Méthodes considérant le temps de cheminement

Les méthodes considérant le temps de cheminement sont celle évaluant le temps selon le TR-55 et celle qui tient compte des étapes de cheminement du réseau de drainage (voir Tableau 3). Ces deux méthodes sont fondées sur les cheminements potentiels du contaminant préalablement déterminés. La méthode du TR-55 a été appliquée aux 144 propriétés retenues pour l’analyse. Comme les temps de cheminement sont évalués en utilisant les cheminements fixés préalablement, les longueurs selon le réseau de drainage sont employées. La Figure 13 présente la distribution des temps de cheminement pour toutes les propriétés étudiées qui couvrent d’environ 1 à 69 minutes.

Figure 13 : Temps de cheminement selon la méthode du TR55 pour les 144 propriétés retenues Les temps de cheminement obtenus avec la méthode du TR55 sont majoritairement de moins de 15 minutes. Cette catégorie représente 58 % des 144 propriétés analysées. Il est possible d’observer que lorsque le temps de cheminement est élevé, le nombre de propriétés qui y est associé est moindre. Le temps maximal obtenu avec cette méthode est de 69 minutes et est associé à la propriété possédant le plus long chemin de drainage, soit environ 2 022 m. Le parcours potentiel d’un contaminant émis à cette propriété correspond à un ruissellement sur une surface imperméable, à un écoulement en réseau pluvial puis à l’atteinte d’un cours d’eau à débit permanent, soit le cheminement le plus répandu sur le territoire étudié (cheminement 10) (Figure 9).

Il a été possible seulement pour 78 propriétés pouvant émettre une contamination potentielle d’appliquer la méthode de détermination du temps de cheminement considérant les éléments du réseau de drainage (méthode 4), et ce en raison d’un manque de données. En effet, de nombreuses données sur les réseaux pluviaux sont manquantes. Puisque la méthode de calcul est appliquée à chaque conduite, elle nécessite la connaissance des caractéristiques de chaque conduite pluviale. Le diamètre, le matériau, la longueur et la pente de toutes les conduites doivent être connus. Dans le cadre du présent projet, la pente est l’information qui limitait le plus les calculs de temps de cheminement selon le réseau de drainage pour les cheminements incluant le réseau de conduites pluviales. Dans certains cas, des hypothèses pour estimer la pente ont pu être posées. D’abord, il est possible de l’évaluer à l’aide des élévations des radiers amont et aval et de la longueur de la conduite. La pente correspond alors à la différence d’élévation entre les radiers, divisée par la longueur totale

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 [0-15[ [15-30[ [30-45[ [45-60[ [60-75[ Nom bre de pro prié tés Temps (min)

que la pente d’une conduite pluviale est la même que celle d’une conduite d’égout sanitaire parallèle puisque ces deux réseaux sont gravitaires. Il est toutefois important de vérifier que le sens d’écoulement est le même dans les deux réseaux. Il est important de conserver une vision globale du réseau puisque la présence de conduites pluviales de part et d’autre de la route a été observée. Ainsi, il est possible de poser l’hypothèse selon laquelle la pente inconnue de la conduite est la même que celle de la conduite parallèle, tant que le sens d’écoulement est le même. Il a été considéré comme acceptable pour l’analyse qu’un certain pourcentage d’information soit manquant puisque les temps de parcours en réseau sont courts et qu’ils sont étroitement liés aux longueurs des conduites (voir équation 7). Une connaissance des informations essentielles sur un minimum de 70 % de la longueur totale du parcours en réseau pluvial a été jugé comme acceptable. Le temps associé à une conduite a été jugé négligeable si sa pente est inconnue, qu’elle ne peut être estimée et que sa longueur représente moins de 30 % du parcours en réseau pluvial. Le temps maximal de cheminement observé avec cette méthode est de 85 minutes.

La Figure 14 présente les temps de cheminement selon le TR-55 et selon le réseau de drainage. Pour permettre une comparaison des méthodes même si le nombre de propriétés analysées n’est pas le même pour chaque méthode, les résultats sont présentés en pourcentage du nombre de propriétés analysées. Les résultats obtenus pour chaque propriété et chaque méthode sont présentés à l’Annexe D.

Figure 14 : Distribution du nombre de propriétés analysées en fonction du temps de cheminement selon la méthode du TR-55 et selon le réseau de drainage

Il est possible de conclure que les temps de cheminement selon le réseau de drainage se situent principalement dans l’intervalle de 0 à 15 minutes, comme les résultats obtenus avec la méthode du TR55. Les deux méthodes présentent une même tendance de la distribution de la distribution de propriétés. Cette tendance correspond à une diminution du pourcentage du nombre de propriétés pour celles associées à un temps de cheminement plus important. Dans un contexte de protection des sources d’eau potable, un délai d’intervention de moins de 15 minutes est très court puisque plusieurs étapes doivent être prises en considération lors d’un évènement de contamination (par exemple, le relais de l’information de la contamination, le déplacement des équipes, la mise en place d’une stratégie, etc.).

Afin de déterminer si les temps de cheminement peuvent être représentés par les longueurs de cheminement, qui sont plus simples à obtenir et nécessitent moins de données, la Figure 15 présente les temps de cheminement en fonction de la longueur de cheminement associée à une propriété. Il est à noter que pour alléger la lecture de la figure, seulement les résultats des 78 propriétés qui ont pu être analysés avec la méthode selon le réseau de drainage sont présentés.

