Chap 4

Modul odulee D4.62 .62 : Exploitation des systèmes d’assainissement CHAPITRE IV MAINTENANCE ET REHABILITATION DES RESEAUX

Mme BAYRAKTAR 1

IV.1 PRINCIPES ET OUTILS DE GESTION FONCTIONNELLE

DES RESEAUX

Quel est l’objectif de la gestion d’un réseau ?

Assurer : - les pérennités des ouvrages - l’entretien des réseaux (nettoyage, dépannage, maintenance)

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LES SYSTEMES DE SUIVI SIG (Système d’information géographique)

Quelles informations contiennent les SIG ? •

La nomencl nomenclatur ature e des ouvrage ouvragess par tronçon tronçon:: -

•

Position, dimension… Localisation des points sensibles Périodicité Périodicité de remplacemen remplacementt des pièces, pièces, des couches de protection protection etc.

Le catalogue des défauts apparents :

Le nom du défaut (fissure, joints défectueux…) ; L’illustration (photos, croquis-type) ; La définition des causes possibles ; Les facteurs aggravants ; Les remèdes et types d’interventions souhaitables.

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Le catalogue des technologies d’améliorations :

•

les difficultés les plus couramment rencontrées

•

Le registre d’inspection

•

Le carnet de santé: le bilan annuel de l’état physique du système

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•

Les outils d’auscultation :

- sondes de température (variations caloriques pour déterminer EPC (froid) ou EU (chaud)) - radar - thermographie infrarouge - écographie par l’ultrasons

•

Le planning et l’échéancier prévisionnel prévisionnel

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IV.2 PROGRAMMATION DES TRAVAUX D’ENTRETIEN

Comment programmer? Priorités? Le diagnostic d’état Le risque et les facteurs d’influence aggravant la situation Les grilles de décision

PROGRAMMATION DES TRAVAUX

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IV.2

PROGRAMMATION DES TRAVAUX D’ENTRETIEN

Descripteurs symboliques utilisables à un diagnostic d’état (réseau visitable) 7

IV.2

PROGRAMMATION DES TRAVAUX D’ENTRETIEN

Un exemple de grille de décision

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IV.3 MODELISATION DE L’EVOLUTION DES DEPOTS EN

COLLECTEUR D’ASSAINISSEMENT (MEDCA)

Les collecteurs d’assainissement véhiculent des sables

Une évolution permanente

et

du profil du dépôt de sa composition granulométrique.

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IV.3 MODELISATION DE L’EVOLUTION DES DEPOTS EN

COLLECTEUR D’ASSAINISSEMENT (MEDCA) Schématisation de l’écoulement et de modes de transfert des solides.

L’intérêt de modélisation ? Simuler cette évolution dans le temps et dans l’espace. trouver des solutions solutions techniqu techniques, es, remèdes remèdes à ‘encrassemen ‘encrassement… t… 10

IV.4 MODELISATION HYDRAULIQUE DES EAUX CLAIRES

PARASITES D’INFILTRATION

L’intérêt de cette modélisation ? - la réductio réduction n des ECP par des travaux travaux de réhabil réhabilitat itation ion - la mise mise en place place de de bassins bassins de stocka stockage ge ou le redime redimensio nsionnem nnement ent des ouvrages - la gestion gestion des apports apports d’ECP

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IV.5 SYSTEME D’EXPLOITATION AUTOMATISEE

Quels sont les objectifs de la gestion automatisée ? -maximise -maximiserr la collecte collecte de pollution pollution et la protection protection des milieux milieux ; -maximiser les capacités disponibles des ouvrages et inst instal alla lati tion onss ; -minimiser -minimiser les dysfonctionne dysfonctionnements ments,, carences, déversement déversementss ; - minimiser minimiser les coûts d’investi d’investisseme ssement nt et d’exploitatio d’exploitation. n.

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IV.6 DIAGNOSTIC ET SCHEMA DIRECTEUR

Quels sont les objectifs des études de diagnostic ?

-Réhabiliter, reconstruire reconstruire les installations et prévoir les extensions liées au développement développement urbain.

