Dftermination simple et rapide des M.E.S.par la m6thode du pycnomDtre C.l,l.R.Application au contr0lO des vidanges des retenues

Reuue tran9alsc dca SCIEilGES ltE L'EAU,4 (19851 325-340

Dftermination simple et rapide des M.E.S.

par la m6thode du pycnomDtre C.l,l.R.

Application au contr0lO des vidanges des retenues

S i m p l e a n d r a p i d d e t e r m i n a t i o n o f s u s p e n d e d s o l i d s b y th e C . N . R . p y c n o m e t e r m e t h o d .

A p p l i c a t i o n o f m e t h o d

f o r m o n i t o r i n g r e s e r v o i r e m p t y i n g o p e r a t i o n s

N I E L * , G . C O L L I L I E U X * , Y . G I U L I A N I *

R 6 s u m 6

L a c o n n a i s s a n c e im m e d i a t e d u t a u x d e m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n l o r s d e s o p 6 n a t i o n s d e v i d a n g e s d e n e t e n u e s e s t i n d i s p e n s a - b [ e r r o u r r e s p e c t e r I e s c o n t n a i n t e s d ' e n v i r o n n e m e n t e t d e s 6 c u r i t 6 i m p o s 6 e s . L a C o m p a g n i e N a t i o n a L e d u R h 6 n e a d o n c n e c h e r c h 6 u n e m 6 t h o d e d e t e n r a i n s i m p [ e e t r a p i d e p e f m e t t a n t [ a d 6 t e r m i n a t i o n a v e c s u f f i s a m m e n t d e o r 6 c i s i o n d u t a u x d e M . E . S . C e t t e m 6 t h o d e e s t b a s 6 e s u r [ ' u t i I i s a t i o n d ' u n a n n a - r e i I b a p t i s 6 " p y c n o m d t r e c . N . R . " .

A p r d s m i s e a u p o i n t e n l a b o r a t o i r e , t a m 6 t h o d e a 6 t 6 t e s t 6 e s u r I e t e r r a i n L o r s d ' o p 6 r a t i o n s d e v i d a n g e s r ' 6 a L ; i s 6 e s s u r I e H a u t - R h 6 n e e n j u i n 1 9 8 4 . D e s c o m p a r a i s o n s a v e c d ' a u t r e s r n e t h o - d e s o n t 6 t 6 e f f e c t u 6 e s .

L e s r 6 s u t t a t s p o s i t i f s o b t e n u s c o n f i r m e n t I e s o o s s i b i L i t 6 s d ' u t i t i s a t i o n d e c e t t e m 6 t h o d e p o u n c o n t 1 6 t e r L e s o p 6 r ' a t i o n s d e v i d a n g e s . L e s m e s u r e s p e u v e n t C t r e f a i t e s e n 3 0 s e c o n d e s a v e c s u f f i s a m m e n t d e o r 6 c i s i o n p o u r t e s t e n e u r s s u p 6 r ' i e u r e s d O r 3 g l L . L a m e t h o d e e s t e n p a r t i c u L i e r t r d s p r 6 c i s e p o u r [ a g a m m e d e t a u x d e M . E . S . T . A c o n t r 6 l e r ( 5 - 1 5 g / L ) .

S umma ry

D u r ^ i n g r e s e r v o i n e m p t y i n g o p e r a t i o n s , i t i s v e r y i m p o r t a n t t o h a v e i m m e d i a t e k n o w t e d g e o f t h e a m o u n t o f s u s p e n d e d s o t i d s i n t h e w a t e r i n o r d e r t o b e s u r e o f o b s e r v i n g e n v i r o n m e n t a L a n d s a f e t y r e q u i r e m e n t s . F o r t h i s p u r p o s e , t h e C o m p a g n i e N a t i o n a [ e

+ C o m p a g n i e N a t i o n a l e d u R h 6 n e - 2 , r u e A n d r 6 B o n i n - 6 S 3 1 6 LYON C6dex 04.

