Réhabilitation de la station de traitement des eaux usées de Corny-sur-Moselle

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de Corny-sur-Moselle

Aurèle de Malliard

To cite this version:

Aurèle de Malliard. Réhabilitation de la station de traitement des eaux usées de Corny-sur-Moselle. Sciences de l’ingénieur [physics]. 2016. �dumas-01658945�

Maître de stage : Mr Julien ARBILLOT

Soutenance : le 15/11/2016

REHABILITATION DE LA STATION DE

TRAITEMENT DES EAUX USEES DE

CORNY-SUR-MOSELLE

Etude de faisabilité

Aurèle de MALLIARD

Stage en vue de l’obtention du Mastère Spécialisé Eau

Potable et Assainissement

MOSELLE AGENCE TECHNIQUE 18, Boulevard Paixhans

57 000 METZ Tel : 03 55 94 18 11

REMERCIEMENTS

Je tiens tout d’abord à remercier Messieurs Arnaud SPET et Julien ARBILLOT pour m’avoir permis de réaliser ce stage de fin d’étude au sein de la MATEC, et plus particulièrement mon tuteur Julien ARBILLOT pour ses conseils, sa pédagogie et sa disponibilité durant mon stage.

Je remercie aussi le Pôle Eau Assainissement et Milieux Naturels de la MATEC, Messieurs Loïc BEHEM et Matthieu REBERT pour le partage des connaissances et pour la bonne ambiance au sein du bureau. Je remercie aussi l’ensemble du personnel de la MATEC pour leur accueil chaleureux, leur écoute et tous les enseignements que j’ai pu acquérir à leurs côtés.

Je souhaite aussi remercier Monsieur le Maire de Corny-sur-Moselle, Monsieur Denis BLOUET, pour son écoute et ses remarques concernant sa commune, ainsi que son Conseil Municipal.

Je veux remercier dans ce mémoire également, Messieurs Pierre-Jean DESSEZ et Julien LAURENT, pour leurs conseils et leur disponibilité tout au long de mon stage de fin d’étude.

Enfin je souhaite remercier chaleureusement ma famille pour leur présence, leur soutient et leurs conseils qui m’ont beaucoup servi, et Elodie qui m’a apporté une aide et un soutient inestimable.

RESUME

Afin de continuer son développement la commune de Corny-sur-Moselle a besoin de mener une étude sur son ouvrage de traitement des eaux usées. En effet dimensionné en 1986 pour 1 800 Equivalent Habitant (EH60) puis agrandie en 2005 avec la mise en place d’une

grille d’égouttage et d’un silo à boues supplémentaire, l’ouvrage traite aujourd’hui une pollution d’environ de 2 200 EH. En plus de cette surcharge un problème de fortes concentrations de cuivre dans les boues et un risque inondation est à prendre en compte sur la commune. En sa qualité d’Assistant au Maître d’Ouvrage, Moselle Agence Technique a présenté plusieurs études répondant aux problématiques afin de donner à la commune toutes les options possibles en vue d’une décision sur le futur de son assainissement. L’extension ou la construction d’une nouvelle station, le traitement commun avec une commune voisine et le raccordement au réseau de Metz Métropole (HAGANIS) ont ainsi été envisagés et étudiés. Ces scénarios, dont ceux qui seront choisis serviront alors dans de cadre aux études plus détaillées qui seront développées lors de l’implémentation du projet.

Mots clefs : Corny-sur-Moselle, Extension, Inondation, Cuivre, Traitement des eaux usées, HAGANIS, Assainissement.

ABSTRACT

To be able to densify its population the municipality of Corny-sur-Moselle needs to do a study on its wastewater treatment plant. Built in 1986 for 1 800 population habitants (p.e.) then extended 2005 with a sludge thickener and container, however today the plant treats a pollution of 2 200 p.e. In addition to this overcharged a high concentration a copper in its sludge has been measured. Floods are also a problematic for Corny-sur-Moselle to take care to find the right place to build or extend the wastewater treatment plant.

As Contracting Owner’s assistant, MATEC studied different options to answer to the municipality problematics. Those studies will help the City Council to take the best decision. An extension, a new plant on the same place, a mutualisation with a neighbor municipality, and the connection to Metz Metropole (HAGANIS) sewage network were investigated and studied. Those solutions, and the chosen one will be used for detailed studies which will be developed during the project implementation.

Key words: Corny-sur-Moselle, Extension, Flood, Copper, Wastewater treatment, HAGANIS, Sanitation.

SOMMAIRE ... 4

INTRODUCTION... 1

1. PRESENTATION DU CONTEXTE ET DE LA PROBLEMATIQUE ... 2

1.1. Situation et présentation des structures ... 2

1.2. Problématiques ... 3

2. CARACTERISTIQUES DU MILIEU ET RISQUE INONDATION ... 4

2.1. Risques naturels ... 4

2.2. Enjeux naturels ... 6

2.3. Captages ... 7

3. ETAT DES LIEUX DE L’EXISTANT ET PROJECTION ... 9

3.1. Consommation d’eau potable ... 9

3.2. Système d’assainissement ... 9

3.3. Paramètres d’entrée ...12

3.4. Station d’épuration existante ...12

3.5. Production de boues ...19

3.6. Population et évolution de l’urbanisme ...20

3.7. Camping ...20

4. TRAITEMENT DES EAUX SUR LA COMMUNE DE CORNY-SUR-MOSELLE ...22

4.1. Hypothèses de calcul ...22

4.2. Problématique cuivre ...22

4.2.1. Résumé des précédentes études ...22

4.2.2. Traitement du cuivre...25

4.3. Extension de la station existante ...27

4.4. Construction d’une nouvelle station de Boues Activées ...29

4.5. Localisation de l’extension et ou de la nouvelle station d’épuration ...30

4.6. Taux global de dépollution ...31

4.7. Nomenclature loi sur l’eau ...33

5. TRAITEMENT DES EAUX MUTUALISE AVEC LA COMMUNE DE JOUY-AUX ARCHES ...34

5.1. Hypothèses ...34

5.2. Problématique du cuivre ...34

5.3. Refoulement des eaux ...34

5.4. Station de traitement commune ...37

5.5. Localisation de la station de traitement des eaux ...39

5.6. Taux global de dépollution ...41

6.2. Raccordement des communes de Corny-sur-Moselle et de Jouy-aux-Arches ...45

CONCLUSION TECHNIQUE ...48

CONCLUSION GENERALE ...49

TABLE DES FIGURES...50

TABLE DES TABLEAUX ...51

TABLE DES GRAPHIQUES ...53

TABLE DES EQUATIONS ...53

BIBLIOGRAPHIE ...54

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Aurèle de MALLIARD – Mémoire du Mastère Spécialisé Eau Potable et Assainissement 2016 1

INTRODUCTION

La commune de Corny-sur-Moselle, propriétaire de son ouvrage de traitement des eaux usées, souhaite densifier sa population communale. Plusieurs projets, présentés au Plan Local d’Urbanisme du 08 Janvier 2016, vont dans ce sens avec la construction de 143 nouveaux logements.

La station de traitement des eaux usées, construite en 1986 pour 1 800 EH60 puis

agrandie en 2005 avec la mise en place d’une grille d’égouttage et d’un silo supplémentaire. Elle est aujourd’hui en deçà de l’apport en pollution du réseau d’assainissement qui est supérieur à 2 200EH. A savoir que la population de Corny-sur-Moselle était de 2 248 habitants en 2013 d’après le recensement de l’INSEE.

