Annexe C (normative) Conception des ouvrages annexes associés aux maçonneries enterrées : réseaux de collecte des eaux de surface et réseaux de drainage

C.1 Objet

La présente Annexe concerne la conception des réseaux de collecte des eaux de surface et réseaux de drainage, qui, bien que n'appartenant pas à la catégorie des ouvrages en maçonnerie de petits éléments, peuvent avoir une incidence notable sur le bon comportement des fondations.

Les ouvrages, décrits ci-après, sont conçus pour le captage et l'évacuation des eaux pluviales.

Les prescriptions de la présente Annexe sont également valables dans le cas des constructions comportant un dallage sur terre-plein.

Il est difficile d'indiquer les cas où un réseau de drainage est nécessaire. Il s'agit en effet de cas d'espèce. Les conditions dans lesquelles un drainage est nécessaire sont données en C.3.

Le drainage n'est pas une technique convenant dans tous les cas. Si la solution de drainage n'est pas possible, la réalisation d'un cuvelage des locaux enterrés est envisageable, choix qui doit découler de l'étude préalable.

NOTE 1

Le NF DTU 14.1 ne vise que les structures en béton armé.

Le drainage périphérique n'a pas pour fonction d'évacuer une nappe phréatique.

NOTE 2

Les drains verticaux ne sont pas visés dans la présente Annexe.

C.2 Termes et définitions

Caniveau

Rigole en maçonnerie ou préfabriquée à ciel ouvert ou recouverte d'une grille, en décaissement par rapport au sol avoisinant, servant à capter puis acheminer les eaux de ruissellement.

Collecteurs

Les collecteurs sont constitués de tubes ou tuyaux, perforés ou non, de plus gros diamètre que les drains.

Un regard ou une boîte d'inspection doit être implanté au niveau du raccordement du drain avec le collecteur. Les jonctions sont réalisées au moyen de manchons ou par emboitures.

Drain

Tube perforé, comportant une cunette (soit fabriquée, soit incorporée au tube) en partie inférieure, destiné à collecter et évacuer l'eau en excès dans le sol vers l'exutoire prévu.

Drainage des sols

Opération consistant à l'évacuation des eaux souterraines en excès dans le sol à l'aide d'ouvrages à ciel ouvert ou enterrés.

Drainage périphérique

Ouvrage de drainage situé à proximité des fondations et murs extérieurs du bâtiment.

Eaux de pluie

Eau issue des précipitations atmosphériques non encore chargée de matières de surface (NF EN 16323).

Eaux de ruissellement

Eaux issues des précipitations s'écoulant sur une surface pour atteindre un branchement, un collecteur ou un milieu récepteur aquatique (NF EN 16323).

Eaux de toiture

Eaux pluviales tombant sur tous types de surfaces de toitures.

Eaux souterraines

Eau présente dans la zone saturée des strates du sous-sol (NF EN 16323).

Fossé

Canal profond conçu pour collecter et acheminer les eaux de ruissellement

Noue

Canal végétalisé peu profond conçu pour collecter et acheminer les eaux de ruissellement

Tranchée avaloire

Ouvrage positionné à distance du bâtiment dont la ou les fonction(s) sont les suivante(s) :

captage des eaux de ruissellement ;
drainage des eaux souterraines ;
ou les deux actions combinées.

Tranchée drainante

Ouvrage positionné à distance du bâtiment dont la fonction est le drainage des eaux souterraines.

Zone de collecte

Dans un ouvrage de drainage souterrain, la zone de collecte est composée :

d'un drain ;
d'un élément filtrant, servant à empêcher le colmatage de la zone de collecte ;
d'un élément drainant assurant une circulation de l'eau collectée dans les trois dimensions, afin d'en faciliter l'entrée dans le drain.

C.3 Étude préalable

La conception globale du réseau de drainage dépend à la fois de la surface, du relief et de la nature du terrain à assainir, du nombre et de la densité des bâtiments implantés sur le terrain, ainsi que de la profondeur de leur encastrement.

