Méthode de collecte de données et équations utilisées

À chaque visite sur le terrain, les données récoltées par tout l’équipement présent sur le site sont transférées sur un ordinateur portable. Les données sont ensuite traitées et analysées. Dans cette section, l’information tirée des données de l’instrumentation et la manière dont elle contribue à l’avancement du projet sont décrites.

2.6.1 Pluviomètre et enregistreur de débits

Les données du pluviomètre permettent de tracer les hyétogrammes de chaque événement de précipitation, de déterminer la quantité d’eau tombée, de connaître l’intensité moyenne et maximale en plus de savoir à quel moment se produit l’intensité maximale. Les hyétogrammes sont entrés dans le logiciel SWMM afin de connaître les volumes d’eau entrants (Ve) dans les cellules de biorétention. Les volumes sortants (Vs) peuvent être calculés en suivant les étapes expliquées à la section 2.3.3.1. En comparant ces deux valeurs, il est possible de connaître quelle quantité d’eau s’est infiltrée dans le sol ou qui a été soutirée par les plantes. L’Équation 6 est utilisée afin de déterminer la proportion de l’eau qui est retenue par les biorétentions :

Équation 6

% 𝑟é𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑜𝑛 = (𝑉𝑒− 𝑉𝑠

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Les volumes sont exprimés en litres. Cependant, il est important de noter que l’eau de fonte n’est pas prise en compte dans les calculs de rétention des cellules de biorétention, sous-estimant ainsi le volume d’eau entrant et du coup, le pouvoir de rétention des biorétentions en présence de fonte de neige.

2.6.2 Déversoir à jaugeage volumétrique

Le déversoir à jaugeage volumétrique fournit des valeurs ponctuelles de débit. En plus de permettre de valider les valeurs du débitmètre, ces données sont également utilisées afin de déterminer le prorata de l’apport en contaminants par le bassin sec, la cellule de biorétention et la tranchée drainante, le cas échéant. Par exemple, si un débit mesuré à la sortie de la conduite drainant les cellules de biorétention est de 2 L/s, celui à la sortie du bassin sec est de 4 L/s et la tranchée drainante ne rejette pas débit, cela équivaut à dire que 33% de l’apport en eau au bassin à niveau permanent provient des biorétentions et que 67% provient du bassin sec. Il est à noter que la neige accumulée sur les PGO empêche d’utiliser les aires tributaires dans le calcul des proratas des apports étant donné qu’elle n’est pas distribuée uniformément et qu’elle ne fond pas au même rythme partout. Les apports des autres PGO sont négligés, car les débits générés sont très petits. L’Équation 7 permet de déterminer l’apport de chaque PGO au bassin à niveau permanent :

Équation 7

%𝑄 = 𝑄𝑥

𝑄_𝐵𝑅+ 𝑄_𝐵𝑆+ 𝑄_𝑇𝐷

La lettre Q signifie le débit de chaque affluent au bassin et la lettre x doit être remplacée par BR, BS ou TD pour calculer l’apport de chaque PGO par rapport au débit total. Le débit est en L/s.

2.6.3 Efficacité épuratoire des PGO individuelles

L’efficacité épuratoire des PGO individuelles est analysée en comparant les concentrations (C) aux affluents et effluents. Les concentrations sont exprimées en mg/L et, dans certains cas, lorsque les concentrations sont très faibles, en µg/l.

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2.6.3.1 Cellules de biorétention et tranchée drainante

L’efficacité épuratoire des cellules de biorétention et de la tranchée drainante est déterminée en comparant les concentrations (C) en polluants des eaux de ruissellement (CR) et celles à l’effluent (CE), soit à la sortie de la conduite drainant les biorétentions ou la tranchée drainante. L’Équation 8 est utilisée :

Équation 8

𝐸𝑓𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖𝑡é = (𝐶𝑅− 𝐶𝐸 𝐶𝑅

) × 100%

2.6.3.2 Bassin à niveau permanent

Pour le bassin à niveau permanent, l’équation est légèrement différente étant donné que deux ou trois affluents sont considérés. Il est à noter que ces trois affluents sont en réalité les débits des effluents des biorétentions (QBr), du bassin sec (QBs) et de la tranchée drainante (QTd) mesurés avec le déversoir à jaugeage volumétrique. Les débits sont exprimés en L/s. L’efficacité du bassin à niveau permanent peut être calculée en utilisant les proratas des débits. Ces derniers sont ensuite multlipliés par les concentrations en polluants des biorétentions (CBr), du bassin sec (CBs) et de la tranchée drainante (CTd). Cette concentration pondérée est ensuite comparée avec les concentrations en contaminants à la sortie du bassin à niveau permanent (CBnp). L’efficacité (Eff) du bassin peut se calculer avec l’Équation 9.

