Hodos

Un logiciel pour une route durable

Hodos est une option de Kea.Polaris dédiée à la gestion intégrée et durable des eaux pluviales le long des linéaires de routes, voies ferrées… 

Hodos est le fruit d’un projet en Partenariat Innovation avec le Département du Nord et lUniversité de Lille.

Le projet s’est déroulé en deux phases:

  1. l’implémentation des modèles de bassins versants ruraux et amélioration des outils de conception du module Route de Kea.
  2. résolution de la problématique de la transparence hydraulique de la route avec réalisation d’un POC (preuve de concept) sur un tronçon de route (opération en cours d’étude).

Phase I (2020-2021)

Bassins versants ruraux

Avec le changement climatique, les pluies exceptionnelles voire extrêmes se font de plus en plus fréquentes rendant nécessaire une gestion durable et intégrée des eaux pluviales.

En effet les outils utilisés pour le dimensionnement des solutions « dites » alternatives et pour la conception routière ne sont pas adaptés pour l’intégration de la gestion durable des eaux pluviales sur les projets linéaires. La majorité des projets routiers constitue une barrière qui vient gêner les écoulements hydrauliques en place. Cette perturbation des ruissellements provoque des concentrations de flux des eaux pluviales qui aggravent le risque d’inondation.

Après une étude bibliographique exhaustive, nous avons conclu qu’il fallait une nouvelle approche pour mieux représenter les comportements des bassins versants. 

Nous avons opté pour un modèle qui décompose chaque phénomène spécifique du bassin: l’effet de la végétation, des rétentions de surfaces, des écoulements, de l’infiltration, de la saturation du sol et des résurgences.

Les écoulements d’un bassin versant sont répartis le long d’une route et chaque ligne d’écoulement est susceptible de passer à travers des zones de végétation différenciée et/ou des natures de sous-sol variables. Le modèle implémenté permet de prendre en compte ces hétérogénéités du terrain.

modèle des bassins versants ruraux
Le modèle des bassins versants ruraux décomposé en plusieurs sous modèles
représentation des principales lignes d'écoulement d'un bassin versant et la décomposition de ce bassin en différentes zones de végétations (arbre, cultures)
Le modèle de bassin versant rural dépend des écoulements en surface et de la répartition des cultures

Ouvrages de rétention linéaires

Lorsque les ouvrages sont sur des longueurs importantes et qu’ils ne sont pas destinés au transfert, il se pose rapidement la problématique du volume utile de l’ouvrage. Ainsi, une noue avec un dénivelé voit son volume se réduire énormément.

Pour augmenter le volume utile des ouvrages linéaires, nous avons fait appel aux systèmes à redents. Nous avons adapté un modèle de transfert bidirectionnel au niveau des redents dans les ouvrages linéaires. Ces redents ne concernent pas seulement les noues, mais également les structures internes aux chaussées.

Analyse fréquentielle extrême

L’analyse fréquentielle est un outil statistique souvent utilisé pour déterminer les périodes de retour des pluies. Nous avons adapté cet outil pour pouvoir analyser les périodes de retour d’incident des ouvrages de rétention.

Etude de cas

Une étude a été faite sur un projet d’extension d’une route départementale. C’est une variante aux projets classiques dimensionnés avec les méthodes des pluies et équipés de bassin de rétention pour récupérer les ruissellements de l’impluvium de la chaussée.

Phase II (2021- 2022)

Transparence de la route

Un projet routier n’est pas neutre et peut représenter un barrage pour les écoulements superficiels et hypodermiques (en surface et en sous-sol). D’une part sur la rive aval de la route, il y a un assèchement des sols et d’autre part, sur la rive amont, il y a l’accumulation des eaux de pluies.

Le sol en aval ne fait plus son office de réserve d’eau et les eaux en amont sont concentrées et acheminées vers des cours d’eau ou des ouvrages de franchissement de la route. Cette concentration favorise les débordements et augmente les risques d’inondation 

Nous allons donc élaborer les outils nécessaires pour concevoir une route hydrologiquement transparente, c’est à dire que les écoulements traversent la route au lieu d’être concentrés  et réorientés.

Une étude sera faite pour mettre en oeuvre un tronçon de route mettant en oeuvre ce concept de route transparente sans bassins de rétention (preuve du concept) qui servira à valider le logiciel Hodos comme outil de conception adapté à la gestion durable des eaux pluviales

Configuration de la culture en surface