Le réseau de drainage peut être conçu à différentes échelles (parcelle, projet, bassin versant) (Figure C.1).

Figure C.1 Exemple de drainage collectif d'un lotissement sur un terrain en pente

L'étude préalable est basée sur :

une visite sur site ;
une enquête de voisinage ;
une étude géotechnique ;
une étude hydrologique.

Elle doit permettre de recueillir notamment les données relatives :

à la ou les natures du terrain de fondation ;
aux ouvrages étanches avoisinants ;
à la topographie du terrain ;
à la présence d'une nappe phréatique éventuelle ;
au niveau maximum de l'exutoire ;
au niveau d'hétérogénéité du terrain ;
à l'évaluation des risques d'instabilité d'ensemble.

L'étude préalable doit permette de définir le profil du terrain aux abords de la construction, afin d'éloigner les eaux de ruissellement et de les collecter si nécessaire, ainsi que de justifier la création d'un réseau de drainage.

Il faut drainer chaque fois que le bâtiment est fondé :

sur un sol dont les caractéristiques mécaniques sont sensibles à l'eau ;
sur une couche peu perméable (argile, limon) surmontée par un sol perméable.

Les eaux de drainage doivent être évacuées. Si cette évacuation ne peut être réalisée, il faut recourir à une solution de cuvelage telle qu'elle est définie par le NF DTU 14.1.

C.4 Prescriptions générales

C.4.1 Topographie du terrain

Il est préférable que la construction soit implantée sur un point haut du terrain.

C.4.2 Zone d'infiltration de l'eau de pluie

Il faut veiller à ce que la zone d'infiltration soit la plus éloignée possible de toutes constructions.

NOTE

Les couvertures débordantes, auvents, balcons, gouttières, chéneaux, dallages, permettent d'éloigner la zone d'infiltration des eaux des abords des murs périphériques.

C.4.3 Repérage des réseaux

L'ensemble des réseaux souterrains de collecte (dont les drains) et d'évacuation doivent être munis d'un grillage avertisseur permettant d'identifier et de repérer les réseaux lors d'interventions ultérieures. Ce grillage est à disposer à 20 cm au-dessus de la génératrice supérieure de la canalisation.

C.5 Prescriptions relatives aux réseaux de collecte des eaux pluviales

C.5.1 Réseaux d'eaux pluviales et de drainage

Les réseaux de collecte et d'évacuation des eaux pluviales (eaux de ruissellement et de toiture) doivent être séparés des réseaux de drainage.

Les eaux pluviales et les eaux de drainage doivent aboutir à un regard commun ou à une boîte d'inspection connecté à l'exutoire de manière étanche.

Les fils d'eau des différents réseaux sont réalisés de telle sorte que les eaux à l'aval de l'exutoire ne puissent pas refluer et venir mettre en charge le réseau de drainage.

NOTE

Une solution consiste à mettre un clapet anti-retour.

C.5.2 Prescriptions relatives à la collecte des eaux de toitures

Les eaux de toitures doivent être recueillies dans un regard ou boîte d'inspection étanche puis évacuées, afin de les empêcher de s'infiltrer le long des murs enterrés.

Le regard ou la boîte d'inspection est posé sur un support non susceptible de tassements et dans un remblai compacté.

Ils sont coulés en place et doivent comporter quatre faces verticales et un fond. Les faces internes de ces cinq parois doivent être étanches.

NOTE 1

L'usage de produits préfabriqués est recommandé.

NOTE 2

Il est préférable que le raccordement des boîtes d'inspection ou des regards et la canalisation se fassent de manière étanche à l'aide de joints souples adaptés à la nature de la boîte ou du regard.

C.5.3 Prescriptions relatives à la collecte des eaux de ruissellement

Les eaux de ruissellement doivent être écartées de la construction et collectées afin d'être amenées vers un exutoire, notamment dans le cas d'un terrain constitué d'argile sensible aux variations hydriques.

La collecte et l'évacuation des eaux de ruissellement peuvent être faites par une noue (Figure C.2) ou un caniveau (Figure C.3) ou une tranchée avaloire (Figure C.4).