3 2 6 Scienees de Lteau 4

d u R h 6 n e h a s d e v e l o p e d a s i m p l e a n d f a s t f i e l d m e t h o d f o r d e - t e r m i n i n g s u s p e n d e d s o t i d s w i t h a s u f f i c i e n t d e g r e e o f a c c u r a - c y . T h i s m e t h o d i s b a s e d o n t h e u s e o f a d e v i c e n o w k n o w n a s t h e " C . N . R . p y c n o m e t e r " .

A f t e n f i n a t t e s t i n g i n t h e l a b o r a t o n y , t h e m e t h o d u n d e n w e n t f i e L d t r i a t s d u r in g n e s e r v o i r e m p t y i n g o p e r a t i o n s o n t h e U p p e r R h 6 n e in J u n e 1 9 8 4 . C o m o a r i s o n s w e r e m a d e w i t h o t h e r m e t h o d s . T h e p o s i t i v e r e s u L t s o b t a i n e d c o n f i r m t h e g r e a t p o t e n t ' i a l o f t h i s m e t h o d f o r m o n i t o r i n g r e s e r v o i r e m p t y i n g o p e r a t ' i o n s . M e a s u r e m e n t s c a n b e c o m n L e t e d i n 3 0 s e c o n d s w i t h s u f f i c i e n t a c c u r a c y f o r s u s p e n d e d s o L i d c o n t e n t s i n e x c e s s o f 0 . 3 g / 1 . T h e m e t h o d i s i n p a r t i c u l a r v e r y a c c u r a t e f o r t h e r a n g e o f t o t a I s u s p e n d e d s o L i d ( T . S . S . ) c o n t e n t s t o b e m o n i t o r e d ( 5 - 1 5 s l t ) .

1 - I N T R o D U c r r o N

L a d 6 t e r m i n a t i o n d e s t ' l . n . S . [ 1 ] ( N o r r n e AFNOR T9O-105) ne peut se faire q u r e n L a l : o r a t o i r e . E I l e n 6 c e s s i t e u n r n a t 6 r i e l i m p o r t a n t n o t a r n m e n t u n e 6 t u v e , m a i s s u r t o u t e r f e d e m a n d e u n d 6 l a i d e p r u s i e u r s h e u r e s ( e n g 6 n 6 r a 1 2 4 h e u r e s ) . C e t t e m 6 t h o d e d e v i e n t i m p r 6 c i s e s u r l _ e s f o r t e s t e n e u r s e n I , l , E . s - ( > 1 q / I ) e n r a i s o n d e l a d i f f i c u l t 6 d e f i l t r e r t o u t I ' 6 c h a n t i 1 - ION (MINISTEPJ DE LIE}WIF(ONNE}4E\1T, 1979 ; DEGREMO}fA, T978).

L a d 6 t e r m i n a t i o n i n s t a n t a n 6 e d e s M - E . S . s u r I e t e r r a i n p e u t s , a v 6 r e r t r e s u t i l e . C ' e s t 1 e c a s d e s v i d a n g e s d e s b a r r a g e s r 6 a l i s 6 e s p o u r 6 1 i m i - n e r l e s s 6 d i m e n t s d 6 p o s 6 s ( " c h a s s e s , ' ) . D ' u n e p a r t , I ' e x p l - o i t a n t a b e s o i n d e c o n n a i . t r e l e s q u a n t i t d s p a r t i e s o u e n t r a n s i t d a n s s e s o u v r a g e s , e E d ' a u t r e p a r t l e s m e s u r e s e n f a v e u r d e l a s a u v e g a r d e d u m i l i e u a q u a t i q u e i m p o s e n t A l r e x p l o i t a n t d e s t a u x m a x i m a d e M . E . S . d n e p a s d 6 p a s s e r . E n f i n e t c ' e s t r e c a s s u r f e R h 6 n e , l a p r 6 s e n c e de centrales n u c l 6 a i r e s i m p o s e d e s c o n t r a i n t e s s u p p l 6 m e n t a i r e s t r E s s t r i c t e s s u r l e s t a u x d e M - E . s . a d m i s s i b r e s a f i n d ' 6 v i t e r t o u t r i s q u e d e c o l m a t a q e d e s f i l t r e s d e s p r i s e s d r e a u d e r e f r o i d i s s e m e n t -

