-A. Versini 18

19 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Limites communes 2 km 0 Avant 1900 1900-1960 1960-1982 1982-2012 Agglomération parisienne (425 communes) Périodisation historique B. de Gouvello, P-A. Versini 19

20 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Classes de bâtiments définition par un processus de co- construction 1) regroupement de MOS concernant les bâtiments 2) analyse de la répartition des types de bâtiments dans inventaire 13 classes ─Habitat individuel ─Habitat collectif ─Habitat autre ─Activité secondaire ─Surfaces commerciales ─Bureaux ─Sport (construit) ─Equipements d'enseignement ─Etablissements de santé ─Equipement culturel ─Equipement administratif ─Equipement autre ─Transport B. de Gouvello, P-A. Versini 20

21 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Ratios R TT par entité B. de Gouvello, P-A. Versini 21

22 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Pg 1 : Surface des toitures terrasses concernées d’une zone donnée (ha) B. de Gouvello, P-A. Versini 22

23 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 B. de Gouvello, P-A. Versini 23 Pg 3 (%) Pg 2 (%)

24 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 Conclusions (provisoires) et perspectives (Pg1): Grande variabilité du potentiel général d’une commune à l’autre –Pas de logique apparente évidente (type centre-périphérie) –Une zone plus « favorable »: le nord-est (nombreuses barres à toitures terrasses) (comparaison Pg2-Pg3): Mise en évidence du critère « proportion de l’espace urbain bâti » pour qualifier l’intérêt du potentiel général  Paradoxe du nord-est : forte proportion de toitures potentiellement végétalisables, mais ne représentant qu’une faible part des communes ----- Potentiel(s) actualisable(s) –Etude à l’échelle de la commune de Créteil –Intégration des éléments de dynamique urbaine (politiques publiques, réglementations, projets urbains) et positionnement d’ « acteurs- leviers »  élaboration de scénarios 24 B. de Gouvello, P-A. Versini

25 Journées Franco-Brésiliennes d’Hydrologie Urbaine, Paris 12-13 mars 2015 25 Merci pour votre attention Muito obrigado! (bernard.degouvello@leesu.enpc.fr) B. de Gouvello, P-A. Versini