Or l’autorisation de nouvelles constructions sur le territoire communal ne sera délivrée qu’à condition d’une extension ou d’une réhabilitation de la station de traitement des eaux usées, voire d’un raccordement à une collectivité voisine. C’est pourquoi la commune a missionné Moselle Agence Technique pour réaliser une étude de faisabilité avec comparaison technico-économique des différentes solutions possibles.

Dans le cadre de cette étude plusieurs solutions ont été décrites, la réhabilitation de la station actuelle, la mutualisation du traitement avec une commune voisine et le raccordement au réseau d’assainissement de Metz.

Après présentation de la commune et de ses problématiques, un état des lieux du réseau existant et de la station sera fait, ensuite les différentes solutions de travaux seront présentées et comparées afin de donner toutes les clefs de décision à la commune.

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1.

PRESENTATION DU CONTEXTE ET DE LA PROBLEMATIQUE

1.1.

Situation et présentation des structures

La commune de Corny-sur-Moselle se situe dans la région Grand Est et au sein du département de la Moselle, à une douzaine de kilomètres au Sud-Ouest de Metz, comme le montre la Figure 1.

Quelques données chiffrées sur cette commune [INSEE]  Population de 2 248 habitants en 2013

 Croissance de 0,9% de la population entre 2008 et 2013  Superficie de la commune : 8,2 km2

 Nombre de logement en 2013 : 955

Figure 1: Représentation de la localisation de Corny-sur-Moselle [GEOPORTAIL]

La commune est accompagnée par Moselle Agence Technique (MATEC), centre de ressources techniques au service des collectivités, comme Assistant à Maitrise d’Ouvrage (AMO).

La MATEC est un établissement public administratif dont la gouvernance est partagée entre le Département et les collectivités membres.

Elle intervient auprès des différentes communes et intercommunalités membres pour apporter un appui technique et juridique sur les problématiques d’aménagement des espaces, de construction et de réhabilitation des bâtiments publics, de traitement des eaux et d’assainissement. En qualité d’AMO la MATEC aide les communes à lancer des projets, rédiger les appels d’offres, désigner et encadrer des maitres d’œuvre, superviser la réalisation des travaux. En plus de son pôle Eau Assainissement et Milieux Aquatiques, Moselle Agence Technique possède un pôle Voirie et un pôle Bâtiment.

C’est donc en sa qualité de technicien dans l’eau et l’assainissement que la MATEC intervient au côté de la commune pour la réalisation de cette étude en partenariat avec l’Agence de l’Eau Rhin Meuse, le Département de la Moselle et la Direction Départementale des Territoires.

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1.2.

Problématiques

La commune de Corny-sur-Moselle souhaite augmenter sa population et donc construire de nouveaux logements. Le Plan Local d’Urbanisme, adopté en Janvier 2016 vise la construction de 176 logements d’ici à 30 ans.

Aujourd’hui le seul frein à ce développement est la capacité de la station d’épuration. Construite en 1986, agrandie en 2005 elle est dimensionnée pour une capacité de 1 800 EH60.

Or la commune possède déjà une population de 2 248 habitants au référencement INSEE 2013. La population apportant une charge de pollution plus importante que celle du dimensionnement actuel et étant au-dessus de 2 200 EH60 un changement au regard de la

réglementation est à faire afin de mettre en conformité la station. Par ailleurs l’autorisation de construction ne pourra être donnée par la Directions Départementales des Territoire (D.D.T) qu’après extension/réhabilitation de cette station d’épuration.

En plus du changement requis par la réglementation et l’accroissement de la population, la station d’épuration est située en zone inondable. La remise en conformité de l’installation devra prendre en compte cette problématique et regarder la constructibilité de la commune pour un futur emplacement.

Les boues de la station d’épuration sont polluées au cuivre avec des concentrations supérieures à celles limites pour l’épandage. Cette pollution est un souci pour la commune, qui n’arrive pas à localiser la source de contamination au cuivre malgré plusieurs mesures et enquêtes de terrain. Elle conduit à des surcoûts que la commune voudrait éviter.

En sa qualité d’AMO, la MATEC a mené une étude de faisabilité afin de répondre à ces différentes problématiques. Elle permettra de

 Réaliser un diagnostic technique de la station actuelle et de mesures les volumes traités.

 Identifier les zones constructibles situées sur la commune.  Evaluer l’impact du rejet sur le milieu naturel.

 Analyser les aspects réglementaires liés au Dossier Loi sur l’Eau.  Estimer les besoins futurs à partir de données démographiques.  Recenser et analyser les différents scénarios possibles.

Concernant la problématique de cuivre, les différentes études déjà menées seront regroupées et analysées. Un état de l’art sera fait pour comparer les différentes façons de séparation des boues. En fonction des résultats obtenus une nouvelle étude pourra être réfléchie.

La station de traitement des eaux usées de Corny-sur-Moselle traite actuellement une pollution de 2 248 habitants alors qu’elle n’est dimensionnée que pour un apport de 1 800 EH60. Cette étude de faisabilité devra apporter une aide décisionnelle aux élus au regard du

risque inondation, de la problématique cuivre dans les boues et d’une amélioration du traitement des effluents avec une critique technico-économique.

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2.

CARACTERISTIQUES DU MILIEU ET RISQUE INONDATION

2.1.

Risques naturels

Deux risques naturels sont présentés dans la Plan Local d’Urbanisme : le risque d’inondation et celui de glissement de terrain. Dans ce même PLU la station est considérée comme étant sur une zone inondable. Elle est repérée en zone « NCi » qui est caractérisée par :

 « Les secteurs NC correspondent aux espaces de protection des périmètres de captage immédiats pour l’alimentation en eau potable ainsi que le site de la station d’épuration. »

 « Les secteurs soumis au risque d’inondation (PPRi) sont représentés par l’indice « i ». Les dispositions du Plan de Prévention du Risque d’inondation s’appliquent. »

Un extrait de la carte « Plan de prévention du risque naturel Inondation et Mouvement de terrain » est présentée dans la Figure 2.

Figure 2: Zonage du Plan de Prévention du risque naturel « Inondation » et « Mouvement de terrain »

La STEP se situe en Zone Ri où la crue de référence atteint la cote de 174,70m. Il s’agit des secteurs naturels, sans considération de la hauteur d’eau, nécessaires à l’écoulement et au stockage des crues.

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Selon la règlementation du PPRI (Annexe 1 – Réglementation des zones inondables), les zones Ri, soit la zone de la STEP, sont inconstructibles. Or l’Article 2.2 autorise sous conditions : « Les constructions, installations et équipements strictement nécessaires au fonctionnement des services publics et services concessionnaires de réseaux qui ne sauraient être implantés en d’autres lieux ».

Afin que le projet d’extension, ou de construction, soit autorisé par la D.D.T la constructibilité de Corny-sur-Moselle doit être analysée. C’est pourquoi les différentes zones entrainant une exclusion de construction de station d’épuration seront présentées dans cette partie.

En plus d’un risque d’inondation, la commune est concernée par des mouvements de terrain. La carte de ce risque provenant du PPR est présentée dans la Figure 3.

Figure 3: Aléas mouvement de terrain sur la commune de Corny-sur-Moselle (Plan de Prévention du Risque Inondation et Mouvement de Terrain)

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2.2.