P o u r c o n n a i t r e d e f a g o n i n s t a n t a n 6 e I e t a u x d e M - E . S - , d i v e f s e s n 6 t h o - d e s c o r n m e I a r e c h e r c h e d e c o r r 6 l a t i o n a v e c d e s p a r a m B t r e s f a c i l e m e n t m e s u r a b l e s o n t 6 t 6 t e s t 6 e s ( M - E . S . - T u r b i d i t 6 ; M . E - S . - D e n s i t 6 ; M . E . S . - V o l u m e d 6 c a n t 6 ; M . E . S . - N H , * * , e t c . ) . L e s r 6 s u l t a t s s o n t e n c o u - r a g e a n t s p o u r 1 e s mesures de densit6 m a i s d o i v e n t C t r e e n c o r e a f f i n 6 s

( p r o b l € m e s d e f i a b i l i t 6 d e I ' a p p a r e i l f a g e ) . D r a u t r e s o r g a n i s m e s c o m m e I e C . E . M . A . c - R , E . F . ( 2 ) e t l e C . E . A . ( 3 ) 6 n g f a i t 6 q a l e m e n t d e s r e c h e r c h e s d.ans ce domaine.

( 1 J f l a t i E r e s e n s u s o e n s i o n .

[ 2 ) C e n t r e N a t i o n a ] d u l v l a e h i n i s m e A s r i c o l e d u G 6 n i e R u r a l d e s E a u x e t F o r C t s .

( 3 1 C o m m i s s a r j - a t b 1 ' E n e r g l e A t o m i q u e .

D d t e r r n i n a t i c t n d e s M . E . S . d L ' a i d e d ' u n

L e C . E . M . A . c , R . E . F . ( 1 9 8 0 ) a d ' a b o r d i m a g i n 6 u n p r o c 6 d 6 q u i , p a r d i f -

f6rence de tare, permet de mesurer Ie poids net de s6dirnent contenu dans

u n e c a p a c i t d c o n n u e e t f a i b l e - 50 mI (pycnomdtre). C e t t e m 6 t h o d e e f f i c a - c e e n L a b o r a t o i r e n ' a p a s p u e t r e e x p l o i t 6 e a v e c s u c c C s s u r l e t e r r a i n .

C e m € m e o r g a n i s m e a , e n 1 9 8 1 , m i s a u p o i n t u n e m 6 t h o d e d i t e d e l a

" c r C p e " u t i l i s e e a v e c s u c c e s p o u r l e s v i d a n g e s s u r I e H a u t - F h o n e . 1 1 s ' a g i t d u m 6 m e p r i n c i p e q u e I a N o r m e T 9 0 - 1 0 5 m a i s r 6 a l i s 6 r a p i d e m e n t s u r I e t e r r a i n , I ' 6 t u v e 6 t a n t r e n p l a c 6 e p a r u n e p l a q u e c h a u f f a n t e . C e t t e m 6 t h o d e c o n s i s t e e n u n e f i l t r a t i o n 5 p a r t i r d ' u n 6 c h a n t i l l o n d e 1 0 0 r q l a v e c p e s € e d u f i l t r a t a p r d s s 6 c h a g e s u r u n e p l a q u e c h a u f f a n t e , E f l e a p p o r t e u n e a r n 6 l i o r a t i o n i m p o r t a n t e ( c o n n a i s s a n c e d e s M . E . S . e n 1 5 m i n u - t e s e n v i r o n ) , c e p e n d a n t s o n u t i l i s a t i o n a p o s 6 q u e l q u e s p r o b l d m e s a u

personnel de Ia Compagnie :

- la mEthode n6cessite u n ' m a t 6 r i e l l o u r d d i f f i c i l e d m e t t r e e n o e u v r e s u r l e t e r r a i n ( r a m p e d filtration, d e s s i c c a t e u r , p l a q u e c h a u f f a n t e , b a ] , a n c e , v e r r e r i e i m p o r t a n t e ) e t u n e m a n i p u l a t i o n s o i g n 6 e ;