La démarche démarche à suiv suivre re comport comporte e 5 grandes grandes phases phases

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IV.6 DIAGNOSTIC

ET SCHEMA DIRECTEUR

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IV.7 TECHNIQUES DE SURVEILLANCE ET D’ENTRETIEN

Réseaux Deux types : Unitaire : les eaux usées et eaux pluviales sont transportées par la même conduite Séparatif : deux canalisations distinctes pour ces deux types d'eau

Quel que soit le système, les canalisations doivent être étanches et permettre le libre écoulement des eaux.

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IV.1. INTRODUCTION

Les points particuliers communs ou non aux deux systèmes Point particuliers boîtes de branchement avaloirs chasses d'eau cham chambr bres es à sabl sables es postes de relèvement ou de refoulement trop-pleins et déversoirs d'orages siphons bassins de retenue, d'orages ou de dépollution clapets anti-retour 

Type de résaux unitaire séparatif oui oui oui oui (pluvial) oui oui (eaux usées) oui oui (pluvial) oui oui oui non oui oui oui oui (pluvial) oui oui (pluvial)

Chacun de ces points points doivent être surveillés et entretenus régulièrement.

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IV.1. INTRODUCTION

L’inspection et les contrôles ont évolué. les services d’entretien : moyens mécanisés : cureuses, aspiratrices etc.

L’inspection des réseaux non visitables :

par une caméra qui projette les images vues de l’intérieur des conduites sur un écran de télévision.

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IV.1. INTRODUCTION

Les techniques de réfection des conduites et des ouvrages : •

traitements par injection dans les fissures ou joints

mortier de ciment, résines époxy, gel des composants chimiques etc.

les revêtements internes des conduites par enduit au mortier de ciment -par compression, -par centrifugation, •

Projection de mortier sur les parois intérieures 18

IV.1. INTRODUCTION

•

le gainage plastique :

mise en place une gaine imprégnée d’une résine polyester polymérisée (durcissement (durcissement de la gaine) Se transfor transforme me en tube à l’intérieu l’intérieurr de la canalisatio canalisationn ; •

le chemisage :

mise en œuvre des complexes multicouches, constitués de film, de résine résine polyes polyester, ter, armé de fibres fibres durcis durcissable sabless par effet effet therm thermique ique ou ou par insolation UV.

Robot de traitements des canalisations par l’intérieur.

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Branchements Les brancheme branchements nts comporte comportent nt 4 parties, parties, de la maison maison à la rue : un dispositif de raccordement des canalisations d’eaux usées •

un regard de branchement (la limite entre le réseau réseau privé et le réseau réseau public) public) •

une canalisation de branchement (diamètre supéri supérieur eur à 150 150 mm) mm) •

un dispositif de raccordement de la canalisation de branchement au collecteur public •

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IV.2. SURVEILLANCE ET ENTRETIEN

Principales erreurs de branchement Raccordement d’évacuation d’eaux usées sur descentes d’eaux pluviales :

Les évacuations évacuations d’eaux d’eaux usées usées domestiques domestiques (salles (salles d’eau, d’eau, machine machine à laver etc.) etc.) sont raccordées sur des descentes d’eaux pluviales afin d’éviter une double conduite. Ou bien Les descentes d’eaux usées sont raccordées sur le regard de branchement des eaux pluviales.

Cons Co nséq éque uenc nces es : Le milieu naturel est pollué. Désa Désagr grém émen ents ts : eau eau aspe aspect ct dout douteu eux, x, odeur odeurss nausé nauséab abon onde des, s, mort mortal alité ité de poissons etc

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Principales erreurs de branchement Raccordement d’évacuation d’eaux pluviales sur descentes d’eaux usées :

Les eaux des toitures toitures sont sont raccordées raccordées à une descente descente d’eaux d’eaux usées ou, plus souvent, la descente d’eaux pluviales est raccordée sur le regard de branchement des eaux usées.