Enjeux naturels

La commune est concernée par une Zone Naturelle d’intérêt Ecologique Faunistique et Floristique (ZNIEFF) de type 2, c’est-à-dire un grand ensemble naturel riche et peu modifié, offrant des potentialités biologiques importantes. Sur son territoire c’est la ZNIEFF « Coteaux calcaires de la Moselle en aval de Pont-à-Mousson » qui concerne la commune. La Figure 4 représente cette ZNIEFF sur le territoire.

Figure 4: Localisation de la ZNIEFF Coteaux calcaire de la Moselle en aval de Pont-à-Mousson sur la commune de Corny-sur-Moselle [GEOPORTAIL]

L’Agence de l’Eau n’autorise pas de construction de station d’épuration au sein de ces zones, un déplacement ou une construction nouvelle dans le périmètre de la ZNIEFF n’est donc pas envisageable.

Aucune zone humide remarquable sur la commune n’est référencée par l’Agence de l’Eau Rhin Meuse (GéoRM) pour les SDAGE 2009-2015 et 2016-2021.

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2.3.

Captages

Deux captages se situent dans le voisinage de la station. Les périmètres de protection de captages de ces deux sources peuvent donc influencer sur la réhabilitation de la station. Ces périmètres sont présentés sur la Figure 5.

Figure 5: Périmètre de captage des sources de Corny-sur-Moselle (Plan des Contraintes Corny-sur-Moselle)

On pourra noter que la station d’épuration existante est située en bordure extérieur du périmètre de protection éloigné du captage.

Une synthèse, sous forme de figure, des différentes contraintes de la commune est présentée en Annexe 2 – Synthèse des contraintes de la commune de Corny-sur-Moselle. Elle sera la base sur laquelle l’implantation de la future station sera recherchée.

Afin de répondre à la question de constructibilité de la commune la Figure 6 (en page suivante) regroupe les zones suivantes en les considérant comme inconstructibles :

 Zone inondable

 Zone de mouvement de terrain  ZNIEFF

 Zones d’exclusion de 100 mètres autour des habitations afin de respecter l’Arrêté du 21 juillet 2015

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Figure 6: Représentation des zones non constructible sur la commune de Corny-sur-Moselle (inondabilité, ZNIEFF, mouvement de terrain) [GEOPORTAIL]

Les différentes contraintes de la commune, symbolisées en rouge sur la carte, montrent que Corny-sur-Moselle ne possède pas de zone qui pourrait accueillir une extension/réhabilitation.

Malgré le fait que la station soit en zone non constructible, seul l’Article 2.2 du Plan de Prévention du Risque Inondation, autorise l’extension/réhabilitation sur le site actuel, après accord de la D.D.T.

Si l’extension ou la construction d’une nouvelle station est choisie celle-ci devra se trouver au-dessus de la cote de crue de référence et être construite avec des matériaux non sensibles à l’eau. De plus les citernes devront être lestées et avoir des murets de protection au-dessus de la cote de référence. Le stockage de produits cités dans la réglementation devra aussi se faire au-dessus de la cote de référence. Les conduites d’électricité et de réseau devront être étanches et avoir un dispositif de mise hors service. Enfin un diagnostic de vulnérabilité devra être établi.

Dans tous les cas, les services de la D.D.T devront être associés à l’ensemble des études relatives à la réhabilitation de la station de traitement des eaux usées.

D’après l’Article 2.2 du PPRI, le site actuel de la station d’épuration pourrait donc être réutilisé après validation de la D.D.T. En anticipant cette réponse une étude topographique a été lancée sur la station existante afin de mesure sa cote et celles des parcelles voisines.

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3.

ETAT DES LIEUX DE L’EXISTANT ET PROJECTION

Après s’être intéressé aux caractéristiques de la commune, l’état des lieux de l’existant doit être fait. Un premier point sur les consommations d’eau potable sera donc présenté afin de déterminer les volumes transitant dans le réseau. Puis le réseau sera décrit ainsi que la pollution qu’il transporte. L’ouvrage actuel et ses procédés seront présentés et une équation de boue déterminée. Enfin la population de la commune sera prise en compte et estimer pour la situation future.

3.1.

Consommation d’eau potable

Le service d’eau potable sur la commune de Corny-sur-Moselle est géré par affermage. C’est Véolia qui a été mandaté pour assurer cette distribution.

Les consommations en eau potable de la commune, d’après le Rapport Annuel Délégataire de Véolia, sont regroupées dans le Tableau 1.

Tableau 1: Evolution de la consommation en eau potable entre 2008 et 2015

Année 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Estimation du nombre d’habitants desservis 2 172 2 163 2 190 2 211 2 236 2 261 2 265 2292 Nombre d’abonnés 790 793 808 805 821 809 826 840 Volume vendu (m3_/an) 100 917 103 613 109 934 97 946 97 546 105 320 93 444 102 145 Dotation hydrique (L/hab.j) 127 131 137 121 119 127 113 122

La moyenne des mesures de dotation hydrique de Véolia est de 125 L/hab.j. Or un Equivalent Habitant Hydraulique est estimé à 165 L/hab.j [SADOWSKI, 2015a].

Afin de dimensionner les ouvrages la valeur de 135L/hab.j sera utilisée. Proche de la valeur moyenne mesurée elle permettra de tenir compte d’un facteur de sécurité. Une consommation de 165 L/hab.j aurait représenté une différence trop importante avec la valeur moyenne mesurée.

Pour le reste de cette étude, la consommation spécifique de Corny-sur-Moselle, en eau potable sera arrêtée à 135L/hab.j.

3.2.

Système d’assainissement

Le système d’assainissement de la commune de Corny-sur-Moselle est composé d’un réseau principalement séparatif en PVC et de 4 postes de refoulement/relèvement plus 1 pour le camping. Il peut être découpé en 4 zones de par ses postes de refoulement/relèvement comme le montre la Figure 7 présentée à la page suivante.

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Figure 7: Représentation des découpages de la commune de Corny-sur-Moselle en fonction des différents postes de refoulement/relèvement [GEOPORTAIL]

Trois campagnes de mesures 24h en entrée de station ont été menées par le SATESE, elles sont présentées dans le Tableau 2 ci-dessous :

Tableau 2: Mesures 24h effectuées par le SATESE

Paramètre de la station

Paramètres Unités Valeurs

Débit moyen journalier m3_{/j 355}

Débit maximal m3_{/h 44}

Mesure SATESE 10-11/06/2014

Débit mesuré m3_{/j 360}

Débit de maximal m3_{/h 21,2}

Taux de dilution Débit % 150

Remarques Orage le jour des mesures, et averses la semaine précédente

Mesure SATESE 29/02-01/03/2016

Débit mesuré m3_{/j 611}

Débit de maximal m3_{/h 37,4}

Taux de dilution Débit % 200

Remarques Jour de mesure sec, semaine précédent pluie

Mesure SATESE 24/08/2016

Débit mesuré m3_{/j 262}

Débit de maximal m3_{/h 17,3}

Taux de dilution Débit % 70

Remarques Jour de mesure sec, semaine précédente humide

Les mesures effectuées par le SATESE montrent une variabilité du débit journalier et donc du taux de dilution. Cet apport d’Eau Claire Parasite (ECP) peut s’expliquer par l’infiltration de la nappe, ou des branchements du réseau pluviale sur le réseau séparatif. Sans données précises par rapport à l’évolution de la nappe et son influence sur les ECP, le taux de dilution est estimé à 100%, valeur que la commune se devra de respecter.