- Ie temps de 1a mesure bien que rapide, 1 5 a 2 0 m i n u t e s , e s t e n c o r e

trop long dans Ie cas de manoeuvres rapides d ex6cuter pour contr6ler

les vidanges ;

- comme pour Ia Norme AFNOR, un sous-6chantilfonnage est n6cessaire ;

l e s p r 6 l E v e m e n t s 6 t a n t d e 1 l i t r e e n v i r o n , o n n ' e n g a r d e q u e 1 0 0 m I d ' o r l d e s e r r e u r s l o r s d u t r a n s v a s e m e n t c o m m e o n l e v e r r a p l u s l o i n .

Sur le Haut-Rlrdne (entre Lyon et 1a frontiEre Franco-Suisse) orl des

v i d a n g e s i l e s r e t e n u e s S u i s s e s e t F r a n c o - S u i s s e s o n t l i e u t o u s l e s 3 a n s ,

la Compagnie Nationale du Rh6ne participe au contr6le de ces vidanges.

C'est pourquoi e1le a essay6 de mettre au point une autre rn6thode de

n e s u r e i n s t a n t a n 6 e d e s 1 4 . E . S . , q u i e s t a n a l y s 6 e c i - a p r d s ( c . N . R . ' 1 9 8 5 ) .

2 - l v l n r E n r E L E T M E T H o D E S

a ) L e p y c n o m E t r e C . N . R .

C e t a p p a r e i l ( f i g u r e 1 ) s ' i n s p i r e d u p y c n o m 6 t r e u t i l i s d p o u r l e s m e s u - r e s d e d e n s i t 6 . C t e s t u n r 6 c i p i e n t e n v e r r e d e f a i b l e d i l a t a t i o n , d ' u n e c o n t e n a n c e d ' e n v i r o n 1 l i t r e A c o l r o d 6 d e 3 0 m m . L e b o u c h o n s e t e r m i n e p a r u n c a p i l l a i r e , c e q u i p e r m e t d r a j u s t e r l e v o l u m e q u i e s t t o u j o u r s I e m C m e . L e s f o r m e s o n t 6 t 6 6 t u d i 6 e s p o u r q u ' i l n ' y a i t p a s d e f o r r n a t i o n d e b u l l e d ' a i r ( R o D I E R , 1 9 7 8 ) .

L e p y c n o m e t r e C . N . R . e s t r e m p l i d a n s I e c o u r s c l e 1 a r i v i E r e p u i s f e r m 6 a v e c 1 e b o u c h o n c a p i l l a i r e e t a p r e s e s s u y a g e c o r r e c t , p e s 6 . L a

temp6rature est prise instantan6ment avec un thermometre de prScision

d o n n a n t I e 1 , / 1 0 E d e d e g r 6 ( v o i r f i g u r e l a ) .

3 2 8 Scienees de Lteau 4

c a p l I l a i r e

obturateur

i

Pycroaihr C

;l .l-! Ifl ob'urareur

]V"lrii",*

f_l!l!+

Figure 1

Schdna dtL Pycnomdtre C.N.R.

b ) P r i n c i p e

N o t a t i o n s u t i l i s 6 e s :

M r = M a s s e totale - d u p y c n o m C t r e C.N.R.

( P o i d s pycnometre + e a u + s6diments)

Mp = Masse du pycnomdtre vide

M e = M a s s e d.eau dans Ie pycnom6tre

Mt = Masse du pycnondtre + eau du Rh6ne

Ms = Masse de s€diment dans le pycnomdtre

M . E . S . = Concentration d e s s 6 d i m e n t s ( m a t i d r e s e n s u s p e n s i o n )

Vp, V" = Contenance du pycnomdtre, volume des sddiments

p e , p s = Masse volumique de l,eau, Masse volumique des s6dirnents.

Ddter,rnirntictn des M.E.S. d. L'aide d'un pyenomdtre

o nfffi@ A

fiffit

Pycnomitre pleln Bouchage du PYcnom.tre.

