Déversoirs d’orage : quelles solutions pour évaluer les volumes rejetés ?

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Déversoirs d’orage : quelles solutions pour évaluer les volumes rejetés ?

Posté le 3 juillet 2016 par FluksAqua
Posté dans Cas pratiques, Taggé assainissement, autosurveillance, déversements, déversoirs d'orage, instrumentation, modélisation 3D, startup, volumes rejetés,
L’arrêté du 21 juillet 2015 impose de mesurer et d’enregistrer en continu les débits rejetés par certains ouvrages de rejet (déversoirs d’orage). La mise en œuvre de l’Autosurveillance de ces ouvrages peut s’avérer complexe et coûteuse.
Rencontre avec la jeune start-up, 3D EAU, qui partage avec nous un cas pratique de solutions mises en œuvre pour évaluer les volumes rejetés par les DO, dans la Communauté d’Agglomération de Vichy Val d’Allier.

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Pour répondre aux attentes réglementaires, la Communauté d’Agglomération de Vichy Val d’Allier a fait réaliser une mission de maitrise d’œuvre pour la mise en place de l’Autosurveillance de ses déversoirs d’orage.

Contexte :

D’une part, sur le plan financier, la collectivité souhaitait réduire de manière significative les coûts d’investissement et d’exploitation du système d’Autosurveillance à mettre en œuvre.
D’autre part, sur le plan technique, le rapport annuel du Service assainissement collectif de l’exercice de 2012 précisait que :

« Un important travail devra être entrepris par le service assainissement afin de mieux identifier quantitativement et qualitativement les rejets au milieu naturel par les réseaux de collecte des eaux usées » et « Améliorer la connaissance et la surveillance du réseau avec le déploiement de la métrologie et de l’autosurveillance en particulier au niveau des principaux déversoirs d’orage dans le cadre des actions de préservation du milieu récepteur ».

Autre contrainte originale : la communauté d’Agglomération souhaitait limiter le nombre d’armoires électriques en extérieur.

Etude préalable :

Une analyse préalable a été menée afin d’identifier pour chacun des 9 ouvrages son environnement hydraulique et le mode d’écoulement afin d’anticiper :

  • – Le type de courbes de remous rencontrées dans les conduites
  • – Les familles de perte de charge observables
  • – L’occurrence de chaque régime d’écoulement (fluvial ou torrentiel) voire de leur simultanéité (présence d’un ressaut)

L’objectif de l’étude préalable est de comprendre le(s) fonctionnement(s) hydraulique(s), parfois complexe(s), des ouvrages à instrumenter afin de pouvoir proposer la solution la plus adaptée. Cette étape nécessite souvent une intervention sur le terrain qui permet aussi de relever d’éventuelles cotes manquantes.

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A l’issue de cette pré-analyse, une méthode a été sélectionnée parmi les méthodes existantes pour chaque ouvrage. La plus-value technique de l’étude repose sur la possibilité d’utiliser des technologies innovantes, précises et moins coûteuses.

L’instrumentation d’un réseau d’assainissement met généralement en œuvre quatre types de mesure de débit :

  • – Limnimètre couplé à un seuil
  • – Limnimètre couplé à un vélocimètre à effet Doppler
  • – Limnimètre couplé à un vélocimètre émergé (FLO-DAR)
  • – Limnimètre couplé à une loi hauteur/débit élaborée par la modélisation 1D

En addition de ces méthodes classiques, des méthodes innovantes, performantes et peu coûteuse en investissement/exploitation ont été proposées :

  • – Evaluation d’un débit par deux mesures de la hauteur d’eau
  • – Limnimètre couplé à une loi hauteur/débit élaborée par la modélisation 3D

Ces méthodes innovantes présentent les avantages suivants :

  • – Utilisation de capteurs robustes, non immergés
  • – Pour peu que des sondes US autonomes et GSM soient installées, aucun génie civil n’est nécessaire pour l’aménagement du site, les frais en sont grandement réduits ainsi que l’impact esthétique
  • – Méthode fonctionnant pour les très faibles hauteurs d’eau (écoulement d’eaux parasites permanentes) comme pour les mises en charge
  • – Connaissance des incertitudes
  • – Exploitation et entretien faciles et peu coûteux

Résultats de l’étude :

Tenant compte des caractéristiques de chaque technique (décrites dans le Guide pour l’Autosurveillance de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse), l’analyse des contraintes de chaque site a amené à écarter dans certains cas les méthodes de mesure classiques au profit de méthodes innovantes pour des raisons de contraintes de fonctionnement du réseau (utilisation de seuils) ou d’exploitation (entretien des Doppler) et de coûts.
L’utilisation de ces méthodes représente un coût d’étude plus élevé, mais elle se révèle très rentable à l’investissement et à l’exploitation. En effet, elle permet la mise ne place de systèmes plus simples, nécessitant peu de génie civil et donc moins chers à l’achat. Ces systèmes sont aussi plus robustes car émergés, ils sont plus faciles et moins coûteux à entretenir.

A l’issue de l’étude, différentes techniques ont été sélectionnées selon le contexte de chaque site :

  • – 1 modélisation 0D : mise en place d’un seuil associé à une loi empirique
  • – 1 méthode h2Q : corrélation de deux hauteurs d’eau pour évaluer le débit transité
  • – 1 modèle 1D : définition d’une relation à partir d’un modèle à charge spécifique constante
  • – 5 modèles 3D : élaboration d’une relation à partir des résultats de simulation

L’étude menée pour chaque déversoir a conduit à l’élaboration d’une relation hauteur/débit pour chaque ouvrage (illustrée ci-dessous) qui est facilement intégrée dans la supervision ou plus en amont dans la chaîne d’acquisition (logger).

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En synthèse :

Les points clés pour garantir une instrumentation fiable consistent à réaliser une pré-analyse hydraulique du site afin d’identifier les régimes d’écoulement (fluvial/torrentiel), les éléments influençant le déversement (influence du milieu récepteur, limite de capacité à l’aval du réseau, …).

Cela permet de sélectionner la méthode la mieux adaptée au contexte de chaque site, de s’assurer que la grandeur mesurée sur site est bien interprétée et de pouvoir tirer un maximum d’informations de capteurs simples et robustes.
Vous pourrez trouver davantage d’informations au sujet de cette étude via ce lien.

3D EAU est une jeune start-up qui propose son assistance en hydraulique afin d’offrir aux exploitants les solutions les mieux adaptées aux contraintes de leurs ouvrages à partir de mesures de hauteur d’eau. Rencontrés à Lille lors du salon Aquacity, ils ont adhéré à l’esprit collaboratif de notre plateforme, et accepté de partager avec vous leur expertise. La start-up propose une gamme de techniques variée, allant de l’utilisation de loi empiriques classiques à la modélisation 3D pour les cas les plus complexes (illustrée plus haut).

Nous contacter :

Jonathan Wertel – Co-fondateur
contact@3deau.fr
06 60 04 96 88

www.3deau.fr

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