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De plus le tableau montre que le débit maximal en entrée de station n’est jamais atteint. Cela s’explique par la volonté de protection de la station de traitement. En effet le poste de refoulement n’est pas utilisé à son débit maximum. Il est de plus employé comme régulateur. En temps de pluie le réseau se met donc en charge et des déversements s’opèrent en amont du poste. Le poste n’étant pas encore équipé pour l’autosurveillance aucune mesure n’a été faite du volume déversé. Son équipement devra être assuré avant le 31 décembre 2016. Un dépassement de cette date entrainera des sanctions de la part de la D.D.T. Or si une extension/réhabilitation de la station est engagée une dérogation pourra être faite.

Seules les alertes niveau très haut de l’exploitant peuvent être utilisées pour estimer les temps de déversement.

Le Tableau 3 regroupe les défauts du poste envoyés par l’exploitant, ainsi qu’un relevé de pluie sur différents sites météorologiques.

Tableau 3: Temps de déversement estimé et mesure pluviométrique

Date Temps estimé de déversement (min)

Mesure de pluie Corny-sur-Moselle [Infoclimat.fr] (mm)

Mesure de pluie Metz [Météo-France.com] (mm) 12/07/2016 - 12 5,7 13/07/2016 88 0,8 2,8 04/08/2016 - 5 5,6 05/08/2016 11 0,4 0 14/09/2016 - 0 0 15/09/2016 4 5,8 4 17/09/2016 - 6,4 6 18/09/2016 76 1,4 1,3 30/09/2016 - 1,4 10,9 01/10/2016 137 13,4 13,5

Les relevés de pluviométrie accessibles, lors de cette étude, sont ceux d’une station amateur située à Corny-sur-Moselle et ceux de Météo France pour la ville de Metz. Plusieurs éléments peuvent expliquer les différences de relevé : la position géographique, l’appareil de mesure, l’heure de la première mesure de la journée…

Au regard du tableau une pluie de minimum deux jours semblent entrainer des déversements au milieu naturel. Afin de quantifier au mieux les déversements du réseau une étude sera demandée au maitre d’œuvre. Des mesures sur le déversoir d’orage ainsi qu’au poste de refoulement devront être faites ainsi qu’une corrélation soit faite en fonction des volumes de pluie.

Aujourd’hui afin d’éviter tout déversement, même en temps de faible pluie, l’agrandissement de la chambre de refoulement et l’augmentation de la capacité hydraulique de la station sont à envisager. La réhabilitation de la station permettra ainsi de réduire considérablement les déversements.

Les valeurs de débit mesurées, permettent de dire que le réseau apporte un débit plus important que celui pour lequel la station a été dimensionnée.

C’est pourquoi une limitation a été mise en place sur la poste de refoulement par l’exploitant entrainant des déversements en temps de pluie. Malgré le fait que ces déversements ne soient pas mesurés ils n’ont pas lieu d’être et diminuent la qualité de traitement global de la station d’épuration.

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3.3.

Paramètres d’entrée

Des mesures ont été faites par le SATESE de Moselle afin de vérifier le fonctionnement de la station. Ces mesures permettent de faire un point sur les paramètres d’entrée de la station et la production de pollution de la commune.

L’Annexe 3, regroupe les différentes mesures effectuées par le SATESE ainsi que les ratios, utilisés par le CEMAGREF pour l’établissement de l’Equivalent Habitant [SADOWSKI, 2015a]. Elle permet de comparer les données et ainsi de déterminer l’EH de la commune de Corny-sur-Moselle.

Les résultats, obtenus par les mesures du SATESE, possédant des coefficients de variation inférieurs à ceux calculés par le CEMAGREF, sont donc plus adaptés à la situation de la station de traitement actuelle. Nous les utiliserons pour caractériser l’Equivalent Habitant de la commune de Corny-sur-Moselle (cf Tableau 4 ci-dessous).

Tableau 4: Equivalent Habitant pour la commune de Corny-sur-Moselle

Paramètres DBO5 DCO NK NH4 Pt MES

Unités gDBO5/j gDCO/j gN/j gN/j gP/j gMES/j

Equivalent Habitant SATESE 60 144,0 15,5 11,5 1,9 85,0 Source Directive ERU DCO / DBO5 DBO5 / NK DBO5 / NK et N-NH4 / NK DBO5 / Pt DCO / DBO5 et MES / DCO

3.4.

Station d’épuration existante

La station de Corny-sur-Moselle a été inaugurée en 1986 pour une capacité de 1 800 Equivalents Habitants60. Elle a été ensuite agrandie en 2005 avec la mise en place d’une grille

d’égouttage et d’un silo supplémentaire. Les différents paramètres de dimensionnement sont regroupés dans le Tableau 5 ci-dessous :

Tableau 5: Dimensionnement station actuelle

Paramètre Unités Valeurs

Capacité EH60 1 800

Volume journalier m3 ₃₅₅

Débit moyen m3_{/h 14,8}

Débit maximum m3_{/h 44,0}

Le traitement de la station est de type boues activées et son synoptique est présenté dans la Figure 8: Synoptique station actuelle présentée à la page suivante.

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Figure 8: Synoptique station actuelle

En entrée de station deux postes de refoulement apportent le débit. Le poste de refoulement principal est composé de deux pompes de 27,5 m3_{/h chacune, avec}

fonctionnement en appoint. Le poste secondaire apporte les eaux usées du Camping. Les eaux rejoignent le dégrilleur rotatif d’une largeur de 0,5m avec un espacement de barreaux de 2,5cm.

Elles arrivent ensuite dans le dessableur statique, ouvrage de 2m de longueur 1,25m de hauteur et un niveau trop plein de 1,25m, puis le dégraisseur statique d’une surface de 3m2

pour un volume de 4,2 m3_.

Elles se dirigent ensuite dans le bassin d’aération d’une surface de 100m2 _{et d’un volume de}

305 m3 _{où les charges carbonées, azotées et phosphorées sont traitées par croissance}

bactérienne. Les eaux arrivent dans le clarificateur, où la biomasse est séparée des eaux par gravitation, avant de retrouver le milieu naturel. Cet ouvrage possède une surface de 74m2 _et

d’un volume de 128 m3_.

Les boues séparées sont acheminées jusqu’à une grille d’égouttage dynamique, d’un débit massique de 44kgMS/h, qui les épaissit avant de rejoindre un des deux silos à boue, un dénommé ancien, d’une capacité de 143 m3_{, et d’un silo, dénommé nouveau, d’une capacité}

de 430 m3_.

Les rejets de la station de Corny-sur-Moselle sont soumis à l’Arrêté du 21 juillet 2015 relatif aux systèmes d'assainissement collectif et aux installations d'assainissement non collectif, à l'exception des installations d'assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique inférieure ou égale à 1,2 kg/j de DBO5. Les limites qu’elle doit respecter sont présentées en Annexe 4. Elles permettent de vérifier l’état de traitement de la station dans une étude qui est présentée dans cette même annexe.

Au regard des concentrations imposées, par la réglementation des stations inférieures à 2 000 EH, la station de Corny-sur-Moselle a respecté les valeurs limites, malgré une augmentation de la population

Bien que la population de Corny-sur-Moselle ait augmenté depuis la construction de la station d’épuration cette dernière a une capacité à accepter et traiter des eaux supérieures à sa valeur de dimensionnement. Par contre elle devrait atteindre une limite de traitement si une charge plus importante lui est imposée.

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Afin que le bilan de l’existant soit complet il est important de faire un état des lieux procédé par procédé pour voir celui ou ceux qui sont limitants par rapport à la situation actuelle.

3.4.1.