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% [0-15[ [15-30[ [30-45[ [45-60[ [60-75[ [75-90[ Pource ntage du nom bre de propri étés anal ys ées (% ) Temps (min)

Figure 15 : Temps de cheminement selon la méthode 3) du TR55 et 4) selon le réseau de drainage en fonction de la longueur de cheminement pour les 78 propriétés pour lesquelles l’analyse selon le réseau de

drainage a pu être réalisée

Pour ce qui est de la méthode du TR55, il est possible d’observer une corrélation entre la longueur de cheminement et les temps calculés. Effectivement, plus la longueur de cheminement est grande, plus le temps de cheminement est long. Il est cohérent d’observer ce résultat puisque les calculs utilisés sont directement reliés à la longueur de cheminement (voir les équations 2 et 3). Puisque l’équation 2 est limitée aux 300 premiers pieds, l’équation 3 est celle qui influence les plus longs parcours. Contrairement à la méthode du TR55, celle considérant le réseau de drainage est moins influencée par la longueur de cheminement. Par exemple, le temps maximal obtenu avec la méthode du TR55 est associé à la propriété ayant le plus long cheminement (2050,25 m, 69 min) tandis que le temps maximal pour la méthode selon le réseau de drainage est plutôt associé à une autre propriété (1341,96 m, 85 min). Cette propriété est associée à un cheminement qui débute par un ruissellement sur une surface perméable et comprend un écoulement qui passe par un cours d’eau intermittent pour rejoindre un cours d’eau à débit permanent. Le temps calculé avec la méthode du TR55 pour cette propriété est de 66 minutes. Une différence d’un peu moins de 20 minutes est observée avec les résultats obtenus avec les méthodes pour cette propriété. Dans un contexte de protection des sources d’eau potable, cette différence de temps de cheminement est faible. La méthode selon le réseau de drainage comprend des classes de vitesses et de surfaces d’écoulement ce qui pourrait expliquer cette

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 1500 2000 Temps (mi n)

Longueur de cheminement selon le réseau de drainage (m) Temps TR55 Temps cheminement selon le réseau de drainage

différence. De plus, puisque cette méthode considère l’écoulement en conduite, donc selon les étapes de cheminement empruntées, il est cohérent d’observer ces résultats. Effectivement, en présence de réseaux pluviaux, les vitesses d’évacuation de l’eau de ruissellement ont tendance à augmenter [MDDEFP et MAMROT, 2014].

Les temps de cheminement selon la méthode du TR55 sont, en général, plus grands que ceux obtenus par la méthode selon le réseau de drainage pour une même propriété. En effet, cette situation représente 83,3 % des cas pour les propriétés ayant pu être analysées avec la méthode selon le réseau de drainage. Dans un contexte de protection des sources d’eau potable, il peut être bénéfique de considérer des temps de cheminement plus courts pour prévoir des interventions plus rapides et ainsi limiter le degré de contamination d’une source. Malgré ces différences, la distribution des temps de cheminement selon les deux méthodes (Figure 14) présente la même tendance générale.

La Figure 15 permet également d’observer que l’écart des temps de cheminement pour les deux méthodes évaluant les temps de cheminement augmente, tout comme la longueur de cheminement. Lorsque la longueur est faible, les temps de cheminement ont tendance à être près les uns des autres pour les deux méthodes. Afin de mieux observer ce phénomène, la Figure 16 présente l’écart absolu des temps selon les deux méthodes en fonction de la longueur de cheminement des 78 propriétés pour lesquelles les deux méthodes ont été appliquées.

0 10 20 30 40 50 60 0 500 1000 1500 2000 Éc art abs ol u (mi n)

Il est possible de remarquer que lorsque la longueur de cheminement est de moins de 500 m, l’écart absolu est majoritairement de moins de 10 minutes. Comme il a été exposé préalablement, des temps de cheminement se trouvent principalement dans la catégorie entre 0 et 15 minutes. Un écart de 10 minutes entre les deux méthodes en question peut donc être crucial pour l’estimation d’un temps disponible pour une intervention. Lors de l’émission d’un contaminant, il est critique de réagir rapidement afin de minimiser les risques sanitaires et environnementaux ainsi que les coûts d’intervention [U.S. EPA, 2018]. Au premier abord, il serait donc judicieux de considérer un temps de cheminement court pour prévoir les interventions. Toutefois, un temps trop court pourrait également limiter la portée des interventions puisque lors d’une contamination, un travail d’évaluation initial doit être mis en place pour analyser des paramètres tels que la nature du contaminant, son cheminement potentiel, le contexte de la contamination, les risques pour la santé publique, etc. [U.S. EPA, 2018]. La méthode selon le réseau de drainage nécessite la connaissance de plus de paramètres que celle du TR55. Certains paramètres comme la pente du terrain, la longueur de cheminement et le coefficient de Manning, sont toutefois nécessaires pour évaluer les temps de cheminement selon les deux méthodes. La méthode du TR55 s’applique seulement pour un évènement de pluie de 24h de récurrence 2 ans ce qui pourrait comporter plus d’incertitude que la méthode selon le réseau de drainage en ce qui concerne les vitesses posées. Ces dernières reposent sur les observations de terrain et peuvent être modifiées en fonction de l’évènement de crue observé. Ceci pourrait réduire les incertitudes associées à l’utilisation de ces vitesses.

Il est important d’observer que peu importe la méthode utilisée, les temps de cheminement sont abordés avec un ordre de grandeur qui reste dans la gamme des minutes. Ainsi, dans un contexte de contamination potentielle, le temps disponible pour intervenir avant que le contaminant rejoigne un cours d’eau à débit permanent est court. Ce constat démontre la pertinence de faire des efforts pour réduire à la source les risques de contamination ainsi que pour mettre en place des pratiques de gestion optimale de l’eau pluviale pour mieux contrôler les débits et la qualité de l’eau pluviale vers l’environnement.