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Proceedings of the 15th Internationale Conference on Urban Drainage, Online, AUSTRALIE, 24-/10/2021 - 29/10/2021; The whole sanitation network connected to the natural hydrographic network has been reconstructed at Greater Paris scale. The evaluation from different approaches shows good skills for the tool. Such reconstruction allows a global and synthetic view of the functioning of the sanitary system but also it highlights the potential urbanisation impacts on receiving environment. The use of the produced data for hydrological modelling is presented in a second paper. The method will be applied in other cities.

In order to mitigate negative urbanization effects on urban water management, nature based solutions (NBS) are often recommended. Some of them can also be recommended to improve thermal comfort, inhabitants well-being, their security, ... They can also take part in climate change adaptation strategies. A more systemic evaluation of such solutions is then becoming essential. The hydro-climatic model TEB-Hydro has been developed in order to evaluate urban planning projects, regarding urban water management and thermal comfort, at the City scale. TEB-Hydro model, based on a regular mesh grid, needs to know the water different paths (at the surface, inside the stormwater or combined network, into the ground). An automatic tool (TOHR) has been developed, from urban data banks, to build an oriented graph of the different water flows, that is then projected on TEB-Hydro grid, to provide to the model all the parameters needed for routing calculation. This oriented graph is based on the stormwater, waste water, combined and natural networks. Thus, it allows the reconstruction of a complete network, by taking into account all the different water flows. Nonetheless, this rebuilt network has to be simplified, in order to be adapted to the grid spatial resolution. The reconstruction result, at the Greater Paris scale is globally satisfying. Numerous errors are due to wrong connections, but at a fine scale. The flow path is then a bit longer than in the reality. The larger difficulties are over Paris where the network is a crossroad with numerous meshes. The reconstruction of the separate system is better as it is less meshed than the combined one. And even on the combined system, realistic large drained areas defined at different points on the network are obtained. Then the reconstructed network is available for hydrologic simulations., Afin d'atténuer les effets négatifs de l'urbanisation sur la gestion des eaux urbaines, des solutions basées sur la nature (NBS) sont souvent recommandées. Certaines d'entre elles peuvent également être recommandées pour améliorer le confort thermique, le bien-être des habitants, leur sécurité, ... Elles peuvent également participer aux stratégies d'adaptation au changement climatique. Une évaluation plus systémique de ces solutions devient alors indispensable. Le modèle hydro-climatique TEB-Hydro a été développé afin d'évaluer les projets d'urbanisme, en matière de gestion de l'eau et de confort thermique, à l'échelle de la ville. Le modèle TEB-Hydro, basé sur un maillage régulier, nécessite de connaître les différents parcours de l'eau (en surface, à l'intérieur du réseau d'eaux pluviales ou combiné, dans le sol). Un outil automatique (TOHR) a été développé, à partir de banques de données urbaines, pour construire un graphique orienté des différents flux d'eau, qui est ensuite projeté sur la grille TEB-Hydro, afin de fournir au modèle tous les paramètres nécessaires au calcul des trajets. Ce graphique orienté est basé sur les réseaux d'eaux pluviales, d'eaux usées, combinés et naturels. Il permet ainsi de reconstruire un réseau complet, en prenant en compte tous les différents flux d'eau. Néanmoins, ce réseau reconstruit doit être simplifié, afin de s'adapter à la résolution spatiale de la grille. Le résultat de la reconstruction, à l'échelle du Grand Paris, est globalement satisfaisant. De nombreuses erreurs sont dues à de mauvaises connexions, mais à une échelle fine. Le chemin d'écoulement est alors un peu plus long que dans la réalité. Les plus grandes difficultés se situent sur Paris où le réseau est un carrefour avec de nombreuses mailles. La reconstruction du système séparé est meilleure car il est moins maillé que le système combiné. Et même sur le système combiné, on obtient de grandes zones drainées réalistes définies en différents points du réseau. Le réseau reconstruit est alors disponible pour des simulations hydrologiques.