Postes de refoulement

Deux postes de refoulements alimentent la station. Le premier véhicule les eaux de tout le réseau d’assainissement, le second relève les eaux usées du camping. Seul le poste de refoulement principal sera analysé car celui du camping n’est pas appelé à changer. Les mesures faites par le SATESE le 29 février 2016 font état d’un débit de 27,5 m3_{/h et d’un}

bon état extérieur. Pour un fonctionnement de 24h le volume pompée est de 660m3 _{et le débit}

des deux pompes mesuré est de 55m3/h.

Il a été tout de même signalé le problème d’alternance entre les deux pompes qui se fait manuellement, grâce à un commutateur, plutôt qu’automatiquement après chaque pompage.

Figure 9: Photographie du poste de refoulement principal

3.4.2.

Dégrilleur

Le dégrilleur est un édifice important pour la station d’épuration. Il permet de séparer les gros déchets de l’eau et évite tout problème mécanique pour le reste des appareils.

Tableau 6: Bilan du dégrilleur

Dégrilleur

Remarques SATESE

L’efficacité du dégrilleur est jugée peu efficace et une remise en question de son aptitude à séparer les solides a été faite. Ces observations peuvent traduire d’une vétusté de l’édifice ou d’un dimensionnement en deçà des

capacités demandées par l’écoulement.

L’inspection visuelle du poste de refoulement principal n’a pas montré de défaut particulier. Si une extension est choisie il faudra penser à :

 Renforcer ce poste afin d’assurer la demande future ainsi que la sécurisation du poste.  Automatiser la commutation d’une pompe sur

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Figure 10: Photographie du dégrilleur

3.4.3.

Dessableur

L’édifice de dessablage permet la séparation, par gravité, de toutes particules possédant une taille supérieure à 200µm. Ces particules, essentiellement du sable, des graviers, des morceaux de verre…, sont séparées afin de :

 Protéger les équipements mécaniques de toutes abrasions et usures.  Eviter tout dépôt dans les canalisations.

Tableau 7: Bilan du dessableur

Dessableur

Surface dessableur m2 _1,22

Au regard du dimensionnement de l’ouvrage le débit maximal admissible sur cet ouvrage est de

41m3_/h/

Charge max état de l'art m3_/m2_.h

50<

[BERLAND, 2014a] [SADOWSKI, 2002]

Débit maximal admissible m3_{/h 41}

Figure 11: Photographie du dessableur

L’inspection du dégrilleur a montré que l’enlèvement des déchets séparés se fait manuellement par l’exploitant. De plus en cas de colmatage du procédé il n’y a pas de second canal avec dégrilleur manuel où les eaux pourraient passer.

Le dessableur n’a pas montré de défaut au niveau structurel lors de l’inspection visuelle. Il a été noté sa non automatisation, l’exploitant doit enlever le sable décanté avec une pelle.

Si l’intégrité de l’ouvrage concernant l’état réel des bétons ne peut pas être assurée par cette visite, son remplacement par un procédé automatique est nécessaire.

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3.4.4.

Dégraisseur

Cette étape se rapporte à la séparation de toutes les matières flottantes d’une densité inférieure à l’eau et aux eaux usées. Ces huiles ou graisses si elles ne sont pas séparées vont dégrader les différents traitements situés en aval.

Tableau 8:Bilan du dégraisseur

Dégraisseur

Volume dégraisseur m3 _{4,2 En fonction du temps}

de passage choisi pour le dimensionnement, le débit acceptable pour le dégraisseur est de

21 à 51 m3_/h

Temps de passage état de l'art min

5-12 [GAÏD, 2008]

[TCHOBANOGLOUS, 2003]

Volume admissible m3_{/h 21 - 50}

Figure 12: Photographie du dégraisseur

3.4.5.

Bassin d’aération

Afin de faire l’état des lieux du bassin d’aération la capacité de traitement uniformisée est utilisée, soit 0,35 kgDBO5/m3 _{[AERM, 2007] sans traitement de l’azote et 0,3 kgDBO5/m}3

avec le traitement de l’azote (permettant d’atteindre une norme NGL 15mg/L en sortie) [SADOWSKI, 2002].

Grâce à ces données la capacité de traitement du bassin d’aération est estimée à 1 779 EH60 sans traitement de l’azote et 1 525 EH60 avec le traitement de l’azote (détail des calculs

en Annexe 5). Ces résultats montrent donc que le bassin d’aération est sous dimensionnée par rapport à la charge qui est apportée par le réseau et de surcroit si une augmentation de la population est prévue.

Comme pour le déssableur, l’inspection visuelle effectuée n’a pas montré l’existence de dommage grave sur la structure du dégraisseur.

L’intégrité de l’ouvrage concernant l’état réel des bétons ne peut être assurée mais sa non automatisation a été notée. Cet ouvrage ne possède pas de raclage automatique et l’exploitant doit enlever les huiles et graisses manuellement. Si la structure de l’ouvrage est considérée en bon état et adaptée, sa non automatisation est un problème et nécessite un remplacement lors de l’extension de la station.

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Figure 13: Photographie du bassin d'aération

3.4.6.

Dégazeur

Le dégazeur est un ouvrage permettant aux bulles de se séparer des flocs afin d’améliorer leur décantabilité.

Figure 14: Photographie du dégazeur

3.4.7.

Clarificateur

Comme pour le bassin d’aération les capacités de traitement du clarificateur ont été calculées grâce à la capacité de traitement uniformisé. Pour cet ouvrage les valeurs de vitesse ascensionnelle de 0,2m/h pour le débit moyen de 0,6m/h [AERM, 2007] pour le débit de référence ont été retenues. Le tableau de calcul de ces paramètres est présenté en Annexe 5.

Comme le montre les résultats obtenus, le clarificateur a bien été réalisé selon le dimensionnement pour accepter le débit de pointe et le débit moyen (44,4 m3_{/h pour le débit}

de référence et 14,8 m3_{/h pour le débit moyen). Par contre l’augmentation de la population de}

la commune a entrainé une augmentation du débit au-dessus de celui prévu au dimensionnement. Le procédé est donc arrivé à sa capacité limite.

L’intégrité du dégazeur concernant l’état réel des bétons n’a pu être formellement attestée. Sa vétusté (pas de raclage automatique en surface, ni de récupération des flottants) nécessitera un nouvel édifice afin d’assurer son bon fonctionnement.

La visite n’a pas permis d’évaluer l’état de vétusté de l’ouvrage concernant l’état réel des bétons.

Les calculs théoriques ont montré une atteinte des limites de l’ouvrage. Une extension est nécessaire.

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C’est pourquoi une limitation a été mise en place sur le poste de refoulement principal afin d’éviter tout problème hydraulique sur la station, cette restriction cause des déversements d’eaux non traitées dans le milieu naturel.

Figure 15: Photographie du clarificateur

3.4.8.

Grille d’égouttage

La grille d’égouttage GDD est le premier ouvrage de gestion des boues de la station. D’une largeur de grille de 50cm, elle permet une déshydratation des boues en vue de leur futur stockage dans les silos.

Tableau 9: Bilan de la grille d'égouttage

Grille d'égouttage

Charge massique conseillée par le fournisseur

[DEGREMONT]

kgMS/m.h 110

Charge massique acceptable kgMS/h 55

Débit hydraulique conseillé par le fournisseur

[DEGREMONT]

m3_{/m.h 28}

Débit hydraulique acceptable m3_{/h 14}

Remarques SATESE

Selon la bibliographie elle devrait permettre d’avoir une siccité en sortie de 4,5 à 7%, siccité qu’elle a atteinte lors de la mesure faite le 07/06/2005 [PRONOST, 2002] [TCHOBANOGLOUS, 2003]. Dans ses différents rapports le SATESE ne trouve aucun défaut à

ce procédé.