Lorsque les dimensions de la parcelle le permettent, les tranchées drainantes et avaloires sont positionnées à une distance minimale de trois mètres de la construction.

Figure C.2 Noue de collecte des eaux de ruissellement

Figure C.3 Principe de collecte des eaux de ruissellement à l'aide d'un caniveau

Figure C.4 Principe de tranchée avaloire pour la collecte des eaux de ruissellement

Depuis la périphérie de la construction jusqu'à la tranchée, le terrain doit être peu perméable ou muni d'une imperméabilisation en surface.

Le recours à des systèmes d'infiltration à la parcelle (puisard, tranchée d'infiltration) doit tenir compte des capacités d'infiltration du sol.

C.6 Conception des réseaux de drainage

C.6.1 Drainage périphérique et tranchées drainantes et avaloires

C.6.1.1 Généralités

Le drainage périphérique est, soit situé le long des fondations de la construction, soit situé à une distance d'environ 2 m des murs extérieurs.

C.6.1.2 Drain

Le diamètre du drain est déterminé en fonction de la quantité d'eau à évacuer.

Sauf justifications résultant de l'étude préalable, le diamètre minimal intérieur doit être de 72 mm.

La pente d'installation du drain doit être supérieure ou égale à 5 mm par mètre (≥ 0,5 %).

Les contre-pentes sont proscrites.

Les caractéristiques du granulat doivent être adaptées à la nature du drain.

Le choix de produits doit tenir compte :

du respect des conditions de mise en oeuvre, notamment la qualité du lit de pose et du fond de forme ;
de la bonne réalisation des assemblages des drains entre eux, ainsi qu'avec les collecteurs, les regards ou boîtes d'inspection ;
de l'existence de raccords spécifiques pour assembler des composants de sections différentes.

Il faut utiliser des drains avec cunette ou avec un fil d'eau sans perforations, permettant de conserver et d'évacuer les flux vers l'exutoire prévu.

Par ailleurs, il faut adapter la résistance mécanique des drains en fonction des charges appliquées sur l'ouvrage, de la profondeur d'enfouissement du réseau et des conditions de mise en oeuvre. La résistance minimale pour les drains en matières thermoplastiques est de 4 kN/m² (classe de rigidité SN4).

NOTE

La méthode de dimensionnement proposée par le Fascicule 70 pour les ouvrages d'assainissement permet de déterminer la classe de résistance du drain adaptée au contexte de l'ouvrage.

L'utilisation de drain agricole ou de drain d'épandage est proscrite.

C.6.1.3 Élément filtrant, séparatif et drainant

L'élément filtrant et séparatif est constitué par un géotextile, qui en enveloppant complètement le remplissage en granulats et le drain (Figures C.5 a) et b)), les protège du colmatage.

Il doit être choisi suivant les prescriptions de l'étude préalable.

Le géotextile doit être posé en absence d'eau dans la fouille. De même, les matériaux de remblais mis en oeuvre doivent être suffisamment ressuyés, afin de ne pas le colmater.

Figure C.5 Utilisation de géotextile

Cette technique ne doit pas être utilisée dans les sols contenant de l'ocre ferreux.

L'élément drainant est réalisé en gravier sans fines et de préférence roulé (10/20, 20/40, etc.).

C.6.1.4 Autres solutions

D'autres solutions peuvent être envisagées et étudiées au cas par cas en fonction des données de l'étude préalable et des justifications techniques et références apportées par le fabricant.

C.6.2 Prescriptions complémentaires relatives aux drainages périphériques de bâtiments

C.6.2.1 Généralités

En fonction de la pente du terrain, chaque bâtiment est entouré partiellement ou totalement par un drainage.

Sur les terrains sensiblement plats, le drainage ceinture totalement le bâtiment (Figure C.6).

Sur les terrains en pente notable, le drainage n'est en général pas nécessaire sur la façade aval (Figure C.7).