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Sustainable Drainage Systems (SuDS) are increasingly used for stormwater management. However, the generalization of runoff infiltration in urban watersheds raises some concerns regarding the soil's ability to retain ubiquitous runoff pollutants. This question was addressed via experimental investigations on 11 study sites with contrasting characteristics. A two-phase sampling methodology was carried out, expanding the range of analyzed contaminants and soil parameters between the first and the second phases. This successively led to cartographies of metal contamination in the surface soil, and vertical profiles of metal and PAH contents, along with different explanatory variables. The spatial distribution of trace metals in the upper horizon displayed a systematic structure with respect to the inflow area, and revealed the time-integrated signature of non-uniform infiltration fluxes and flow pathways at the surface. In the most contaminated zone of the facilities, a significant enrichment of metals and PAHs was detectable until 10 to 40 cm depth. Soil acts as a “filter” towards these persistent urban contaminants, but in return, surface contents from 7 study sites exceeded “intervention thresholds” for multi-functional areas – as defined in various international soil clean-up standards. In these devices, the area which would require soil remediation after ≥ 10 years of operation was found to be laterally and vertically limited, and represented on average ~15 m3 of polluted soil material per hectare of urban area., Le développement du contrôle à la source des eaux pluviales urbaines, et notamment le recours croissant à des dispositifs d'infiltration, suscitent des interrogations sur la capacité du sol à jouer le rôle de « filtre » vis-à-vis des polluants présents dans le ruissellement. Cette question est abordée ici par une approche expérimentale, mise en oeuvre sur 11 sites d'étude aux caractéristiques contrastées. Le sol de ces ouvrages a été échantillonné en deux phases successives, en élargissant la gamme de polluants et de paramètres pédologiques analysés entre la première et la seconde étape. Ceci a conduit à des cartographies de la contamination superficielle en éléments traces métalliques, puis à des profils verticaux de métaux et HAP, accompagnés de différentes variables explicatives. La distribution spatiale des métaux en surface, qui présente une structure caractéristique par rapport à la zone d'arrivée de l'eau, révèle le caractère non-uniforme de l'infiltration lors des événements pluvieux courants. Dans la zone la plus polluée des ouvrages, métaux et HAP présentent un enrichissement significatif sur 10 à 40 centimètres de profondeur. La contrepartie de cette rétention est une contamination qui, sur 7 sites, excède les teneurs maximales admissibles-telles que définies par différentes normes internationales-dans le sol de zones résidentielles. Dans ces ouvrages, la quantité de sol qui requiert une « intervention » après une dizaine d'années de fonctionnement représente en moyenne ~15 m3 par hectare de bassin versant.

Urban water bodies are increasingly used for recreational activities, including swimming. In Paris, the perspective of the Olympic and Paralympic Games in 2024 brings to light the question of open water swim and the objective to make it sustainable on longer term in the Paris region. However, the practice of such activities requires a good water quality, complying with sanitary regulations based on the concentration of faecal indicator bacteria. To anticipate a possible sanitary risk, a monitoring station can be implemented upstream the bathing area. Then the transfer time of the microbiological contaminant must be accurately computed in order to derive the contamination level in the bathing area.A hydrodynamic model can be a useful tool for achieving this goal. In La Villette basin (Paris, France), as part of Paris-Plage programme, a bathing area has been implemented since summer 2017. We present in this paper first results about the implementation of a 3D hydrodynamic model of La Villette basin, the transport of Escherichia coli towards the basin and the feasibility assessment of this modelling approach., Les plans d'eau urbains sont de plus en plus utilisés pour des activités récréatives, dont la baignade. A Paris, la perspective des Jeux Olympiques et Paralympiques de 2024 amplifie l’intérêt pour la nage en eau libre et l’objectif de la pérenniser à long terme. Cependant, la baignade exige une bonne qualité sanitaire des milieux aquatiques, conforme aux réglementations basées sur la concentration de bactéries indicatrices fécales. Pour anticiper un éventuel risque sanitaire, une station de surveillance peut être placée en amont de la zone de baignade. Ensuite, le temps de transfert d’une éventuelle contamination microbiologique doit être calculé avec précision afin de déterminer le niveau de risque dans la zone de baignade. Un modèle hydrodynamique peut être un outil fiable pour atteindre cet objectif. Dans le bassin de la Villette (Paris, France), dans le cadre du programme Paris-Plage, une zone de baignade a été installée depuis l'été 2017. Nous présentons dans cet article les premiers résultats d'un modèle hydrodynamique 3D du bassin de La Villette, le transport d’E. coli vers le bassin et une évaluation de la faisabilité de cette approche de modélisation.