Cons Co nséq éque uenc nces es : A chaque pluie intense, la station d’épuration subit alors un très t rès fort accroissement de débit. Les boues sont entraînées par le flux et se déversent dans le milieu récepteur. 22


D’autres problèmes sur les branchements Branchements Branchements endommagés ou mal réalisés

Cons Co nséq éque uenc nces es : infiltrations d’eaux usées dans le sol, ou d’eau claire dans da ns les réseaux •l’obstruction ou l’endommagement de la conduite Rejets de substances indésirables Huiles, solvants, rejets industriels industriels acides ou alcalins

Cons Co nséq éque uenc nces es : En cas d’un défaut d’entretien ou de l’absence d’ouvrage de prétraitement : • pertur perturbat bation ion de l’épur l’épuratio ation, n, • corros corrosion ion des réseau réseaux x ou • contam contaminat ination ion du milieu milieu nature naturell 23


Aération des descentes d’eaux usées

Réseau Réseau endomma endommagé gé par un rejet rejet industriel acide

Règlementation Les collectivités locales doivent se doter d’un règlement d’assainissement. Il définit la nature nature de rejets rejets admissibles admissibles au réseau et le type de convention convention à signer avec les industriels raccordables. En son absence, c’est le règlement sanitaire sanitaire départemental (RSD) qui est applicable. 24


Contrôle des raccordements Il faut connaître et recenser chaque branchement.

Les carnet de branchement contient :

• le sché schéma ma de de repér repérage age et et le numéro numéro de bran branche chemen ment, t, • ses ses carac caracté téri rist stiq ique uess parti particu culi lièr ères es,, • les les mal malfa faço çons ns et ano anoma mali lies es cons constat tatée éess et et à corr corrig iger er

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Contrôle des raccordements

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Postes de relèvement et de refoulement Poste de relèvement permet de reprendre les eaux d'un égout pour les relever jusqu'au niveau d'un autre égout ou d'un bassin de la station d'épuration. (quelques mètres de hauteur) Poste de refoulement permet de forcer le transport des eaux sur de grandes distances ou de grandes dénivellations.

Tronçons ascendants et descendants : En points hauts – ventouses spéciales eaux eaux usées pour l’évacuation l’évacuation de l’air En points points bas – dispositifs dispositifs de vidange des sables sables

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IV.2.2. Postes de relèvement et de refoulement

Dispositifs sur les postes :

•des pompes immergées ou non, dont une en secours, •des contacteurs de niveaux, •un trop-plein, •un panier dégrilleur, •des vannes d'isolement et des clapets anti-retour pour chaque pompe, •une armoire électrique contenant les organes de régulation, •une potence pour le relevage des pompes

Postes de relèvement

Postes de refoulement

•réservoir d'air •volant •volant d'inertie d'inertie toujours toujours capoté capoté par sécurité, sécurité, •aspiration auxiliaire ou conduite plongeante avec clapet c lapet

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(a) Poste de refoulement avec dispositif anti-bélier.

(b) Ventouse d’évacuation d’ air air en point haut d’ une une canalisation de refoulement. (c) Dispositif anti-bélier par réservoir d’ air air placé sur la canalisation de refoulement après les pompes.

(b)

(c) 29


Surveillance du fonctionnement (une fois par semaine) :

•relever les compteurs compteurs horaires des pompes et et tenir à jour le cahier d'exploitation d'exploitation (calcul des temps de fonctionnement des pompes), •contrôle •contrôlerr l'intensi l'intensité té absorbée absorbée par les pompes pompes (une (une sur-intens sur-intensité ité caractérise caractérise un bouchage ou un moteur déficient),

•vérifier les automatismes de régulation (contacteurs de niveaux, inverseurs, etc.),

•observer le débit et l'aspect des eaux usées admises dans la bâche, pour déceler une éventuelle anomalie de collecte,

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L’entretien du poste consiste à: • vider vider régulièrem régulièrement ent le panier panier dégrilleur dégrilleur

• nettoyer nettoyer les contacteu contacteurs rs de niveaux niveaux avec précaution précaution

• nettoyer fréquemment fréquemment au jet d'eau d'eau sous pression, pression, les parois parois du poste et et les équipements pompes, barres de guidage, échelle, chaînes, etc. pour éviter l'accumulation des graisses • extraire les dépôts accumulés accumulés en fond fond de bâche (aspiratrice, hydrocureuse,...), hydrocureuse,...),

• effectuer une manœuvre mensuelle mensuelle des vannes vannes pour éviter qu'elles qu'elles ne se grippent. grippent.

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Les déversoirs d’orage Sur les réseaux unitaires

Fonction : limiter, par temps de pluie, le débit admis vers la station d'épuration.