Figure 16: Photographie de la grille d'égouttage et de la préparation de polymère

L’inspection visuelle n’a pas pu évaluer l’état de vétusté bétons constituant l’ouvrage.

La boue se retrouvant en surface de l’ouvrage peut venir des bulles de l’aération ou d’une dénitrification au fond du clarificateur [AERM, 2007].

Les calculs théoriques ont montré une atteinte des limites de l’ouvrage, une extension est nécessaire.

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L’inspection visuelle de la grille d’égouttage n’a montré aucun problème. La préparation manuelle de polymère peut quant à elle être modernisée par une préparation automatique.

3.4.9.

Silo à boues

Les silos présents sur la station ont une capacité de stockage totale de 573 m3_{. La}

production annuelle de boue a été mesurée par le SATESE à 26tMS, pour une siccité de 4,7% soit 553 m3_{/an. Cette valeur permet d’estimer le temps de stockage des deux silos à 378 jours.}

Tableau 10: Bilan des silos à boues

Silo à boues

Temps de remplissage j 378 Le temps de remplissage est

supérieur à 6 mois soit le temps de rotation des cultures ce qui traduit

un dimensionnement satisfaisant Temps de remplissage conseillé par l’état

de l’art [AERM, 2007] [SADOWSKI, 2002] j 180 - 275

Conclusion de la partie bilan des ouvrages :

 Le poste de refoulement est capable de répondre au débit actuel mais devra être réhabilité.

 Le dégrilleur n’assume plus son rôle et devrait être changé.

 Le dessableur est dimensionné pour un débit inférieur à 41m3_{/h et devrait être}

modernisé.

 Le dégraisseur est dimensionné pour un débit de 21 -50m3_{/h et devra être modernisé.}

 Le bassin d’aération a atteint la limite de sa capacité de traitement.

 Le dégazeur n’est plus adapté à la situation actuelle et a besoin d’être modernisé.  Le clarificateur a atteint la limite de sa capacité de traitement.

 La grille d’égouttage a un bon fonctionnement mais la préparation de polymère devra être modernisée.

 Le temps de stockage des silos respecte la durée de rotation des cultures mais une pollution des boues en cuivre empêche leur épandage systématique.

 Seuls les deux silos de stockage des boues, et potentiellement la grille d’égouttage peuvent être conservés.

3.5.

Production de boues

Les mesures du SATESE ont montré une production de boue de l’ordre de 26 tMS/an. Le dimensionnement de la future station ou de l’extension nécessitera l’utilisation d’une équation théorique afin de déterminer la production de boue. C’est pourquoi une comparaison de deux approches est présentée en Annexe 6.

D’après les résultats obtenus, la production de boue de la station sera calculée avec l’équation du binôme [BOUTIN, 2015].

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3.6.

Population et évolution de l’urbanisme

L’étude de l’évolution de la population est présentée en Annexe 7. Cette étude permet d’estimer la population de la commune à l’horizon 2046. Plusieurs méthodes ont été utilisées en fonction des paramètres à disposition. Celles retenues prennent en compte l’évolution du nombre de logements pour la commune et du Plan Local d’Urbanisme. Elles estiment qu’en 2046 la population de Corny-sur-Moselle sera comprise entre 2 706 et 2 886 habitants.

Dans le reste du rapport la population de 2 800 habitants sera retenue.

3.7.

Camping

Le Paquis est un camping situé sur la commune de Corny-sur-Moselle. Il est raccordé à la station d’épuration actuelle grâce à un poste de refoulement qui lui est propre. Ce camping possède une capacité de 111 à 120 emplacements. Ces rejets auront un impact direct sur le traitement c’est pourquoi il est important de les prendre en considération.

Afin de calculer l’apport du camping en eaux usées les hypothèses suivantes sont émises :  Tous les emplacements du camping sont de type résidentiel

 1 emplacement résidentiel = 1,5EH [MICROSTATION D’EPURATION], [PREMIER TECH AQUA], [SERV’EURE ASSAINISSEMENT], cette valeur sera à confirmer grâce à des mesures de pollution par le maitre d’œuvre après que la commune ai fait le choix de son traitement des eaux usées.

Avec ses 120 emplacements la population estivale du camping représente un apport à la station de 180 EH.

Pour le dimensionnement de la future station d’épuration de Corny-sur-Moselle nous retiendrons la valeur de 3 000 EH.

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Introduction aux solutions de traitement

A ce stade de l’étude une augmentation de la capacité de traitement est nécessaire afin de répondre à la future urbanisation de la commune. Plusieurs possibilités de traitement peuvent être envisagées et sont détaillées dans la suite de cette étude. Elles permettront d’avoir un aperçu technico-économique du futur traitement des eaux de la commune afin que celle-ci prenne la meilleure décision. Les six scénarios suivants ont été étudiés :

 Traitement des eaux à Corny-sur-Moselle o Extension de la station existante

o Construction d’une nouvelle station par traitement par boues activées  Traitement commun des eaux avec la commune de Jouy-aux-Arches

o Sur la commune de Jouy-aux-Arches o Sur la commune de Corny-sur-Moselle

 Raccordement au système de traitement d’HAGANIS (Metz Métropole) o Raccordement de Corny-sur-Moselle à la ZAC d’Augny

o Raccordement commun avec la commune de Jouy-aux-Arches à la ZAC d’Augny

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Aurèle de MALLIARD – Mémoire du Mastère Spécialisé Eau Potable et Assainissement 2016 22

4.

TRAITEMENT DES EAUX SUR LA COMMUNE DE

CORNY-SUR-MOSELLE

Cette partie détaillera les solutions de traitement sur la commune de Corny-sur-Moselle. Deux solutions sont étudiées, la première est l’extension de la station et la seconde la construction d’une nouvelle station avec traitement par boues activées.

4.1.

Hypothèses de calcul

Afin de dimensionner les différents procédés les hypothèses suivantes sont utilisées :  La population future de la commune et du camping représente 3 000 EH  La charge en entrée de station en DB05 est de 180 kg/j (EH60)

 Le débit moyen de temps sec est de 810 m3_{/j pour un débit de pointe de 17 L/s}

voir Annexe 8.

 Le bassin d’aération et le clarificateur traitent 96% de la pollution en DBO5  La production de boue est calculée grâce à la formule du binôme [BOUTIN,

2015]

4.2.

Problématique cuivre

Une contamination des boues de la station d’épuration empêche l’épandage systématique de ces dernières. Dans l’hypothèse d’une extension/réhabilitation de l’usine de traitement cette problématique demeurerait. C’est pourquoi un résumé des études précédentes a été fait ainsi qu’une étude des paramètres de l’eau potable. Puis différents procédés de séparation du cuivre seront présentés et analysés afin de proposer la meilleure alternative à la commune.

4.2.1.

Résumé des précédentes études

La commune rencontre depuis plusieurs années une problématique de cuivre dans son réseau d’assainissement et ses boues de station d’épuration.

