Perturbation des mesures

2.1.

Encrassement important des cellules optiques

2.1.1.

Macro-encrassement

En réseau d’assainissement, de multiples facteurs peuvent causer des perturbations importantes des mesures de turbidité. Les sondes sont immergées dans des effluents chargés en matières occultantes comme les graisses et transportant de nombreux déchets flottants. De plus, le diamètre du faisceau optique passant entre les cellules optiques des capteurs a un diamètre de quelques millimètres et il peut facilement être obstrué par des déchets ou des macro-particules (Figure 21).

Figure 21 : faisceau optique de mesure entre les cellules optiques (à gauche, turbidimètre de marque Mobrey (Site de Maxeville à Nancy), à droite turbidimètre de marque Ponsel (Site de

Clichy à Paris)

Les cellules ou le faisceau peuvent se retrouver temporairement occultés par des macro- particules ce qui entraîne des pics élevés voire une saturation du signal. Si l’obstruction est temporaire, la perturbation ne dure que quelques secondes. En revanche, surtout pour les installations directes en collecteur, certains déchets, notamment les fils de papier toilette, peuvent rester accrochés sur les sondes quelques minutes, voire quelques heures et boucher complètement ou partiellement les cellules optiques. Les systèmes décrits au chapitre 2, paragraphe 1.2.3 (cage de protection, perche à l’amont etc.) ne suffisent pas à empêcher tous les déchets d’arriver jusqu’aux cellules optiques.

La Figure 22 donne un exemple de perturbation de l’une des deux sondes implantées sur le site de Clichy à Paris. Le site est en effet équipé de deux turbidimètres effectuant des mesures redondantes (voir le chapitre 3). Sur cet exemple, la sonde n° 2 ne subit pas de perturbations majeures. En revanche, la sonde n°1 est affectée par des bruits de très grande amplitude, de plus de 2000 FAU au cours de la journée du 4 au 5 janvier. Puis, le moment où le déchet se décroche de la sonde est clairement visible sur la figure puisque le signal retrouve brusquement un niveau normal et se superpose à celui de la sonde n°2.

Cet exemple montre que les perturbations peuvent durer plus de 24 heures. L’accrochage des déchets est donc un problème majeur des mesures en continu de turbidité dans le cas des sondes directement immergées dans les collecteurs. Ce type d’encrassement peut être qualifié de macro-encrassement (Bertrand-Krajewski et al., 2000; Ruban, 1995).

Chapitre 2 : implantation in situ 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 03/01/07 00:00 04/01/07 00:00 05/01/07 00:00 06/01/07 00:00 07/01/07 00:00 08/01/07 00:00 T u rb id it é ( F A U ) Sonde 1 Sonde 2

Figure 22 : Exemple d'occultation des cellules optiques par des macro-déchets - Site de Clichy (LEESU, OPUR)

2.1.2.

Micro-encrassement

Le micro-encrassement est un encrassement progressif des cellules optiques dû aux dépôts de couches de graisses ou de biofilms (Bertrand-Krajewski et al., 2000; Ruban, 1995).

Normalement, les turbidimètres sont équipés de dispositifs de nettoyage automatiques qui doivent pallier ce type de problème. Ces dispositifs peuvent toutefois s’user ou ne pas suffire à éliminer certaines couches de graisses. Les cellules optiques sont alors partiellement occultées par ces dépôts. Il s’ensuit non pas une saturation du signal comme dans le cas du macro-encrassement mais plutôt un décalage progressif du signal vers les valeurs hautes (Figure 23).

Ce type de phénomène a été rencontré sur le site de Clichy à Paris. En revanche, aucun phénomène de ce type ne s’est produit sur le site de Duchesse Anne à Nantes. La nature des effluents et le type de capteur utilisé peuvent donc jouer un rôle dans ce type d’encrassement. Dans la majorité des cas, un remplacement des pièces usées du système de nettoyage suffit à retrouver un signal correct. Le micro-encrassement peut donc être vu comme une alerte pour l’utilisateur l’informant qu’il doit procéder au changement des systèmes auto-nettoyants.

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 09/06/07 00:00 11/06/07 00:00 13/06/07 00:00 15/06/07 00:00 17/06/07 00:00 19/06/07 00:00 Tu rb id it é ( F A U ) Sonde 1 Sonde 2

Figure 23 : Exemple de micro-encrassement avec décrochage du signal de la sonde 2 - Site de Clichy (LEESU, OPUR)

2.2.

Nettoyage des cellules optiques

2.2.1.

Les systèmes de nettoyage automatiques

Les sondes de turbidité sont équipées de dispositifs de nettoyage automatique. Plusieurs systèmes existent (Bertrand-Krajewski et al., 2000) :

- nettoyage par insufflation d’air ou d’eau sous pression, - nettoyage par raclage (brosse, essuie-glace, balai, piston…), - nettoyage par ultrasons.

La fréquence de nettoyage est adaptée au milieu dans lequel les sondes sont immergées. Pour les turbidimètres Ponsel installés à Paris, la cadence de nettoyage a été fixée à 15 minutes pour les deux sites étant donné la rapidité d’encrassement. Sur un site de mesure de turbidité en rivière, la fréquence de nettoyage automatique a été ajustée à 5 fois par heure (Lawler et al., 2006). Les systèmes de nettoyage automatiques doivent être vérifiés et changés

régulièrement. Le fabriquant Ponsel recommande par exemple de les changer tous les ans mais en raison d’un encrassement important, les turbidimètres des sites parisiens des Quais et de Clichy s’usent rapidement et doivent être changés tous les 6 mois.

2.2.2.

Nécessité d’un nettoyage manuel régulier

Les dispositifs de nettoyage automatique ne suffisent pas toujours à éliminer complètement l’encrassement, notamment si les graisses sont tenaces. De plus, ils ne permettent pas de lutter contre l’encrassement dû aux macro-déchets, surtout si ces derniers ne se détachent pas tout seuls des sondes. Il faut donc procéder à des nettoyages manuels réguliers pour éliminer complètement toutes les salissures des cellules optiques et décrocher les déchets flottants des sondes (Lorentz et al., 2002). Dans le cas de mesures par absorption UV, il a été constaté

qu’une fréquence de nettoyage supérieure à une semaine entraînait de grosses dérives des mesures (Grüning & Orth, 2002). Même dans un milieu a priori moins perturbé qu’un réseau

d’assainissement comme une rivière, des nettoyages hebdomadaires ou bimensuels des sondes de turbidité doivent être effectués (Lawler et al., 2006; Wass et al., 1997).

A Nantes, sur le site de Duchesse Anne, et à Lyon, sur les sites de l’OTHU (Chassieu et Ecully notamment), les capteurs sont nettoyés toutes les semaines. A Paris, sur les sites des Quais et de Clichy, les capteurs sont nettoyés toutes les deux semaines. Effectuer des nettoyages manuels très réguliers des sondes (toutes les une à deux semaines) est une condition nécessaire à l’obtention de mesures exploitables. Les fréquences de nettoyage dépendent bien sûr de l’encrassement sur le site étudié et doivent être adaptées en fonction du retour d’expérience des utilisateurs.

Chapitre 2 : implantation in situ