2 Le réseau d’assainissement collectif unitaire 8





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3Entretien et étude des réseaux




3.1Hydrocurage



L’hydrocurage est le nettoyage par buse haute pression d’une canalisation. Les eaux de nettoyages sont généralement pompées par le camion.
Les demandes sont généralement du à l’encrassement des canalisations ou à une inspection télévisées.


Figure 15 : Hydrocurage de réseau.

3.2Inspections télévisées



L’inspection télévisée fait toujours suite au curage pour éviter d’embourber la caméra.


Figure 16 : Inspection télévisée.


3.3Mesure de terrain



La mesure de débit et le prélèvement sont généralement couplés. Les appareils sont soit de type fixe, comme en station, soit portable pour les besoins ponctuels.


Figure 17 : Mesure par canal venturi et prélèvement.


3.4Exploitation des courbes de débits


Les mesures de terrains donnent accès au débit et aux concentrations de l’effluent. Le bilan des volumes et des charges permet de vérifier le bon fonctionnement du réseau. Le chapitre 4.4.


3.5Réhabilitation



La réhabilitation permet de manchonner des zones infiltrantes d’un réseau sans forcément remplacer le tronçon. Une chaussette est une gaine résistante plaquée sur les parois intérieures de la canalisation. Des robots permettent de réaliser ces opérations sous contrôle de robots téléguidés depuis la surface.
Des entreprises spécialisées proposent ce type de prestation pour éviter de réaliser des tranchées.
Ci-dessous des photos issues du site de l’entreprise M3R :


Figure 18 : Chemisage partiel.



Figure 19 : Chemisage par inversion entre deux regards.


4Hydraulique urbaine



Les réseaux sont dimensionnés pour répondrent aux exigences réglementaires d’évacuation des eaux des collectivités.

Ils doivent permettre le traitement des eaux usées et l’évacuation des eaux pluviales de période de retour de fréquence décennale.

Une aire géographique donnée va générer un certain débit en réseau selon la nature des écoulements et des surfaces.
Les chapitre ci-dessous résument les notions principales et grandeurs associées qui caractérisent les écoulements.

4.1Bilan hydraulique, bilan en charge (flux, débit massique)



Tout écoulement peu se concevoir sous la forme d’un système avec des entrées et des sorties.
Le bilan hydraulique fait les comptes de volume des entrées et sorties.

Le bilan en charge (flux de matière ou débit massique) fait les comptes de la masse des entrées et sorties pour chaque paramètre.

On considère que tout ce qui entre fini par sortir, au stockage ou déstockage près.

Entrées = Sorties
Le système est défini par le besoin et la connaissance que l’on a des débits et charges. Il y a souvent plusieurs sous-systèmes possibles pour une installation.
Exemple :

Chaque cercle est un sous-système.





Figure 20 : Bilan hydraulique et de charges : notion de système.

Remarques :
Le remplissage d’un réservoir est à prendre en compte dans les bilans.

L’évaporation est une sortie qu’il ne faut pas négliger, en été surtout.

Les deux bilans débits (Q) entrées - sorties et flux (F) entrées - sorties forment un système de deux équations qui s’écrivent :
Qentrées = Qsorties

Fentrées = Fsorties

Les entrées et sorties sont mis intentionnellement au pluriel !

4.1.1Calcul de charges



Les charges sont des débits massiques de paramètres tels que DCO, DBO5, MES, Ntotal, Ptotal, etc. Les charges sont exprimées en masse par unités de temps généralement kg/jour.
On sait mesurer les débits par un débitmètre (Q en m3/j) et les concentrations par prélèvement puis analyse de l’échantillon (C en mg/l).

La multiplication des débits par la concentration nous donne le débit massique du paramètre étudié.
F = Q x C

Kg/j = m3/j x kg/ m3

Les m3 se simplifient dans l’équation aux dimensions.

Il faut faire attention à l’unité des volumes et des masses ! Une erreur d’unité entraîne rapidement des facteurs de 10 voire 1000 (pensez à votre paye mensuelle divisée par 10 ou 1000).
Exemple :
Quel est le flux en kg/j d’une concentration de DCO de 400 mg/l pour un débit de 150 m3/j.

4.1.2Calcul de rendement



Un système de traitement retient des matières. L’eau de sortie est moins chargée que celle d’entrée. Le rendement est le taux de rétention des ces matières. On compare ce que Rend le système à ce qu’on lui fournit, d’où son nom de rendement.

Il s’exprime soit en ratio ou taux sans unité soit en pourcentage.

Une STEP a un rendement qui compare la charge traitée à la charge qui entre.
Attention : le rendement, en toute rigueur, se calcule avec des paramètres extensifs (qui peuvent s’ajouter). On rencontre souvent la confusion.
Exemple :

Le rendement R du décanteur du 4.1 dépend de une entrée et deux sorties.

Définitions des paramètres :

Qe : débit d’entrée en m3/h Ce : concentration d’entrée en mg/l

Qs : débit de surverse en m3/h Cs : concentration de surverse en mg/l

Qb : débit de boue en m3/h Cb : concentration de boue en g/l
Bilan entrée / sortie sur les paramètres extensifs :
Equation 1 : La conservation des débits :

Qe = Qs+Qb
Equation 2 : La conservation des flux : Fe = Fs+Fb ceci devient

Qe.Ce = Qs.Cs+Qb.Cb
On ne peut pas simplement calculer le rendement en se servant des seules concentrations (paramètre intensif).
R = flux traité / flux d’entrée

R% = (flux traité / flux d’entrée) x 100
Le flux traité est la matière retenue par l’ouvrage (ce qu’elle rend comme service) soit Qb.Cb.

Le flux d’entrée est Qe.Ce.
R = Qb.Cb / Qe.Ce

R = Qe.Ce-Qs.Cs / Qe.Ce = Qe(Ce – Qs/Qe.Cs) / Qe.Ce

R = Qb.Cb / Qe.Ce = (Cs – Qs/Qe.Cs) / Ce

Les débits interviennent dans le calcul.

On va négliger le débit de boue devant le débit d’entrée. Ceci est généralement admis si la valeur négligée est de 1% d’une des autres valeurs de l’addition. On ne peut pas négliger les flux entre eux.
Eq1 : Qe # Qs
Eq2 : Qe.Ce = Qe.Cs + Qb.Cb soit

Qe.Ce – Qs.Cs = Qs.CsQs.Cs + Qb.Cb soit

Qe.Ce – Qe.Cs # Qb.Cb car Qe # Qs soit

Qe(Ce - Cs) # Qb.Cb
N

R = Qb.Cb / Qe.Ce = (Qe.Ce – Qs.Cs) / Qe.Ce

En se servant du résultat eq2 : R # Qe.(Ce-Cs) / Qe.Ce # (Ce – Cs) / Ce
R # (Ce – Cs) / Ce
En négligeant le débit de boue (Uniformisation des unités :

Le mg/l est converti en kg/m3 : 1 mg/l = 10-6 kg / 10-3 m3 = 10-3 kg/m3
Dans le cas du débit de boue négligé les concentrations doivent simplement être exprimées dans la même unité.
Dans le cas contraire (en toute rigueur et sans faire d’approximation) il faut convertir toutes les unités en unités du Système International.

Mais si on étudie l’équation :

R = (Cs – Qs/Qe.Cs) / Ce, il faut simplement que toute les concentrations en présence soient dans la même unité de concentration au choix. Le rapport Qs sur Qe implique que les débits soient aussi dans la même unité de débit au choix.

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