International audience; Sustainable Drainage Systems (SuDS) are increasingly used for stormwater management. However, the generalization of runoff infiltration in urban watersheds raises some concerns regarding the soil's ability to retain ubiquitous runoff pollutants. This question was addressed via experimental investigations on 11 study sites with contrasting characteristics. A two-phase sampling methodology was carried out, expanding the range of analyzed contaminants and soil parameters between the first and the second phases. This successively led to cartographies of metal contamination in the surface soil, and vertical profiles of metal and PAH contents, along with different explanatory variables. The spatial distribution of trace metals in the upper horizon displayed a systematic structure with respect to the inflow area, and revealed the time-integrated signature of non-uniform infiltration fluxes and flow pathways at the surface. In the most contaminated zone of the facilities, a significant enrichment of metals and PAHs was detectable until 10 to 40 cm depth. Soil acts as a “filter” towards these persistent urban contaminants, but in return, surface contents from 7 study sites exceeded “intervention thresholds” for multi-functional areas – as defined in various international soil clean-up standards. In these devices, the area which would require soil remediation after ≥ 10 years of operation was found to be laterally and vertically limited, and represented on average ~15 m3 of polluted soil material per hectare of urban area.; Le développement du contrôle à la source des eaux pluviales urbaines, et notamment le recours croissant à des dispositifs d'infiltration, suscitent des interrogations sur la capacité du sol à jouer le rôle de « filtre » vis-à-vis des polluants présents dans le ruissellement. Cette question est abordée ici par une approche expérimentale, mise en oeuvre sur 11 sites d'étude aux caractéristiques contrastées. Le sol de ces ouvrages a été échantillonné en deux phases successives, en élargissant la gamme de polluants et de paramètres pédologiques analysés entre la première et la seconde étape. Ceci a conduit à des cartographies de la contamination superficielle en éléments traces métalliques, puis à des profils verticaux de métaux et HAP, accompagnés de différentes variables explicatives. La distribution spatiale des métaux en surface, qui présente une structure caractéristique par rapport à la zone d'arrivée de l'eau, révèle le caractère non-uniforme de l'infiltration lors des événements pluvieux courants. Dans la zone la plus polluée des ouvrages, métaux et HAP présentent un enrichissement significatif sur 10 à 40 centimètres de profondeur. La contrepartie de cette rétention est une contamination qui, sur 7 sites, excède les teneurs maximales admissibles-telles que définies par différentes normes internationales-dans le sol de zones résidentielles. Dans ces ouvrages, la quantité de sol qui requiert une « intervention » après une dizaine d'années de fonctionnement représente en moyenne ~15 m3 par hectare de bassin versant.

Sustainable Drainage Systems are increasingly used for stormwater management. However, the generalization of runoff infiltration in urban watersheds raises some concerns regarding the soil's ability to retain ubiquitous runoff pollutants. This question was addressed via field campaigns and modelling approaches. A two-phase sampling methodology was carried out on 11 infiltration-based facilities with contrasting characteristics, leading to cartographies of metal contamination in the surface soil, and vertical profiles of metal and PAH contents, along with different explanatory variables. The spatial distribution of trace metals in the upper horizon displayed a systematic structure with respect to the inflow area, and revealed the time-integrated signature of non-uniform infiltration fluxes and flow pathways at the surface. In the most contaminated zone of the facilities, a significant enrichment of metals and PAHs was detectable until 10 to 40 cm depth. Soil acts as an effective “filter” towards these persistent urban contaminants, due to the combination of mechanical and physicochemical processes (filtration and sorption); in return, surface contents from 7 study sites exceeded “intervention thresholds” for multi-functional areas – as defined in various international soil clean-up standards. In these devices, the area which would require soil remediation after ≥ 10 years of operation was found to be laterally and vertically limited. The modelling approach demonstrated that a device’s lifespan can be substantially improved via an organic amendment of the surface horizon, which increases the retention of dissolved contaminants, or by ensuring diffuse water inflow at the soil surface. Reducing runoff volumes at the facility inlet – e.g. via the disconnection of “non-emissive” surfaces in the catchment area – also contributes to decreasing the rate of contaminant migration in the soil., Le développement du contrôle à la source des eaux pluviales urbaines, et notamment le recours croissant à des dispositifs d'infiltration, suscitent des interrogations sur la capacité du sol à jouer le rôle de « filtre » vis-à-vis des polluants présents dans le ruissellement. Cette question a été abordée en couplant campagnes de terrain et approche de modélisation. Sur 11 dispositifs d'infiltration aux caractéristiques contrastées, le sol a été échantillonné en deux phases successives, conduisant à des cartographies de la contamination superficielle en métaux, puis à des profils verticaux de métaux et HAP, accompagnés de différentes variables explicatives. Les résultats ont démontré une bonne rétention des contaminants sur la plupart des sites d'étude, grâce à la combinaison de processus mécaniques (filtration) et physico-chimiques (adsorption). La distribution spatiale des métaux en surface, qui présente une structure caractéristique par rapport à la zone d'arrivée de l'eau, révèle le caractère non-uniforme de l'infiltration lors des événements pluvieux courants. Dans la zone la plus polluée des ouvrages, métaux et HAP présentent un enrichissement significatif sur 10 à 40 centimètres de profondeur. La contrepartie de cette rétention est une contamination qui, sur 7 sites, excède localement les teneurs maximales admissibles-telles que définies par différentes normes internationales-dans le sol de zones résidentielles ; toutefois cela représente un volume de terres polluées relativement limité. L'approche de modélisation a permis de montrer que la durée de vie d'un dispositif d'infiltration pouvait être significativement améliorée en apportant un amendement organique à l'horizon superficiel, ce qui accroît la rétention de la pollution dissoute, ou en privilégiant une arrivée d'eau la plus répartie possible à la surface des ouvrages. La réduction des volumes d'eau de ruissellement en entrée d'ouvrage - par exemple en déraccordant les eaux « propres » générées par le bassin versant - y participe également.

