Définition : qu’est-ce que le coefficient de ruissellement ?

On appelle Coefficient de ruissellement (Cr), le rapport entre la hauteur d’eau qui a ruisselé sur une surface donnée (qu’on nomme aussi « pluie nette ») et la hauteur d’eau précipitée (« pluie brute »).
Telle est la formule du coefficient de ruissellement.
Il varie énormément selon que la surface est plus ou moins imperméable, en pente, ouverte ou cloisonnée.

Aujourd’hui, on cherche plutôt à le réduire à son minimum. Une surface dont le coefficient de ruissellement se rapproche de zéro est performante dans le sens où elle diminue le risque d’inondations.

En effet, la définition même du ruissellement correspond à l’eau qui s’écoule à la surface du sol. Donc l’eau « en trop ». Celle qui va finir par s’ajouter aux flots qui débordent des nappes, des cours d’eau et de nos systèmes d’évacuation citadins, qui va ruisseler dans les rues, emporter le mobilier urbain et fendre le béton.

Chaque surface possède un coefficient de ruissellement différent. Des exemples de valeurs du coefficient de ruissellement ? Prenez le verre sur lequel l’eau ruisselle à 95%, le bitume qui varie de 40 à 90% de ruissellement ou la terre, dont le Cr peut descendre à 2%. Et estimez ainsi en fonction des choix que vous ferez la contribution de votre projet au coefficient de ruissellement du bassin versant sur lequel il est installé.

Un sol sans ruissellement, c’est possible ?

Par habitude, le réflexe de construction classique en TP et VRD, c’est le sol imperméable, le tout béton qui semble toujours plus économique, plus rapide et plus robuste. C’est justement ce type de surface qui commence à poser problème aujourd’hui. Avec l’imperméabilisation systématique des sols, les espaces urbains ont un Cr extrêmement élevé, ce qui devient très difficile à gérer lors des épisodes de fortes pluies qui vont en s’intensifiant.

Certains espaces, en revanche, pensés spécialement pour filtrer l’intégralité des eaux de pluie, peuvent désormais faire chuter jusqu’à 0% de coefficient de ruissellement. C’est par exemple le cas des parkings perméables que réalise Ecovégétal, et qui intègrent des solutions végétales et minérales à une conception de sol perméable.

Et le coefficient de ruissellement d’une toiture végétalisée ?

Le principe est le même. Plus la végétation offrira de surface face à la pluie, plus elle la retiendra, moins elle ruissellera vite. En conséquence, agissez par multiplication : multipliez le nombre de feuilles et de fleurs, élargissez pour chacune d’elles la surface qu’elle offre pour accueillir de la pluie, augmentez le nombre de couches (que chaque goutte de pluie passe d’une feuille à l’autre avec un voyage le plus long possible). Et le ruissellement sera ralenti, malgré l’action de la gravité universelle sur une toiture en pente.

Vous vous demandez peut-être alors. Si ce n’est qu’affaire de surface, le coefficient de ruissellement d’une toiture végétalisée est en gros équivalent au coefficient de ruissellement du gazon synthétique, non ?

Eh bien non. Il faut ajouter au tableau qui décrit le coefficient de ruissellement un deuxième facteur, le plus important sans doute.
L’absorption de l’eau par les végétaux.

Coefficient de ruissellement d’une toiture

Chaque variété, chaque espèce de végétal va absorber l’eau de pluie avec plus ou moins de gourmandise et de soif. Tout simplement parce que c’est la fonction même de tout ce qui est végétal.

Absorber de l’eau, se nourrir de celle-ci et du soleil, et rejeter ensuite de l’oxygène et du carbone. L’eau joue un rôle de premier plan dans deux phénomènes-clés de la vie végétale : la photosynthèse et l’évapo-transpiration. Ce dernier phénomène est la capacité des plantes à retenir l’eau avant de l’évaporer à nouveau, et donc… à l’empêcher, précisément de ruisseler.

Toutes les plantes ne se valent pas, côté absorption et rétention d’eau. Certaines seront plus efficaces que d’autres. Tout comme les matériaux, voire le type de terre. Un sol argileux laissera, hélas, ruisseler l’eau, lui dont on décrit la boue qu’il produit en parlant de “terre amoureuse” (elle s’accroche à vos bottes !).

Toujours est-il que le coefficient de ruissellement d’un espace vert sera toujours moindre que celui d’un enrobé.

Comment calculer le coefficient de ruissellement concrètement ?

1- La théorie

Le coefficient de ruissellement se calcule généralement en utilisant la méthode rationnelle, qui est simple et largement utilisée pour les petites surfaces. La formule de base est : Q=C×I×A où :

• Q est le débit de ruissellement (en pieds cubes par seconde ou litres par seconde),
• C est le coefficient de ruissellement (sans unité),
• I est l’intensité de la pluie (en pouces par heure ou millimètres par heure),
• A est la surface de drainage (en acres ou mètres carrés).

Pour déterminer le coefficient de ruissellement C, il faut connaître la nature de la surface. Voici quelques valeurs typiques :

• Toiture en tuiles : 0,75 à 0,95
• Toiture en métal : 0,85 à 0,95
• Cour en béton : 0,70 à 0,95
• Pelouse : 0,05 à 0,35
• Sols sablonneux : 0,10 à 0,20

Étapes pour calculer le coefficient de ruissellement

1. Identifier la surface de drainage : Mesurez la surface de la toiture ou de la cour. Pour une toiture, multipliez la longueur par la largeur pour obtenir la surface en mètres carrés.
2. Déterminer l’intensité de la pluie : Consultez les données météorologiques locales pour obtenir l’intensité de la pluie pour une période de retour spécifique (par exemple, une pluie de 10 ans).
3. Utiliser les valeurs typiques : Choisissez le coefficient de ruissellement approprié en fonction de la nature de la surface. Par exemple, pour une toiture en tuiles, utilisez un coefficient de 0,85.
4. Appliquer la Formule : Multipliez le coefficient de ruissellement par l’intensité de la pluie et la surface de drainage pour obtenir le débit de ruissellement.

Astuces pour les Particuliers

• Utiliser des outils en ligne : Il existe des calculateurs en ligne qui simplifient le processus. L’outil faveur est par exemple intéressant pour analyser l’effet des toitures végétales.
• Simplifier les mesures : pour les toitures complexes, divisez la surface en sections plus simples (rectangles ou triangles), calculez la surface de chaque section, puis additionnez-les.
• Consulter les guides locaux : les municipalités fournissent souvent des guides et des valeurs recommandées pour le coefficient de ruissellement en fonction des matériaux couramment utilisés dans la région.
• Faire appel à un professionnel : pour des projets plus complexes ou pour obtenir des résultats précis, il peut être utile de consulter un ingénieur civil ou un spécialiste en gestion des eaux pluviales.