Équation 9

𝐸𝑓𝑓. = ((%𝑄𝐵𝑟× 𝐶𝐵𝑟) + (%𝑄𝐵𝑠× 𝐶𝐵𝑠) + (%𝑄𝑇𝑑× 𝐶𝑇𝑑) − (𝐶𝐵𝑛𝑝) (%𝑄𝐵𝑟 × 𝐶𝐵𝑟) + (%𝑄𝐵𝑠× 𝐶𝐵𝑠) + (%𝑄𝑇𝑑× 𝐶𝑇𝑑)

) × 100%

2.6.4 Efficacité épuratoire de la chaîne de PGO

Étant donné la faible fiabilité et le manque de données de débits, il n’est pas possible de faire un bilan de masse des contaminants autour du bassin à niveau permanent. C’est donc encore un bilan de concentrations qui est effectué en supposant que les eaux de ruissellement ont une composition identique sur tout le marché. Afin d’analyser l’efficacité épuratoire de la chaîne de traitement composée des biorétentions et du bassin à niveau permanent, il faut comparer les

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concentrations en polluants des eaux de ruissellement (R) et celles retrouvées à l’effluent du bassin à niveau permanent (EBnp). L’Équation 10 permet de calculer l’efficacité.

Équation 10

𝐸𝑓𝑓𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖𝑡é = (𝐶𝑅 − 𝐶𝐸𝐵𝑛𝑝

𝐶_𝑅 ) × 100%

Une hypothèse est posée, soit que l’eau de ruissellement est de composition identique sur tout le site.

2.6.5 Décalage des débits de pointe

Le décalage des débits de pointe par rapport au pic d’intensité de l’événement pluvieux est déterminé en calculant l’écart entre le moment où un pic d’intensité de précipitations survient et celui où un débit de pointe de l’effluent de la biorétention est observé. Certains événements comportent plusieurs pics d’intensité. Dans ces cas, le décalage est calculé pour chaque pointe et une moyenne est ensuite établie. Cette durée met en valeur l’effet tampon qu’offre cette infrastructure. Le décalage de pointe peut également être exprimé sous forme de ratio, tel que présenté par l’Équation 11. Dratio est le décalage de pointe sous forme de ratio, DQmax est la durée en minutes pour atteindre le débit à l’effluent maximal depuis le début de l’événement pluvieux tandis que DHmax correspond à la durée entre le début de la pluie et le moment où l’intensité maximale est atteinte.

Équation 11

𝐷_{𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜} =𝐷𝑄𝑚𝑎𝑥 𝐷𝐻_𝑚𝑎𝑥

2.6.6 Réduction du débit de pointe

Un des objectifs des PGO est de réduire les débits de pointe, en ralentissant l’écoulement et en favorisant l’infiltration. Pour calculer le pourcentage de réduction du débit de pointe, l’Équation 0 est utilisée. %RQmax correspond au pourcentage de réduction du débit de pointe, Qmax effluent est le débit maximal observé à l’effluent des biorétentions et Qmax ruissellement correspond au débit maximal entrant dans les

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biorétentions, une valeur calculée par le logiciel SWMM. Les débits sont en L/s. L’analyse n’est pas faite pour le bassin à niveau permanent car aucune donnée de débit à l’effluent n’est disponible.

Équation 12

%𝑅𝑄_𝑚𝑎𝑥 = 𝑄𝑚𝑎𝑥 𝑒𝑓𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡

𝑄_{𝑚𝑎𝑥 𝑟𝑢𝑖𝑠𝑠𝑒𝑙𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡}× 100%

2.6.7 Sondes de température

Les sondes de température dans le sol de la biorétention fournissent les températures en continu jusqu’à une profondeur de 95 cm et permettent de connaître le comportement du sol pendant l’hiver et surtout sa propension à geler.