Les zones urbaines, par l'imperméabilisation des surfaces et le drainage du sol par les réseaux, influencent fortement le cycle de l'eau. Des dispositifs, souvent basés sur la végétation constituent des techniques dites alternatives permettant une gestion à la source des eaux pluviales. Leur multiplication sur le réseau ou les projets d'aménagements plus durables (écoquartiers) modifient le cycle de l'eau et donc la gestion de l'eau : de nouveaux processus (évapotranspiration, infiltration) apparaissent dans la gestion globale de l'assainissement (en particulier en présence de réseaux unitaires). Le modèle hydrologique TEB-Hydro reproduit tout le cycle de l'eau (petit et grand) à l'échelle d'un territoire. Il n'a pas pour vocation la gestion au quotidien du réseau d'assainissement, mais peut aider à la décision de futurs aménagements, plus durables. En plus de données météorologiques et d'occupation du sol, il nécessite le graphe orienté d'un réseau d'assainissement fonctionnel mais adapté à la résolution du modèle. Un outil de reconstruction (TOHR), basé sur le réseau réel fournit ce réseau simplifié à TEB-Hydro. La zone d'étude est la zone urbaine couvrant la Ville de Paris et sa petite couronne constituée des départements des Hauts-de-Seine, de la Seine-Saint-Denis et du Val de Marne. De nombreux acteurs ont un rôle dans la gestion du réseau d'assainissement sur cette zone : les communes, les départements, les syndicats et le Syndicat Interdépartemental de l'assainissement de l'Agglomération Parisienne. Ajouté à l'historique de l'urbanisation de la zone, ce réseau d'assainissement a, en de nombreux endroits, un fonctionnement atypique, en lien aussi avec les contraintes majeures auxquelles sont confrontés les gestionnaires du réseau. Le fonctionnement des réseaux interdépartemental et départementaux ont été identifiés préalablement à la reconstruction de chacun de ces réseaux séparément, puis globalement. Ceci a été possible grâce à de nombreux échanges avec les gestionnaires. L'évaluation de chacune de ces reconstructions et l'analyse du réseau simplifié obtenu est présentée. Selon les départements et la complexité du fonctionnement du réseau, les résultats de la reconstruction sont plus ou moins satisfaisants. La modélisation hydrologique, appliquée d'abord à l'échelle du département des Hauts de Seine puis à toute la zone, est évaluée et analysée, à l'échelle de différents bassins versants (séparatifs et unitaires).

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International audience; Cet ouvrage synthétise les connaissances scientifiques récentes sur les micropolluants dans les agglomérations urbaines. Il a pour ambition d’apporter des éléments de réponse aux interrogations opérationnelles des acteurs du domaine de l’eau et de l’assainissement et de favoriser ainsi une prise de conscience et des actions pour une meilleure gestion des micropolluants.Il s’appuie essentiellement sur les travaux des trois observatoires français en hydrologie urbaine (OPUR à Paris, OTHU à Lyon et ONEVU à Nantes), structurés autour de partenariats durables entre chercheurs et acteurs opérationnels. Depuis une vingtaine d’années, ces observatoires produisent des données et des connaissances sur les sources et les transferts des micropolluants et sur l’efficacité des différentes stratégies de gestion des eaux urbaines.Élaboré au sein du groupe « Micropolluants » de l’association ARCEAU-IdF avec le soutien et le financement de l’Agence française pour la biodiversité, cet ouvrage représente une étape importante dans le transfert des connaissances entre les chercheurs et les opérationnels. Il constitue un premier outil pour l’animation et la construction d’actions en faveur de la protection de l’environnement.

