sciences et techniques - Siaap, la cité de l'eau et de l'assainissement

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Réseau unitaire Bassin d’orage Station d’épuration Bassin de rétention Unité de traitement de eaux pluviales Réseau séparatif Station d’épuration Figure 3 : Deux types de réseaux d’assainissement : unitaire et séparatif © SIAAP 2/ PRINCIPES HYDRAULIQUES Dans la mesure du possible, le transport des eaux usées se fait par gravité, c’est-à-dire que leur écoulement se fait selon la pente naturelle. Cependant, lorsque la configuration du terrain ne permet pas un écoulement satisfaisant des eaux, on a recours à des procédés de pompage pour faciliter leur acheminement. Il s’agit le plus souvent de leur faire franchir un obstacle topographique ou de prolonger le parcours de l’effluent lorsque la dénivellation devient trop faible et pour éviter une surprofondeur de la canalisation en fin de trajet. Il est donc indispensable d’implanter ponctuellement des stations de pompage sur le réseau de transport des eaux usées. Deux modes d’actions sont mis en place selon les besoins : • des relèvements : permettant de relever à faible hauteur et à courte distance les eaux d’une canalisation ne pouvant plus s’approfondir. Le relèvement ainsi créé permet de reprendre l’écoulement gravitaire en aval. La station de pompage est alors aussi appelée poste de relevage. • des refoulements : permettant de forcer le transport des effluents d’un point à un autre, souvent sur de grandes distances, par une mise en pression. Il peut s’agir de passer d’une rive à l’autre d’un cours d’eau ou d’effectuer une longue distance à plat ou à contre-pente. Une station de pompage est constituée d’une bâche de stockage des effluents et d’un équipement de pompage avec une ou plusieurs pompes. 22 SCIENCES ET TECHNIQUES / COLLÈGE ET LYCÉE

3/ CARACTÉRISTIQUES DE FONCTIONNEMENT Le fonctionnement optimal d’un réseau de transport des eaux usées exige un certain nombre de dispositions essentielles : • La rapidité de circulation des effluents Les réseaux de transport des eaux usées constituent un milieu propice à une fermentation anaérobie – c’est-à-dire sans oxygène – en cas de dépôt de matière organique au fond des canalisations. Il se produit alors un développement de bactéries induisant des nuisances, telles les bactéries sulfatoréductrices qui génèrent des gaz odorants et dangereux. Ainsi, la production de dihydrogène sulfuré (H 2 S) constitue un risque pour les égoutiers du fait de sa forte toxicité. Ce gaz génère également des nuisances olfactives pour les riverains. Enfin, il peut entraîner la dégradation des équipements et affecter les rendements épuratoires à cause de l’acidification des effluents. Il convient donc de réduire au maximum le temps de séjour des eaux usées dans les conduites afin d’empêcher le phénomène de décantation. Pour cela, une vitesse suffisante des effluents permet d’éviter les dépôts en réalisant un autocurage des canalisations. • L’étanchéité des canalisations Il est indispensable que les canalisations ne laissent pas passer de flux d’eau entrant (pour ne pas drainer les eaux de surfaces ou les eaux souterraines) ou sortant (pour ne pas laisser s’échapper des effluents pollués vers le milieu naturel). • L’accessibilité des canalisations Certaines canalisations sont visitables en fonctionnement, c’est le cas des égouts de Paris. Ces derniers sont de forme ovoïde et présentent des banquettes surélevées sur les côtés où les hommes peuvent circuler hors de l’eau. Cela facilite la surveillance, l’entretien et la maintenance des ouvrages. D’autres, par contre, ne peuvent accueillir du personnel que lorsqu’elles sont vidées, on parle alors de “mise en chômage”. Les émissaires, de forme circulaire et de plus grandes dimensions, appartiennent à cette seconde catégorie. • Le maillage du réseau Les interconnexions entre les tronçons du réseau permettent de mettre en chômage des canalisations pour effectuer des opérations de maintenance ou des travaux. Le maillage du réseau offre également une souplesse et une optimisation du transport des eaux usées en fonction des zones desservies et des stations d’épuration. Ainsi, si une station ne peut plus accueillir d’effluents pendant une période donnée, ils peuvent être réorientés vers une autre station d’épuration. Aujourd’hui, les exploitants des réseaux sont assistés par des outils informatiques qui les aident à réguler le réseau et à diriger les effluents (voir VI. A. 4. page 67, le logiciel de gestion des effluents du SIAAP). • La sélectivité des raccordements Nous avons vu dans le chapitre précédent que le raccordement des effluents issus des industriels n’est pas systématique. Le contrôle et la sélectivité de ces rejets permettent de mieux connaître les polluants entrant dans le réseau. Parfois, à cause d’une forte charge en polluants organiques ou en micropolluants métalliques, chimiques ou biologiques, ces rejets peuvent avoir des conséquences néfastes sur le fonctionnement des stations d’épuration, ils peuvent ainsi altérer la dégradation du traitement biologique ou introduire des métaux dans les boues d’épuration. 23 SCIENCES ET TECHNIQUES / COLLÈGE ET LYCÉE

3/ CARACTÉRISTIQUES DE FONCTIONNEMENT<br />

Le fonctionnement optimal d’un réseau <strong>de</strong> transport <strong>de</strong>s eaux usées exige un certain nombre <strong>de</strong><br />

dispositions essentielles :<br />

• La rapidité <strong>de</strong> circu<strong>la</strong>tion <strong>de</strong>s effluents<br />