Figure C.6 Cas des terrains sensiblement plats

Figure C.7 Cas des terrains en pente notable

Dans certains cas, un drainage intérieur de la construction doit être prévu tel que décrit au C.6.2.5.

C.6.2.2 Positionnement du drainage périphérique par rapport aux fondations

Le positionnement du drainage périphérique, le long de la fondation ou à distance est défini par l'étude préalable et dépend de :

la profondeur d'encastrement de la fondation ;
la nature du sol sur lequel la fondation porte.

Quel que soit le principe d'implantation, le fond de forme de la tranchée doit être réglé de manière à obtenir une valeur de pente pérenne.

Dans le cas où le drainage est situé immédiatement le long des fondations superficielles, il ne faut pas les déstabiliser en :

modifiant l'état hydrique du sol support ;
supprimant les butées.

Le drain doit être posé sur une cunette (forme en béton maigre) donnant les pentes mises en oeuvre le long de la fondation (Figure C.8).

Figure C.8 Solution de drainage périphérique le long de la fondation

Figure C.9 Solution de drainage périphérique sur la fondation par recharge

Le drainage périphérique doit toujours se trouver en dessous des dallages intérieurs, il peut être positionné sur le côté de la semelle de fondation (Figure C.8) ou sur son débord avec une omette (Figure C.9).

Si la profondeur d'encastrement des fondations ne permet pas une mise en oeuvre à proximité immédiate, il faut décaler le drainage périphérique d'environ deux mètres, afin de répondre à cette exigence (Figure C.10).

Figure C.10 Solution de drainage par tranchée drainante éloignée de la semelle

Le rapport distance/profondeur d'enfouissement entre la fondation et le drainage est tel qu'il ne doit pas engendrer un risque de décompression du terrain de fondation, de même entre deux fondations de niveaux d'ancrage différents.

Dans le cas où la construction est fondée sur un terrain argileux, le rapport de profondeur par rapport à la distance entre l'arase inférieure des fondations et le fond de la tranchée ne doit pas dépasser une pente de trois pour un (33 %) (Figure C.11).

Figure C.11 Pente maximale conseillée en terrain argileux

Dans le cas de sables fins, la pente ne doit pas dépasser 15 %.

C.6.2.3 Changement de direction, raccordements de deux drains, accès pour inspection et curage

Il faut recourir à :

des regards ou des boîtes d'inspection de forme :
- circulaire, de diamètre intérieur d'au moins 275 mm ;
- rectangulaire, de section intérieure d'au moins 275 mm x 275 mm ;
des cheminées de visite composées d'une culotte à 45°, d'un coude à 45° et d'une remontée, l'ensemble ayant un diamètre nominal extérieur (DN/OD) d'au moins 100 mm et une résistance supérieure ou égale à 4 kN/m² (classe de rigidité SN4) pour les solutions thermoplastiques (Figure C.12) ;

Figure C.12 Exemple de cheminée de visite et regard ou boîte d'inspection avec décantation
des coudes pour effectuer les changements de direction jusqu'à 90°, les coudes d'angle supérieur à 45° étant proscrits (Figure C.13).

Les systèmes d'accès doivent, à leur extrémité supérieure, être munis d'un dispositif de fermeture adapté à l'usage fait en surface.

Un regard ou une boîte d'inspection est positionné :

au point haut et bas du drain avec une zone de décantation ;
au raccordement de deux drains.

Les systèmes d'inspection et de curage sont positionnés :

à minima, tous les deux changements de direction ;
à une distance maximale de 15 m les uns des autres.

Figure C.13 Exemple de système de drainage

NOTE 1

Dans le cas où le réseau de drainage se trouve à une profondeur importante (par exemple en cas de sous-sols), il faut adapter les moyens d'accès au réseau.

Dans les terrains à grains fins peu perméables (par exemple, sable de Fontainebleau), où les risques de colmatage sont plus importants, il faut utiliser des regards ou des boîtes d'inspection avec zone de décantation.

NOTE 2

Les réseaux de collecte des eaux de ruissellement et d'infiltration doivent être inspectés et nettoyés au moins une fois tous les trois ans.