International audience; Stormwater runoff infiltration brings about some concerns regarding its potential impact on both soil and groundwater quality; besides, the fate of contaminants in source-control devices somewhat suffers from a lack of documentation. The present study was dedicated to assessing the spatial distribution of three heavy metals (copper, lead, zinc) in the surface soil of ten small-scale infiltration facilities, along with several physical parameters (soil moisture, volatile matter, variable thickness of the upper horizon). High-resolution samplings and in-situ measurements were undertaken, followed by X-ray fluorescence analyses and spatial interpolation. Highest metal accumulation was found in a relatively narrow area near the water inflow zone, from which concentrations markedly decreased with increasing distance. Maximum enrichment ratios amounted to > 20 in the most contaminated sites. Heavy metal patterns give a time-integrated vision of the non-uniform infiltration fluxes, sedimentation processes and surface flow pathways

International audience; The ability of reactive transport models to accurately replicate the fate of contaminants in SUDS has been sparsely documented. The present work aims (i) to improve the description of the processes, including non-uniform fluxes at the surface, and (ii) to use extensive experimental data, collected in a stormwater infiltration basin, to evaluate the model's accuracy. Both the model and observations confirm that most infiltration occurs near the water inlet. Differences between the measured and predicted profiles are either attributable to the filtration of particle-bound metals, or to spatially variable sorption capacities of the soil – notably because of lower contents of organic matter.

International audience; Among the processes governing contaminant retention in soil-based SUDS, the relative contribution of particle settling and filtration is not always properly identified. Since zirconium is a well-documented invariant in pedology, the present work aimed to assess whether its use might be extended to sediment identification in SUDS. Extensive sampling and analysis were carried out in 11 infiltration systems. Zr contents were found to be significantly lower in road-deposited sediment than in soil. A deficit of this element could also be observed in the most contaminated area of most devices, indicating a "dilution-like" mixture of soil and sediments, the fraction of which could be calculated.

combining continuous measurement of a global pollution parameter (conductivity, turbidity), with discrete water sampling and laboratory analysis enables to harness both the temporal representativeness of the former and the specificity of the latter. The potential interest of such a strategy is investigated for a specific case study, where the conformity of a discharge to a regulation expressed as a maximum SS concentration was to be controlled. Firstly, the problem if formalized by identifying all possible configurations and associated costs. Then simulations were performed using turbidity recordings made available on a combined sewer by OPUR observatory. In a first step, these recordings were converted into SS concentrations by applying a proper turbidity-SS concentration relationship, and uncertainties implied by this conversion were considered. In a second step two sampling procedures were simulated on the basis of turbidity and SS time series. The first one is systematic, with a constant time step, and the second one uses turbidity information to trigger the (virtual) sampler. The performance of both procedures expressed as costs are then compared, for different values of regulation values, and unit costs and benefits. The results show that using turbidity for driving a sampler is very interesting in this specific case study, but these results are heavily dependent on the procedures considered, which presently do not correspond to a real situation. So, the interest of the study lies chiefly in the methodological framework, which can be adapted and applied to other data, other procedures and other objectives.; L'utilisation conjointe d'une mesure en continu d'un paramètre global de pollution (conductivité, turbidité...) et de prélèvements ponctuels suivis d'analyses au laboratoire semble une voie prometteuse pour bénéficier à la fois de la représentativité temporelle de la première et de la spécificité des secondes. L'intérêt potentiel d'une telle stratégie été testé dans le cas d'un contrôle de conformité de la qualité d'un effluent, par rapport à une prescription exprimée comme une valeur maximum de concentration à ne pas dépasser. Après avoir formalisé le problème et identifié les différentes situations possibles et les coûts associés, des simulations ont été réalisées sur des enregistrements de turbidité issus d'un site unitaire suivi dans le cadre de l'Observatoire des Polluants URbains (OPUR). Dans un premier temps des chroniques de concentration ont été générées à partir de ces enregistrements et d'une relation turbidité-MES adaptée, en prenant en compte les incertitudes affectant cette conversion. Dans un deuxième temps, deux stratégies de contrôle ont été simulées sur ces chroniques de turbidité et concentration. L'une est une stratégie de prélèvement systématique, et l'autre une stratégie pilotée par la mesure de turbidité. Les deux stratégies ont été comparées en termes de coût, pour différentes hypothèses concernant les seuils de prescription et les coûts ou bénéfices unitaires. Les résultats montrent l'intérêt potentiel du pilotage des prélèvements par la turbidité, mais ils sont très dépendants des stratégies testées qui pour l'instant constituent des cas d'école. Cette étude a surtout un intérêt méthodologique, mais elle peut désormais être étendue à d'autres stratégies de contrôle, d'autres définitions de prescription, d'autres séries de données, et, moyennant quelques aménagements des critères d'évaluation, à d'autres objectifs.