Outeniion d'un volume constaqt P r i s e d e l ' d c h a n t l l l o n .

Remplissage du pycnooitre d a n s I e c o u r s d r e a u

Essuyage solgn6 du pycnooltre

Pes6e du pycnonEtre sur une balance 6lectrlque

d e p r 6 c l s l o n

Prlse de teEp6ratune dans 1 ' 6 c h a n t l r l o n

Figure 1a

UtiLisation du pgercndtre C.N.R. sur Le terv'ain

L e s o p 6 r a t i o n s d 6 c r i t e s c i - d e s s u s s ' e f f e c t u e n t e n 3 m i n u t e s e n v i r o n -

La m6thode consiste en une pesde directe d'un volume constant drun

6 c h a n t i l l o n P y c n o m e t r e C - N . R , + e a u + s 6 d i n e n t s . P a r d i f f e r e n c e a v e c

Ie m€me volume d'eau sans s6diment, on peut d6terminer le poids net de

s 6 d i m e n t e t l a c o n c e n t r a t i o n .

S o i t :

M . = M ^ + M a + M c

r r

M = ( V - V ) 0 e t M e p s e

+ v o M t = t p * U n 0 . - V " 0 "

M t = " p * u n g " + v s ( P s - P e )

3 3 0 Seiences de L'eau 4

M _ - ( r + v

e

M = V P

s s s

M . E . S .

o p

s e

( l a + v p )

= n [ v - P P e l

^ ^ - J

5 r p - p

s e

( M + v 0 ) [ v - P P e l

f p - p

s e

Les paramCtres ps, Vo, \, 0") 6tant connus et d6tennin6s au Labora-

toire, MI 6tant rnesur6e-sur-Ie terrain, on peut d6terminer le taux de

La tenp6rature est trCs importante dans lrapplication de la m6thode.

E n e f f e t , e 1 l e i n f l u e d e f a e o n t r e s n e t t e s u r l e s v a l e u r s d e p - , d o n c d e M - .

3 - E x p E n t M E N T A T T o N A U L A B o R A T o t R E

a ) E t a ' l o n n a g e d u p y c n o m d t r e C . N . R .

1) Ddtetmination de ,O

", ,O

- M^ - Les pesees du pycnomCtre C.N.R. sont effectu6es a v e c u n e b a l a n c e

r 6Lectronique de pr6cision (type llnrTr,ER PC 2000) d'une pr6cision

d e + 0 , 0 0 5 g . A p r d s n e t t o y a g e A I ' a c 6 t o n e e t s 6 c h a g e , I e p y c n o - m e t r e C . N . R . e s t p e s 6 . M p r e t e n u e e s t I a m o y e n n e d e 1 0 p e s 6 e s :

h s s e

( s )

_ lFe

s 3 0 , 7 8 5 3 O , 7 5 5 3 0 , 7 5 5 3 0 , 8 0 5 3 0 , 8 0 5 3 O , ? 6 5 3 O , 7 6 5 3 O , 7 6 5 3 O , 7 6 5 3 O , 7 7 5 3 O , 7 7 O , O 2

L a n a s s e s p 6 c i f i q u e d e I ' e a u d 4 0 e s t d e 1 . L e p y c n o m e t r e C . N . R - a 6 t 6 p e s 6 p l e i n d ' e a u e 4 , 7 o

1 6 4 0 , 4 1 g ( m o y e n n e d e 3 p e s 6 e s ) .

U n = t 6 4 O , 4 L - t " = | 6 4 0 , 4 1 - 5 3 0 , 7 7 = | 1 0 9 , 6 4 s o i t : U n = 1 , 1 1 l i t r e .

Pycnodtre C , N . R . vide

- v p

Ddtermirntion des M.E.S. d Ltaide d'un pycnctmdtre

2) EtaTonnage en fonction de 7a tempdrature

La masse de I'eau varie avec la temp6rature et le verre du pycnometre

subit une diratation, on est donc amen6 d 6tabrir une courbe des varia-

tions de Ia masse totale M1 du pycnomdtre (flacon + eau) en fonction de

la tenp6rature. cette derniere est d6termin6e avec un thermomctre de

p r 6 c i s i o n d o n n a n t I e 1 , / 1 0 d d e deqr6.