La première étude sur le réseau a été menée par IRH en 2008. Elle a permis d’identifier deux zones potentielles :

 Le Clos de Béva

 La rue d’Auche et des Longines

En 2009, un contrôle d’autosurveillance mené par l’ARS sur l’eau potable a montré une concentration de 3 mg/L sur la plateforme LAVAZZA (dans le Clos de Béva). Pour rappel la limite de qualité est de 2mgCu/L et la limite de qualité de 1mgCu/L. Un protocole de confirmation a donc été mis en place avec un second prélèvement au même point, un prélèvement sur un autre robinet du site et un dernier chez un voisin. Cette procédure n’a pas confirmé la non-conformité mesurée précédemment. Des teneurs élevées sont tout de même mesurées sur le site LAVAZZA après stagnation de l’eau dans le réseau.

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En 2014 Véolia a mené une étude. Durant cette campagne de recherche trois méthodes ont été utilisées.

La première était un questionnaire envoyé aux particuliers susceptibles d’utiliser et ou de stocker du cuivre. Sur les différents questionnaires envoyés seul un utilisateur de cuivre a été confirmé, un arboriculteur qui utilise du cuivre 1 fois/an comme traitement.

La seconde recherche s’est effectuée par prélèvement dans l’eau potable à des endroits différents, dont la société LAVAZZA, à 3 dates différentes. Les résultats obtenus sont regroupés dans le Tableau 11.

Tableau 11: Résultats de mesure du cuivre sur plusieurs points du réseau d'eau potable

Date 128 rue de Metz (mgCu/L) 22 rue de Nancy (mgCu/L) 7 rue d'Augny (mgCu/L) Société Lavazza (mgCu/L) 12/08/2014 0,098 0,1 0,051 0,28 24/09/2014 0,026 0,08 0,05 0,19 07/10/2014 0,024 0,085 0,061 0,25

La dernière a utilisé des pieuvres de réseau (permettant le prélèvement de biomasse), pour mesurer la concentration dans le réseau. Sur les 15 pieuvres 3 ont donné de fortes mesures (voir Figure 17) :

 En aval de la rue d’Augny 14 986mgCu/kgMS  Haut rue d’Auche, 4 040mgCu/kgMS

 Bas branche Clos Béva, 2 326mgCu/kgMS

La Figure 17, présentée en page suivante représente les différentes études menées sur la commune.

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Figure 17: Représentation de la problématique cuivre sur la commune [GEOPORTAIL]

Afin d’avoir un regard sur la capacité de l’eau potable à dissoudre le cuivre des branchements, le Tableau 12: Résumés des paramètres de l'eau potable mesurés par l'ARS résume les résultats obtenus par l’ARS.

Tableau 12: Résumés des paramètres de l'eau potable mesurés par l'ARS Date Indice de Larson Corrosivité TH (°f) Dureté de l'Eau pH mesuré pH équilibre Equilibre 07/03/2011 0,39 FAIBLEMENT

CORROSIVE 39,4 DURE 7,20 7,05 INCRUSTANTE

21/11/2012 0,46 LEGEREMENT

CORROSIVE 36,9 DURE 7,05 7,15 AGRESSIVE

15/05/2013 0,42 LEGEREMENT

CORROSIVE 39,7 DURE 7,10 7,20 AGRESSIVE

20/11/2013 0,37 FAIBLEMENT

CORROSIVE - - - - -

16/04/2014 0,32 FAIBLEMENT

CORROSIVE - - - - -

09/09/2014 0,37 FAIBLEMENT

CORROSIVE 37,0 DURE 7,10 7,15 AGRESSIVE

16/09/2015 0,35 FAIBLEMENT

CORROSIVE 37,1 DURE 7,1 7,15 AGRESSIVE

06/07/2016 0,33 FAIBLEMENT

CORROSIVE 36,9 DURE 7,20 7,20 EQUILIBRE

Les résultats présentent une eau dure avec une corrosivité faible voir légère pouvant être incrustante comme agressive. Au regard de ces résultats l’eau de distribution ne devrait pas attaquer les différentes conduites en cuivre.

Les différentes études n’ont pas permis d’identifier la source de la pollution en cuivre, deux zones ressortent tout de même comme lieux probables. Plusieurs hypothèses de source de pollution peuvent encore être formulées après ces études :

 Le sol par infiltration

 Les particuliers par traitement des piscines ou des cultures avec du cuivre

 L’eau potable qui après stagnation dans les réseaux des particuliers peut se charger en cuivre à cause de l’action du chlore [LAGOS, 2001]

 L’eau potable avec une concentration en dessous de la limite de qualité mais assez forte pour entrainer des fortes concentrations dans les boues.

 Infiltration d’eau de pluie chargée en cuivre à cause de mauvais raccordement ou d’une perméabilité du réseau

4.2.2.

Traitement du cuivre

A la demande de la commune différents procédé de séparation du cuivre ont été étudiés. Le but étant de présenter les différentes techniques existantes et de conseiller la plus adaptée à la solution.

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Afin de séparer le cuivre des eaux plusieurs procédés existent [INERIS, 2015] [LEGRET, 1984]. Certains d’entre eux comme la filtration sur sable, la filtration sur charbon actif grain, ne sont pas adaptés aux eaux usées.

En effet un filtre à sable ou à charbon actif peut être mis en place sur une station d’épuration mais comme traitement physico-chimique tertiaire. C’est-à-dire après le clarificateur afin d’atteindre une meilleure qualité d’eau rejetée.

La précipitation en entrée de station est aussi mentionnée [INERIS, 2015] [LEGRET, 1984]. Elle nécessiterait la mise en place d’une zone de contact ainsi que d’un décanteur primaire afin de recueillir les boues. Or les boues générées par ces procédés seraient riches en composés organiques, donc très fermentescibles, et chargées en cuivre. Du fait de leur fermentescibilité une étape de chaulage serait nécessaire afin de ne pas engendrer une méthanisation sur le site. Les boues seraient ensuite envoyées en centre de stockage technique. Par contre les boues biologiques récupérée dans le décanteur pourraient être épandues. Pour la quantité de boue épandue la gestion de boues fermentescibles et contaminées en cuivre semblent représenter une problématique supplémentaire. Cette solution ne semble pas adaptée.

Une extraction par acide peut aussi être réalisée [LEGRET, 1984]. Ce procédé nécessite un bassin dans lequel les boues seraient en contact avec l’acide. Une fois le temps de contact nécessaire l’acide, chargé en cuivre serait stocké dans un silo prévu à cet usage. L’acide chargé en pollution représentera aussi un nouveau flux de pollution. Il devra être aussi pris en charge par la commune. Le pH des boues pourrait être soit conservé soit augmenté vers un pH neutre. Avec un pH acide, les boues pourraient ne pas être épandues. Des étapes de neutralisations peuvent être ajoutées mais représentent un coût supplémentaire pour le traitement [GABER, 2011] [QI-TANG, 1998]. En plus du silo d’acide utilisé, une grande quantité d’acide devra être conservée sur place. La problématique de l’inondation posera des problèmes quant au stockage des produits chimiques ainsi que leur utilisation. C’est pourquoi cette solution ne semble pas être adaptée à la situation de Corny-sur-Moselle.

Un chaulage des boues peut aussi être envisagé [LACHASSAGNE, 2014]. Il permettait la dilution de la concentration en cuivre. L’épandage des boues chaulées pourra avoir un apport de calcium pour le sol. De plus une stabilisation sera obtenue stoppant la méthanisation des boues. Par contre l’épandage de boues chaulées doit être accepté par la chambre d’agriculture ce qui peut représenter un frein pour la commune.

Le compostage peut lui être envisagé. La norme NFU 44-095 relative aux composts contenant des matières d’intérêt agronomique, issues du traitement des eaux, limite la teneur en cuivre dans les boues à 300mg/kgMS. Cette valeur, plus faible que celle de l’épandage, sera difficilement atteignable sans mélange avec des boues non contaminées.