Les réseaux <strong>de</strong> transport <strong>de</strong>s eaux usées constituent un milieu propice à une fermentation anaérobie<br />

– c’est-à-dire sans oxygène – en cas <strong>de</strong> dépôt <strong>de</strong> matière organique au fond <strong>de</strong>s canalisations. Il se<br />

produit alors un développement <strong>de</strong> bactéries induisant <strong>de</strong>s nuisances, telles les bactéries sulfatoréductrices<br />

qui génèrent <strong>de</strong>s gaz odorants <strong>et</strong> dangereux. Ainsi, <strong>la</strong> production <strong>de</strong> dihydrogène sulfuré<br />

(H 2<br />

S) constitue un risque pour les égoutiers du fait <strong>de</strong> sa forte toxicité. Ce gaz génère également<br />

<strong>de</strong>s nuisances olfactives pour les riverains. Enfin, il peut entraîner <strong>la</strong> dégradation <strong>de</strong>s équipements<br />

<strong>et</strong> affecter les ren<strong>de</strong>ments épuratoires à cause <strong>de</strong> l’acidification <strong>de</strong>s effluents.<br />

Il convient donc <strong>de</strong> réduire au maximum le temps <strong>de</strong> séjour <strong>de</strong>s eaux usées dans les conduites afin<br />

d’empêcher le phénomène <strong>de</strong> décantation. Pour ce<strong>la</strong>, une vitesse suffisante <strong>de</strong>s effluents perm<strong>et</strong><br />

d’éviter les dépôts en réalisant un autocurage <strong>de</strong>s canalisations.<br />

• L’étanchéité <strong>de</strong>s canalisations<br />

Il est indispensable que les canalisations ne <strong>la</strong>issent pas passer <strong>de</strong> flux d’eau entrant (pour ne pas<br />

drainer les eaux <strong>de</strong> surfaces ou les eaux souterraines) ou sortant (pour ne pas <strong>la</strong>isser s’échapper <strong>de</strong>s<br />

effluents pollués vers le milieu naturel).<br />

• L’accessibilité <strong>de</strong>s canalisations<br />

Certaines canalisations sont visitables en fonctionnement, c’est le cas <strong>de</strong>s égouts <strong>de</strong> Paris. Ces<br />

<strong>de</strong>rniers sont <strong>de</strong> forme ovoï<strong>de</strong> <strong>et</strong> présentent <strong>de</strong>s banqu<strong>et</strong>tes surélevées sur les côtés où les hommes<br />

peuvent circuler hors <strong>de</strong> l’eau. Ce<strong>la</strong> facilite <strong>la</strong> surveil<strong>la</strong>nce, l’entr<strong>et</strong>ien <strong>et</strong> <strong>la</strong> maintenance <strong>de</strong>s ouvrages.<br />

D’autres, par contre, ne peuvent accueillir du personnel que lorsqu’elles sont vidées, on parle<br />

alors <strong>de</strong> “mise en chômage”. Les émissaires, <strong>de</strong> forme circu<strong>la</strong>ire <strong>et</strong> <strong>de</strong> plus gran<strong>de</strong>s dimensions,<br />

appartiennent à c<strong>et</strong>te secon<strong>de</strong> catégorie.<br />

• Le mail<strong>la</strong>ge du réseau<br />

Les interconnexions entre les tronçons du réseau perm<strong>et</strong>tent <strong>de</strong> m<strong>et</strong>tre en chômage <strong>de</strong>s canalisations<br />

pour effectuer <strong>de</strong>s opérations <strong>de</strong> maintenance ou <strong>de</strong>s travaux. Le mail<strong>la</strong>ge du réseau offre également<br />

une souplesse <strong>et</strong> une optimisation du transport <strong>de</strong>s eaux usées en fonction <strong>de</strong>s zones <strong>de</strong>sservies <strong>et</strong><br />

<strong>de</strong>s stations d’épuration. Ainsi, si une station ne peut plus accueillir d’effluents pendant une pério<strong>de</strong><br />

donnée, ils peuvent être réorientés vers une autre station d’épuration. Aujourd’hui, les exploitants<br />

<strong>de</strong>s réseaux sont assistés par <strong>de</strong>s outils informatiques qui les ai<strong>de</strong>nt à réguler le réseau <strong>et</strong> à diriger<br />

les effluents (voir VI. A. 4. page 67, le logiciel <strong>de</strong> gestion <strong>de</strong>s effluents du SIAAP).<br />

• La sélectivité <strong>de</strong>s raccor<strong>de</strong>ments<br />

Nous avons vu dans le chapitre précé<strong>de</strong>nt que le raccor<strong>de</strong>ment <strong>de</strong>s effluents issus <strong>de</strong>s industriels<br />

n’est pas systématique. Le contrôle <strong>et</strong> <strong>la</strong> sélectivité <strong>de</strong> ces rej<strong>et</strong>s perm<strong>et</strong>tent <strong>de</strong> mieux connaître les<br />

polluants entrant dans le réseau. Parfois, à cause d’une forte charge en polluants organiques ou en<br />

micropolluants métalliques, chimiques ou biologiques, ces rej<strong>et</strong>s peuvent avoir <strong>de</strong>s conséquences<br />

néfastes sur le fonctionnement <strong>de</strong>s stations d’épuration, ils peuvent ainsi altérer <strong>la</strong> dégradation du<br />

traitement biologique ou introduire <strong>de</strong>s métaux dans les boues d’épuration.<br />

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