Mise en œuvre de la turbidité en réseau d’assainissement
Chapitre 2. Comment mesurer la turbidité in situ ?
1. Mesures au fil de l’eau ou mesures en dérivation Selon les possibilités offertes par le site expérimental et selon les choix de l’utilisateur, il est
1.3. Fiabilité des dispositifs de mesures en dérivation
1.3.1.
Principe du système
Le paragraphe précédent a montré que l’installation in situ peut être difficile. Les mesures
directes en collecteurs sont plus sujettes à problèmes en raison des risques d’encrassement et d’endommagement des sondes par des déchets flottants. Dans ce contexte, certains dispositifs de mesures en continu ont été élaborés pour mesurer en dérivation. C’est le cas des sites de l’OTHU autour de Lyon, équipés de différents dispositifs de suivi en continu dont des mesures de turbidité pour les sites d’Ecully et de Chassieu. Les effluents étudiés sont pompés et envoyés vers un canal de mesure, situé dans un local technique équipé de différents dispositifs de mesures comme sur le schéma de la Figure 18, commun à tous les sites de mesure OTHU.
Chapitre 2 : implantation in situ
Figure 18 : Principe de fonctionnement d'un site de mesure en dérivation de l’OTHU (site web http://www.graie.org/othu)
La Figure 19 permet de visualiser le canal de mesure (gauche et droite) ainsi qu’une série de sondes de mesure dont une sonde de turbidité (au milieu) pour le site de Chassieu. Comme pour les mesures directes en collecteur, le canal de dérivation doit toujours bénéficier d’une hauteur d’eau et d’une vitesse d’écoulement suffisante afin de garantir des mesures fiables et représentatives et éviter les phénomènes de sédimentation et de décantation. A Lyon, la section du canal de mesure a été rétrécie à l’aval afin de garantir une hauteur d’eau suffisante à l’amont au niveau des sondes. Il faut également nettoyer le canal de mesure régulièrement. Sur le site d’Ecully, une électrovanne permet d’envoyer de l’eau potable via la pompe de prélèvement lorsque qu’il n’y a pas d’amenée d’effluents.
Figure 19 : Mesures en continu en dérivation dans un local technique sur le site de Chassieu à Lyon (INSA de Lyon – site de l’OTHU)
1.3.2.
La question de la représentativité
Dans le cas des mesures en dérivation, la question de la représentativité se pose à plusieurs niveaux :
- au niveau de l’implantation de la prise d’eau, - au niveau du canal de mesure en dérivation,
- au niveau du passage du collecteur vers le canal de mesure.
Pour le premier point, la question se pose de la même façon que pour les mesures de turbidité en collecteur et a été traitée dans le chapitre 2, paragraphe 1.1.2 lorsque les questions du choix du point de mesure en fonction de l’hydraulique ont été abordées. L’installation d’une prise d’eau doit répondre à certaines règles techniques, explicitées clairement dans la littérature (Bertrand-Krajewski et al., 2000).
Pour le deuxième point, il faut assurer une hauteur d’eau et une vitesse suffisantes dans le canal de mesure. C’est pour cela que le canal de mesure a été rétréci à l’aval à Lyon. Il reste donc la question du pompage de l’effluent du collecteur vers le canal de mesure. En réalité, cette question de représentativité est la même que celle se posant pour les préleveurs automatiques (Bertrand-Krajewski et al., 2000). La norme ISO 5667-10 recommande une
conduite d’échantillonnage d’un diamètre interne d’au moins 9 mm entre la prise d’eau et la distribution afin de réduire les risques de colmatage. Comme pour les prélèvements d’échantillons, il faut s’assurer que l’effluent ne subisse pas de modifications entre son prélèvement et son arrivée dans le canal de mesure. Pour éviter les problèmes de sédimentation, une vitesse de prélèvement de 1 m/s est souvent requise (Bertrand-Krajewski
et al., 2000), ce qui est le cas de la pompe péristaltique utilisée à Lyon. La norme ISO 5667-
10 préconise une vitesse minimale de 0,5 m/s.
La représentativité de la mesure en dérivation demande donc de vérifier plus de points que pour la mesure directe en collecteur. En plus de la représentativité du point de mesure, commun aux mesures en dérivation et aux mesures in situ, il faut s’assurer de critères relatifs :
- à l’installation de la prise d’eau dans le collecteur,
- au système de pompage (débit, vitesse, largeur des tuyaux, nettoyage etc.), - aux conditions d’écoulement dans le canal de dérivation.
1.3.3.
Compromis entre facilité de maintenance facilitée et
performance du système de pompage
La dérivation permet de faciliter les protocoles de maintenance avec un accès facilité aux appareils de mesures (Figure 20). Par ailleurs, cela permet d’équiper des sites en principe difficilement accessibles. Par exemple, les collecteurs des sites équipés à Lyon ne disposent pas de banquettes et sont en général très étroits (ovoïde A180 à Ecully et conduite circulaire 1600 mm à Chassieu).
Figure 20 : Accès facilité aux appareils de mesures dans un local technique proche du point de mesure sur le site de Chassieu à Lyon (INSA de Lyon – site de l’OTHU)
Le principal problème de ce type d’installation est le système de pompage nécessaire au fonctionnement de l’installation. Contrairement au prélèvement ponctuel d’échantillons, il s’agit de pomper les effluents en continu et avec un débit important. La grande sollicitation des pompes peut générer de nombreux problèmes techniques et des pannes diverses. Le principal problème concerne les pannes électriques des pompes et les pannes de courant. Il faut également veiller à empêcher le colmatage des tuyaux. A Lyon, sur le site de Chassieu et d’Ecully, le matériel utilisé est une pompe péristaltique (débit 1 l/s et vitesse 1 m/s). De façon préventive, les tuyaux sont changés toutes les 3 à 5 semaines, ce qui demande un important
Chapitre 2 : implantation in situ
changement des tuyaux nécessite 3 heures de travail. Afin de prévenir les éventuels colmatages, les pompes ont été programmées pour fonctionner en sens inverse (refoulement vers le réseau) pendant quelques secondes toutes les 10 minutes. Cela permet de nettoyer les tuyaux qui se sont rarement bouchés depuis la mise en place de ce système. La fiabilité des systèmes en dérivation dépend donc de la fiabilité des dispositifs de pompage. Le bon fonctionnement en continu et dans la durée de tels systèmes de pompages demande un investissement financier et une disponibilité de personnels importante.