Surveillance et entretien du poste consiste à: • s'assurer s'assurer qu'aux qu'aux heures heures de pointe, pointe, la la totalité totalité du débit débit de temps temps sec sec est bien bien dirigée dirigée vers la station d'épuration d'épuration • éliminer les encombrants encombrants et et les dépôts dépôts de sable ou de matières matières organiques organiques (après une forte précipitation et au moins une fois par semaine)

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IV.2.3. Les déversoirs d’orage

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Autres points particuliers 1- Les chass chasses es d'e d'eau au : Un système, en général automatique, permettant d'envoyer rapidement un gros volume d'eau dans les canalisations à faible pente, pour assurer un autocurage. L'inconvénient du système est son manque de fiabilité. On peut réaliser une une chasse d'eau à partir d'un d'un réservoir mobile, • plus di difficil cile à mettre en œu œuvre, • ma mais is les les vol volum umes es d'ea d'eaux ux sont sont mi mieu eux x maî maîtr tris isés és..

Préparation d’ une une chasse d’ eau eau dans un réseau à partir d’ un un réservoir mobile.

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IV.2.4. Autres points particuliers

2- Les Les siph siphon onss : permettent de passer sous des obstacles tels que rivières, voies de chemin de fer ou routes. routes. L'autocu L'autocurage rage est suffisa suffisant. nt. Exceptionnellement, les siphons de gros diamètres sont nettoyés par des "lancements de boules de curage"

Schéma en coupe d’ un un siphon de franchissement d’ une une route. 35


3- Les Les ven ventou touses ses : Elles doivent être démontées et nettoyées régulièrement pour éviter un éventuel dysfonctionnement dysfonctionnement par accumulation de graisses.

4- Les regards regards de de visite visitess : Ils doivent être accessibles pour permettre l'entretien du réseau. 4- Les clapets clapets antianti-reto retour ur : Ils empêchent empêchent une entrée d'eau du milieu naturel vers le réseau. réseau. Ils doivent doivent être être régulièrement manœuvrés et graissés graissés pour éviter éviter leur leur blocage. 4- Les Les aval avaloi oirs rs : Les avaloirs nécessitent un entretien régulier, lorsqu'ils sont équipés d'un dessableur ou d'un panier.

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Clapet antiretour à battant en position ouverte.

Avaloir d’ eau eau pluviale. Panier dégrilleur d’ avaloir avaloir eaux pluviales non entretenu.

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Entretien générale du réseau Deux méthodes de curage sont employées :

1) nettoya nettoyage ge à contre-p contre-pente ente sous sous forte forte pression pression et à aspirer aspirer les effluen effluents ts de retour. retour.

2) chasser les dépôts, (elle reporte le problème plus loin).

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Problèmes de dégagements gazeux Ils sont dus à la nature nature des des eaux trans transpor portée téess et à un temps temps de séjour séjour excessif excessif des effluents. effluents. Conséquences : - les mauv mauvais aises es odeur odeurs, s, - la dégradation dégradation des bétons, comme comme des parties métalliques, métalliques, des regards regards et des postes postes de relèvement, Les risques d'intoxication grave du personnel d'exploitation. Dégagement d'hydrogène sulfuré (mortel à forte concentration, concentration, l'odorat l'odorat ne ne les détecte détecte plus.) plus.)

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IV.2.6. Problèmes de dégagements gazeux

Hydrocu Hydrocureus reusee en actio action. n.

Mise ne place du matériel nécessaire à l’ hydr hydroc ocur urag agee : au premier plan, le camion citerne de pompage des effluen effluents ts de retour retour ; au deuxième plan, le camion hydrocureur.

Descente d’ un un ‘Tritox’ permettent de déceler la présence éventuelle d’ hydrog hydrogène sulfuré

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IV.8

Diagnostique et réhabilitat réhabilitation ion

Techniques d’investigation pour détecter et localiser les anomalies dans un réseau d’assainissement : 1- Su Surr rése réseau au neu neuff ou ré réha habi bili lité té : Les tests tests consi consisten stentt à vérifier vérifier : -la continuité continuité de l'écoulement l'écoulement en provoquant une chasse d'eau, -l'étanchéité -l'étanchéité des canalisations canalisations en les mettant mettant sous pression pression d'eau ou d'air. d'air.