. E!g-!-@ge du Pycnomitre C.NR. -

Vqriotion de lo mosse M.t. en tonction de to t PjIS!9I-9

@ . Xo$r pycnmilrr . .su du nhCn. tiltra.

@ . xouc pycnomilrc . .ou dirlitl;.

@. Courbc th&f,iquc

Figure 2

Euoluticn en fonctiun de La templrature

du pyenomAtTe + eau du Rh6ne fiLtrde @

e t d u p y e r u t m A t u e + eau distill1e @ -

L a c o u r b e @ e s t t h 6 o r i q u e , e I I e r e p r 6 s e n t e l , 6 v o l u t i o n e n f o n c t i o n

de ra temp€rature carcul6e a partir de la variation de la densit6 de

I ' e a u d ' a p r E s R O S S E T T I ( i n B O o L e t B A I D , l g 2 7 ) .

L a c o u r b e @ s ' 6 r o i g n e d e p r u s e n p l u s d e s 2 autres avec r.augmenta-

tion de 1a temp6rature car elre ne prend pas en compte res phdnomdnes de

d i l a t a t i o n l i 6 s i l a v e r r e r i e . L a d i f f 6 r e n c e e n t r e @

" t @ e s t l i 6 e a u x 6 l 6 m e n t s d i s s o u s , i I e s t n 6 c e s s a i r e d ' e n t e n i r c o m p t e e t d r e f f e c t u e r r ' 6 t a r o n n a g e a v e c I e a u d . u c o u r s d ' e a u o i s e r 6 a l i s e r o n t l e s m e s u r e s d e t e r r a i n . S i 1 , o n n ' 6 t a b l i t

pas Ia courbe d'6talonnage pycnometre + eau du Rh6ne filtr6e, on co[unet

p a r exemple une sous-estimation d e 1 , 4 g d 2 O o c e q u i est loin d ' 6 t r e n € g l i g e a b l e i s u r I e R h 6 n e , I e s 6 l 6 m e n t s d i s s o u s r e p r 6 s e n t e n t e n v i r o n o , 3 g / L .

? ? t

Seienees de L'eau 4, no4

b ) D 6 t e r m i n a t i o n d e l a m a s s e v o l u m i q u e d e s s 6 d i m e n t s 0 ,

Des prdldvements de s6diments ont 6t6 effectu6s dans une retenue

c o n c e r n 6 e p a r l e s "chasses" pr6vues. S i x S c h a n t i l l o n s o n t 6 t 6 a n a l y s d s

en Laboratoire : d6terrnination de 1a granulom6trie (figure 3) et de la

masse volumique de chaque 6chantillon,

L e s s i x 6 c h a n t i l l o n s o n t 6 t 6 p r 6 l e v 6 s e n d i v e r s e s s t a t i o n s d e I a r e t e n u e a f i n d e c o u v r i r I , e n s e m b l e d e s d 6 p 6 t s .

Figure 3

GrarruLr.tmdtrie des sddiments dtune retenue du Rh6ne L e s s i x 6 c h a n t i , l 1 o n s p r 6 l e v 6 s d o n n e n t u n e g r a n u l o m 6 t r i e a l l a n t d e s l i m o n s m o y e n s E f i n s a u x s a b l e s a s s e z s r o s s i e r s .

TabLeau 2

Ddtermlnation deLamasse uoLumtque en g/em3

E c h a n t i l l o n

E s s a i s n o 1 z r o ) 2 , 3 6

2 , 6 5 2 , 5 9 2 , 6 5 2 , 5 9

z l Q o z r 3 6

2 , 6 1 2 , 6 5 2 , 5 O 2 , 6 5 2 , 5 9 2 , 6 5 2 , 5 8 2 , 6 2

2 , 6 0 2 , 6 5 2 , 6 t 2 , 6 5

z r S J Z r O l

2 , 6 0 2 , 6 6

)

3

Moyenne Ecart-type

z r o S z , J 6

0 , 0 1 0 , 0 1

2 , 6 0 2 , 6 4 0 , 0 1 o , o 2

2 , 6 0 2 , 6 6 0 , 0 1 0 , 0 1

L a n o y e n n e d e l ' e n s e m b l e d e s e s s a i s e s t : P s = 2 , 6 2 a v e c u n 6 c a r t - t y p e d e 0 , 0 3 .