C.6.2.4 Drainage en limite de propriété

Dans le cas d'une construction en mitoyenneté, il peut être mis en place un système de drainage par l'intérieur constitué par :

un drain mis en oeuvre sous le dallage le long de la fondation ;
une membrane verticale bicouches drainante, plaquée sur toute la hauteur des murs enterrés en contact avec l'extérieur ; cette membrane est connectée en pied au drain ; elle permet de collecter l'humidité du sol et des parties enterrées de l'ouvrage et de la diriger vers un exutoire (Figure C.14) ;

Figure C.14 Exemples de principe de drainage en limite de propriété sans possibilité de talutage
un cuvelage au sens du NF DTU 14.1.

C.6.2.5 Drainage intérieur et drainage sous dallage

Plusieurs cas de figures peuvent entraîner la mise en place d'un drainage périphérique intérieur et/ou sous dallage :

lorsque la construction est érigée sur un terrain de grande pente et que le niveau entre les fondations diffère grandement, un risque d'accumulation d'eau peut se présenter du côté « intérieur », c'est-à-dire, en amont des fondations en aval (Figure C.15) ;

Figure C.15 Exemple de solution pour bâtiment construit sur un terrain en pente
lorsque le terrain présente des transferts horizontaux d'eaux souterraines, il est nécessaire de réaliser un tapis drainant sous un dallage sur terre-plein, afin d'éviter tout risque de sous pressions pouvant engendrer des dommages à l'ouvrage. Ce tapis drainant est connecté au drainage périphérique à l'aide d'un drain de diamètre nominal intérieur (DN/ID) d'au moins 50 mm et de classe de rigidité SN4, positionné sur les fondations de la construction (Figures C.16 et C.17).

Figure C.16 Principe de drainage sous dallage sans ou avec canalisation de drainage, pour diminution des sous pressions

Figure C.17 Exemple de positionnement d'un drainage sous dallage

C.6.3 Prescriptions complémentaires relatives au drainage

La distance entre deux drains et la profondeur de mise en oeuvre dépendent :

de la nature du sol et de sa perméabilité ;
du niveau de rabattement des eaux souhaité ;
des quantités d'eaux à évacuer.

Ces paramètres, ainsi que la dimension des drains à mettre en oeuvre, sont déterminés lors de l'étude préalable.

C.6.3.1 Distances entre drains

Selon la nature des sols, les distances maximales suivantes entre drains sont recommandées :

5 m à 8 m dans les terrains compacts argileux ;
8 m à 12 m dans les terrains limoneux ;
14 m à 20 m dans les terrains sableux ou sablo-graveleux.

C.6.3.2 Profondeur de la tranchée drainante

La profondeur à laquelle doivent être descendues les tranchées drainantes dépend à la fois de la nature du terrain, de la distance entre les drains et du niveau de rabattement de la nappe perchée souhaité (Figure C.18).

Figure C.18 Exemple de drainage collectif en terrain moyennement perméable

La mise en oeuvre d'un drain profond en présence d'argiles gonflantes peut amener des modifications des propriétés du sol, compris entre la courbe de rabattement du drainage et les fondations. Il faut en tenir compte pendant la phase de conception, de construction et durant la durée de vie de l'ouvrage.

C.7 Évacuation des eaux collectées

L'évacuation des eaux collectées s'effectue après autorisation des services compétents :

soit dans un égout d'eaux pluviales communales (collecteur) ;
soit dans un milieu superficiel (exemple, émissaire).

Dans le cas où il n'est pas possible d'évacuer les eaux collectées de façon gravitaire, un poste de relèvement est nécessaire. Il recueille les eaux et les évacue à un niveau supérieur, grâce à une ou plusieurs pompes.

NOTE

Les techniques alternatives d'infiltration des eaux à la parcelle peuvent être envisagées. L'étude hydrogéologique préalable doit permettre de connaitre les possibilités d'infiltration du sol et de vérifier la non déstabilisation des sols par variation de leur taux hydrique.