Travaux initiés en raison d’une problématique structurale 25

3 Comparaison à grande échelle des deux types de réseau 5

3.5 Travaux initiés en raison d’une problématique structurale 25

Dans cette section, on suppose que les travaux sont initiés en raison d’une problématique structurale et non en raison d’une problématique de débordements trop fréquents. Les analyses qui y sont réalisées visent à déterminer s’il est avantageux de procéder à la séparation du réseau lorsque que des conduites unitaires doivent être remplacées en raison de leur désuétude. On suppose donc, dans les calculs, que la séparation se fait au même rythme que les travaux requis sur le réseau unitaire, en raison de la détérioration structurale. Les coûts sont comparés sur une base annuelle. Ces coûts ne comprennent pas le gain associé à la réduction du volume d’eau acheminé à la station de traitement des eaux usées suite à la pseudo- séparation du réseau (scénarios S1 et S2) ni le coût supplémentaire de traitement des eaux usées (scénario S4), puisque la séparation se fait graduellement, d’année en année, et pas nécessairement en débutant par l’aval du réseau mais plutôt au gré des travaux de remplacement planifiés pour le secteur.

Le coût de construction des bassins et réservoirs de rétention est ramené à une base annuelle en divisant le coût de construction par 50. Ceci est une façon simplifiée de considérer une analyse sur un horizon temporel de 50 ans, sans tenir compte des taux d’intérêt.

Afin d’être cohérent avec cette dernière hypothèse, on devrait considérer un taux de remplacement annuel de 2 % de la longueur totale des conduites, ce qui correspond au renouvellement complet des conduites sur une période de 50 ans. Cependant, on a analysé divers taux de remplacement annuel variant de 0 à 10 % de la longueur totale des conduites. Pour les scénarios S3 et S4, les coûts annuels de remplacement des conduites sont calculés ainsi :





un an an u s

où : Cun-an = coût annuel de remplacement des conduites pour les scénarios unitaires ($/an); Tan = pourcentage annuel de remplacement (variant de 0 à 10 %) (proportion/an); Lu = longueur de conduites unitaires (m);

Ls = longueur de conduites sanitaires (m);

C1 = coût de remplacement d’une seule conduite = 780 $/m.

Pour les scénarios S1 et S2, les coûts annuels de remplacement des conduites sont calculés avec l’équation suivante :







1 1



ps an an s u s

C

_

T

L C

L C

C

(13)

où : Cps-an = coût annuel de remplacement des conduites pour les scénarios de pseudo- séparation ($/an);

Tan = pourcentage annuel de remplacement (variant de 0 à 10 %) (proportion/an); Ls = longueur de conduites sanitaires (m);

C1 = coût de remplacement d’une seule conduite = 780 $/m; Lu = longueur de conduites unitaires (m);

Cs = coût supplémentaire pour l’installation d’une seconde conduite dans la tranchée = 320 $/m.

3.5.1 Modification des sous-bassins et réseaux

Le coût et la performance environnementale des divers scénarios sont comparés, dans un premier temps, sur la base des modèles SWMM fournis par la Ville de Québec, qui représentent la situation actuelle pour les secteurs à l’étude. Les scénarios sont ensuite comparés en modifiant certaines caractéristiques des secteurs à l’étude, afin de vérifier dans quelle mesure les résultats de la comparaison peuvent varier pour des secteurs aux caractéristiques différentes. Les modifications apportées consistent à supposer : 1) que le pourcentage d’imperméabilité de chaque secteur à l’étude est de 75 %; et 2) qu’une proportion de 50 % du ruissellement est drainé par les conduites pseudo-sanitaires dans les scénarios de pseudo-séparation. Pour la première modification, on a tout simplement fixé à 75 % la valeur du

pourcentage d’imperméabilité de tous les sous-bassins des secteurs à l’étude. Pour la seconde, on a considéré que

Prop

_dom= 50 % au lieu d’utiliser les valeurs mentionnées au Tableau 4.

Les Tableaux 7 et 8 présentent un résumé des résultats obtenus pour des taux de remplacement annuel de 2 % et 10 % respectivement, pour les scénarios S2 et S3. Les résultats obtenus pour les autres taux de remplacement et pour tous les scénarios apparaissent en annexe (section 8.4). Les résultats des scénarios S1 et S4 ne sont présentés qu’en annexe puisque : i) en pratique, le scénario S4 ne pourrait pas être réalisé étant donné qu’il ne respecte pas les exigences environnementales; et ii) dans le scénario S1, le volume du bassin d’orage est dimensionné de façon à recevoir également le ruissellement du réseau majeur. Un tel bassin devrait en principe être construit aussi si le scénario unitaire est choisi.

En analysant les résultats des Tableaux 7 et 8, on constate que le choix entre séparation ou non du réseau unitaire sur la base des coûts conduit à des solutions différentes selon les secteurs et les taux annuels de remplacement. Ainsi, pour un taux de remplacement annuel de 2 %, la solution de séparation devrait être privilégiée pour les secteurs U047 et Ouest, mais la solution de non-séparation est la moins coûteuse pour les secteurs U040 et Beauport. Pour le secteur U047, ceci peut s’expliquer par le fait que le réseau de ce secteur est déjà séparé à environ 75 %; les coûts pour compléter la séparation sont donc peu élevés par rapport aux coûts de construction du réservoir de rétention. Par ailleurs, en raison de la configuration du réseau dans le secteur Ouest, le volume de rétention requis pour satisfaire les exigences de rejet est de 63 914 m3 pour ce secteur, ce qui désavantage fortement le maintien du réseau unitaire. Pour un taux de remplacement annuel de 10 %, cependant, la solution unitaire avec réservoir de rétention est privilégiée pour les quatre secteurs.

On note par ailleurs que l’augmentation du pourcentage d’imperméabilité, pour un même secteur, tend à favoriser la solution de pseudo-séparation par rapport au maintien d’un réseau unitaire, du moins pour un taux annuel de remplacement de 2 %. Ceci s’explique par l’accroissement du volume du réservoir de rétention requis lorsque l’imperméabilité augmente. À l’examen des résultats détaillés présentés en annexe (section 8.4), on note également que la solution de maintien du réseau unitaire est de plus en plus avantagée lorsque le taux annuel de remplacement des conduites augmente. Ceci est évident puisque, lorsque le pourcentage annuel de remplacement de conduites augmente au-delà d’une certaine valeur, le coût annuel de séparation des conduites vient à surpasser le coût annualisé du réservoir de rétention. Enfin,

pour les secteurs et taux de remplacement étudiés, le fait de considérer que 50 % des eaux de ruissellement sont acheminées vers le réseau pseudo-domestique (plutôt que 35 % pour les secteurs U040, U047 et Beauport) n’a pas d’impact sur la solution la moins coûteuse.

Tableau 7 - Comparaison des coûts pour les scénarios S2 et S3 en supposant un taux de remplacement annuel de 2 %; la cellule en grisé représente la solution la moins coûteuse

U040