Cette valeur a 6te retenue car en effet, au monent des vidanges, iI se

p r o d u i t u n b r a s s a g e d e l ' e n s e m b l e d e s s 6 d i m e n t s e t i r e s t d o n c l o q i q u e

de retenir une valeur moyenne pour pc-

Ddterrnirwtion des M.E.S. d Ltaide d,un ouenomAtre

c ) D 6 t e r m i n a t i o n d e M . E . S .

L r a p p a r e i l a 6 t 6 e x p 6 r i m e n t 6 e n L a b o r a t o i r e . L e s S d i m e n t u t i l i s 6 e s t u n m S l a n g e d e s 6 d i m e n t s p r 6 l e v 6 s ( v o i r f i g u r e 3 ) . L e s p r o p o r t i o n s m a s s i -

ques de chaque sediment sont 6quivalentes dans ce m6lange.

Le tableau 3 ci-apr€s donne les rdsultats obtenus :

TabLeau 3

Ddtenninati<tn des M.E.S. auee Le pyenr,tmdtre C.N.R. au Laboz,atoire

= f i t + M + f i P e s

g

Temp6rature H = t 4 + V O

E p p e

s

T6rcin

s/L 1 6 3 9 , 8 6

t 6 3 9 , 6 2 1 . 6 3 9 , 4 1 t639,''5 1 6 3 8 , 8 8 t 6 4 0 . 0 1 t 6 4 O , 2 9 r 6 3 9 , 2 4 1 5 3 9 , 3 8 1 5 3 9 , 1 0 1 6 4 0 , O 4 1 6 3 9 , 5 0 1 5 4 0 , 0 9 1 5 4 0 , 0 0 t 6 3 9 , 5 1 1 5 4 0 , 2 0 1 5 3 9 , 8 0 1 6 4 0 , 2 4 t 6 3 9 , 9 4 1 6 4 0 , 3 2 1 6 4 2 , 9 A

1 4 , 8 t 6 , 1 1 4 , 6 1 5 , 6 2 0 , 9 1 4 , 6 L 3 , 4 2 0 , I 1 9 , 6 2 t , 2 1 7 , L 2 0 , 1

1 4 , 2 2 0 , 5 L 7 , 9 2 0 , 4 1 4 , 4 2 0 , 6 1 8 , I

) 1 \

1 5 3 9 , 8 1 1 6 3 9 , 6 1 1 6 3 9 , 4 4 1639 t69 1 6 3 8 , 5 5 I 6 3 9 , 8 4 1 6 4 0 , 0 1 r 6 3 8 , 8 s I 6 3 8 . 9 5 1 5 3 8 , 6 0 1 6 3 9 , 4 4 1 6 3 8 , 8 5 1 6 3 9 , 3 5 1 6 3 9 , 2 3 1 6 3 8 , 7 5 1 6 3 9 , 2 9 1 6 3 8 , 7 8 1 6 3 9 , 1 9 I 5 3 8 , 7 3 1 5 3 9 , 1 1 I 6 3 8 , 5 3

o , o 2 0 , 0 3 o , 0 4 0 , 1 0 0 , 3 0 o , 3 a 0 , 4 1 o , G l 0 , 7 0 0 , 8 1 I , 0 0

| , 0 2 1 , 1 9

| , 2 9 1 , 3 1 I , 5 0

2 , O t 7 , 0 6

E n L a b o r a t o i r e , o n o b t i e n t d o n c u n b o n n e d 6 t e r m i n a t i o n d e s M - E . S . a v e c I e p y c n o m d t r e C . N . R . . C ' e s t I a v a l e u r Q " = 2 , 6 2 q u i d o n n e e n g 6 n 6 - r a l I e m e i l l e u r r 6 s u l t a t .