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IV.3

Diagnostique et réhabilitation

2- Pour détecter détecter les les inversions inversions de branchements branchements : Les tests consistent :

- à effectuer effectuer une injectio injectionn d'eau d'eau (par (par exempl exemple, e, en en actionn actionnant ant la la chasse chasse d'eau d'eau des toilett toilettes es d'un d'un particulier particulier)) et en observant observant à quel regard regard de branchement elle s'écoule; - à proc procéd éder er à une une inj injec ecti tion on de colo colora rant nt tel tel que que la la flu fluor ores escé céin inee ou ou la rhodamine dans la canalisation suspectée. On constate, ou non, l'arrivée de la coloration en aval. - à réaliser réaliser une injection injection de fumée fumée dans dans une porti portion on du du réseau réseau d'eaux d'eaux usées, usées, à partir partir de la voirie voirie publiq publique. ue.

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IV.3


Test d’étanchéité sur une portion de réseau pluvial neuf sous pression d’ eau eau (Hm (Hmtt : 4 m)

Mise en évidence d’ une une erreur de branchement par injection d’ eau eau colorée à la fluorescéine

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IV.3


Test de fumée Nécessite d’un groupe électrogène : • un vent ventil ilat ateu eur, r, • des carto cartouch uches es fumig fumigène ènes, s, • des ball ballons ons obtu obturate rateurs urs.. Mauvais branchement la fumée se dégage au niveau des gouttières, des descentes de garage et, éventuellement, des avaloirs sur voirie.

dégage ageme ment nt de de fumé fuméee à l'or l'orif ific icee d'un d'unee cond condui uite te MAIS un dég d'aération des descentes d'eaux usées est normale.

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IV.3


Test de fumée .

Cas limite si les canalisations d'eaux usées et d'eaux pluviales provenant d'une habitation, transitent par une boîte mixte de raccordements. la fumée se propage dans les deux réseaux, même pour des branchements conformes. l'interprétation du test devient impossible

Mise Mise en place place d’un d’un test test à la fumée sur un regard eaux usées.

Mise ne évidence du branchement d’eaux pluviales sur 45le réseau eaux usées.

IV.3


3- La recherche des arrivées d’eaux parasites s’effectue : 1- Par des visites visites nocturnes, nocturnes, aux périodes périodes de plus faibles faibles rejets (vers (vers 3 ou 4 heures), afin de vérifier l'importance des écoulements et leur nature; 2- En utilisant utilisant des ballons obturateurs obturateurs permettant d'isoler un tronçon de réseau, afin de localiser les points d'infiltration. Si une pénétration d'eau claire se produit après le regard obturé, elle est visible au regard suivant.

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IV.3


La recherche des arrivées d’eaux parasites

Mise ne évidence d’ une une arrivée d’ eau eau claire parasite lors d’ une une inspection nocturne.

Mise ne évidence d’infiltration d’eau claires dans une portion de réseau.

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IV.3


4- Les interv interventi entions ons lourde lourdess : • de mesu mesures res de débi débitt avec avec ou sans sans analy analyses ses,, • d'ins d'inspec pectio tions ns vidé vidéoo du résea réseauu d'eaux d'eaux usée usées. s.

Le matériel matériel employé est complexe. complexe. Il met en œuvre: • caméra caméra montée montée sur un char chariot iot tracte tracteur, ur, • magné magnétos toscop copee et, et, évent éventuel uellem lement ent,, • impriman imprimante te vidéo vidéo permetta permettant nt la sortie sortie immédiat immédiate, e, sur papier, papier, d'une d'une image des défauts constatés.

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IV.9 Amélioration de la gestion des réseaux Pour une meilleure information sur le fonctionnement du réseau et par la possibilit possibilitéé d'interven d'intervenir ir le plus rapidement rapidement possible possible en cas de défaillance défaillance 1- Su Surr rése réseau au neu neuff ou ré réha habi bili lité té : Les tests tests consi consisten stentt à vérifier vérifier : • l'automatisation l'automatisation qui permet permet de gérer les temps de pompage pompage et le nettoyage des postes de relèvement; • la télésurv télésurveilla eillance nce qui perme permett de contrôl contrôler er à distance, distance, par minite minitell ou autres, le fonctionnement fonctionnement des équipements électromécaniques, • et la la télége télégestio stionn qui qui en plus, donne donne la possibili possibilité té de comma commander nder à distance distance tous ces équipements.

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Chap 4

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