Enfin la mise en place d’une centrifugeuse peut être envisagée par la commune. Ce procédé permettrait de réduire le volume de boue. Le coût de mise en centre de stockage technique d’un volume moins important de boue permettrait des économies pour la commune.

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Au regard des différents traitements trouvés dans l’état de l’art, le plus important pour la commune serait d’identifier la source de cuivre. Une opération de diminution de son apport dans les réseaux serait économiquement plus intéressante que la mise en place d’un procédé. Une méthodologie de recherche pourrait être mise en place avec des préleveurs 24h placés à des nœuds de connexion de plusieurs branches et dans les postes de relèvement. En parallèle des mesures sur l’eau potable pourraient être envisagées afin de corréler la concentration dans le réseau et celle de l’eau des particuliers. Ces mesures pourraient être répétées plusieurs fois afin de confirmer les précédents résultats.

4.3.

Extension de la station existante

Les travaux d’extension comprendront la construction d’un nouveau bassin d’aération, d’un nouveau clarificateur, la réhabilitation du poste de relevage principal, l’installation d’un dessableur/degraisseur compact, la création d’un dégazeur, la réhabilitation de la fosse toutes eaux. Le synoptique de cette future station est présenté par la Figure 18 ci-dessous.

Figure 18: Synoptique de l'extension de la station

L’étude de dimensionnement est présentée en Annexe 9 avec les différents tableaux de calcul.

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Le Tableau 13 ci-dessous résume les résultats de dimensionnement de l’extension :

Tableau 13: Résumé de la solution d'extension de la station d'épuration de Corny-sur-Moselle

Ouvrage Choix de dimensionnement

Poste de refoulement

principal

Les deux pompes devront assurer un débit de pointe de 16,2L/s.

Le volume utile de la bâche devra être de 3,6 m3 _{pour 4 démarrages par heure}

[SADOWSKI, 2002].

Les pompes devront être en alternance automatique. Après le démarrage de l’une l’autre devra démarrer lorsque le niveau atteindra la hauteur de démarrage.

Dégrilleur

L’ouvrage actuel est à changer pour un dégrilleur automatique avec un entrefer de 15mm et une largeur de barreau de 10mm d’espacement. Afin d’assurer une vitesse de 0,6m/s pour le débit de pointe, le canal aura une largeur de 62cm pour une hauteur d’eau de 15cm [SADOWSKI, 2002].

Un canal de délestage sera installé à coté avec un dégrilleur manuel de 4,5cm d’entrefer et 10mm de barreau.

Dessableur / Dégraisseur

Ces deux procédés seront réunis en un seul pour avoir un gain de place. La surface devrait être de 4m2 _{et de 1,75m de hauteur pour assurer les différents paramètres de}

l’état de l’art.

Bassin d’aération

Dans un souci d’exploitation les deux bassins auront le même dimensionnement à savoir un volume de 305 m3_{. Ils pourront ainsi traiter une charge de 3 050EH en}

dénitrification.

Les deux bassins traiteront l’azote par syncopage de l’aération [BOEGLIN, 1998] [GAÏD, 2008].

Dégazeur

Un dégazeur par bassin d’aération sera installé. Celui déjà existant devra être réhabilité entièrement. Les dégazeurs auront un volume unitaire de 6 m3 _{pour 1 m}3

de zone agitée et 5 m3 _{de zone calme.}

Clarificateur

Comme pour les bassins d’aération les clarificateurs auront le même dimensionnement, soit une surface au miroir de 74m2 _{pour un volume de 128 m}3_{. En}

débit de pointe ils assureront une vitesse ascensionnelle de 0,9m/h supérieure à la valeur de capacité de traitement uniformisée mais dans la fourchette des valeurs de la littérature (1-2m/h [GAÏD, 2008])

Grille d’égouttage

La grille d’égouttage devra avoir une largeur de 0,5m soit une production de boue hebdomadaire de 1 279kg et un fonctionnement de 5j/semaine pendant 5h/jour, pour un débit massique de 51kg/h. Avec un débit massique en dessous de celui acceptable et un débit hydraulique inférieur à 14 m3_{/h la table actuelle peut être conservée.}

Silos à boue

La capacité de stockage actuelle des silos permettrait un temps de stockage de 161 jours, valeur inférieure à l’état de l’art. Le plus petit pourra donc être remplacé par un silo plus grand (pour un volume total de 700 m3_{) si la commune souhaite augmenter}

la capacité de stockage.

Le devis estimatif complet est regroupé avec les autres estimations en Annexe 19 p107. Le coût de la station d’épuration a été calculé grâce au Guide Méthodologique de l’Agence de l’Eau Rhin Meuse [AERM, 2007], le Tableau 14 ci-dessous le résume.

Tableau 14: Coût estimatif de la solution d'extension de la station d'épuration de Corny-sur-Moselle

Coût de l’opération Coût de l’exploitation annuel

Solution 1.1

1 790 000 €HT

50 000 €HT

Le coût de fonctionnement est calculé grâce à la formule de l’Agence de l’Eau Rhin-Meuse pour une boue activée [AERM, 2007]. D’après cet abaque, le coût de fonctionnement annuel pour une station d’épuration de 3 000EH est de 49 796€, arrondi à 50 000€.

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Aurèle de MALLIARD – Mémoire du Mastère Spécialisé Eau Potable et Assainissement 2016 29

4.4.

Construction d’une nouvelle station de Boues Activées

Cette solution part du constat que l’intégrité des différents ouvrages ne peut être assurée et donc que des défauts peuvent être présents. En plus de ce constat certains postes, tel que le dégrilleur, le déssableur, le déshuiler, le dégazeur et la préparation de polymère, ne sont pas automatisés ce qui représente un inconvénient pour l’exploitant et nécessite une réhabilitation à moyen terme.

Afin d’éviter tout problème futur sur les ouvrage et de moderniser la station, une nouvelle station peut être envisagée. Le synoptique de la station est présenté dans la Figure 19 suivante :

Figure 19: Synoptique de la construction d'une nouvelle station

L’étude de dimensionnement est présentée en Annexe 10, le Tableau 15 ci-dessous résume les différents travaux ainsi que la taille des ouvrages.

Tableau 15: Résumé de la solution de nouvelle station d'épuration par boues activées

Ouvrage Choix de dimensionnement

Poste de refoulement

principal

Les deux pompes devront assurées un débit de pointe de 16,2L/s.

Le volume utile de la bâche devra être de 3,6 m3 _{pour 4 démarrages par heure}

[SADOWSKI, 2002].

Les pompes devront être en alternance automatique. Après le démarrage de l’une l’autre devra démarrer lorsque le niveau atteindra la hauteur de démarrage.

Dégrilleur

L’ouvrage actuel est à changer pour un dégrilleur automatique avec un entrefer de 15mm et une largeur de barreau de 10mm d’espacement. Afin d’assurer une vitesse de 0,6m/s pour le débit de pointe, le canal aura une largeur de 62cm pour une hauteur d’eau de 15cm [SADOWSKI, 2002].

Un canal de délestage sera installé à coté avec un dégrilleur manuel de 4,5cm d’entrefer et 10mm de barreau.

Dessableur / Dégraisseur

Ces deux procédés seront réunis en un seul pour avoir un gain de place. La surface devrait être de 4,11m2 _{et de 1,75m de hauteur pour assurer les différents}