- Prdcision de 1a nethode

I I a 5 t 6 e f f e c t u 6 u n c a l c u l d ' e r r e u r s t h 6 o r i q u e , d ' u n e p a r t p o u r l e s m e s u r e s p h y s i q u e s r 6 a l i s 6 e s ( p r 6 c i s i o n d e s a p p a r e i t s ) e t d r a u t r e p a r t u n c a l c u l p r a t i q u e i n t 6 g r a n t I ' e n s e m b l e d e s e r r e u r s , e n p a r t i c u l i e r c e l l e s d e I a m a n i p u l a t i o n e n L a b o r a t o i r e e t s u r I e t e r r a i n .

M . E . S . ( p y c n o m E t r e C . N . R . )

a v e c p " = 2,62 a v e c p s = 2 ,

s/r s/L

0 , 0 8 o , o 2 0 . 0 5 0 , 1 0 0 , 3 6 4 , 3 7 o , 4 5 0 , 6 3 o , ' t o o r 8 1 o , 9 7 1 , 0 5 1 , 2 0 t , 2 5

1 ,4 7

1 , 7 0

t , 9 6 1 , 2 1

0 , 0 8 0 , 0 2 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 3 5 o , 3 7 o , 4 5 o , 6 2 o , 6 7 0 , 8 0

1 ,0 3 1 , 1 8 1 , 2 2

i , n t

I , 6 2 1 , 6 1 1 .9 2 t o , 1 , O A

7 ? n

Scienees de Lteau 4

- Pr6cision 7 i 6 e a u x a p p a r e i T s u t i T i s 6 s

A M . E . S . = E r r e u r a b s o l u e

A M ' E ' s ' = Erreur rerative

M . E . S .

A M - 8 . S .

M F q

A M M

A V

i -

V

A p A p

+ s + e +

n - n n - n

- s t e ' s ' e

2 A M

2 A M O 0 e

M - M M - M O

" T ^ ' t " t - - P ' e

L a f i g u r e 4 d o n n e I a p r 6 c i s i o n d e s m e s u r e s a v e c I e p y c n o m E t r e C . N . R . -

E r r e u r r e t o t i v e e n f o n c t i o n d e M E S mesurde ou pyqg!D-9!el-N-B

- 5./. -

MES.9/t.

f L g u r e 4

S i I ' o n v e u t o b t e n i r u n e m e s u r e a v e c s u f f i s a m m e n t d e p r 6 c i s i o n ( m o i n s d e 5 8 ) , I a c o n c e n t r a t i o n e n M . E . S . d o i t 6 t r e s u p 6 r i e u r e d O , 3 O c l / I .

- Prdcision de La ndthode en Laboratoire

E n p l u s d ' i m p r 6 c i s i o n s 1 i 6 e s a u x a p p a r e i l s d e m e s u r e s , I e s p r i n c i p a - l e s s o u r c e s d ' e r r e u r s p o s s i b l e s l o r s d e 1 a m a n i p u l a t i o n s o n t :

- un mauvais bouchage du pycnometre C.N.R., - un essuyage insuffisant d u p y c n o m e t r e C . N . R . ,

- une manipulation trop lente pouvant introduire une diff6rence de

t e m p d r a t u r e a u c o u r s d e I a p e s 6 e ( s u r t o u t s u r l e t e r r a i n ) . A u L a b o r a t o i r e , a v e c d e s p r 6 c a u t i o n s s u f f i s a n t e s c e s s o u r c e s d ' e r r e u r s s o n t r € d u i t e s .

Ddterminat'ton d.es M.E.S. d Ltaide dtwt pgcnomAtre

A i n s i I ' e r r e u r r e l a t i v e d 6 t e r m i n 6 e a p a r t i ) : d u t a b l e a u 3 m o n t r e q u e I a m d t h o d e e s t p r 6 c i s e , p o u r d e s v a l e u r s s u p 6 r i e u r e s d O , 4 g e n m o y e n n e

( t a b l e a u 4 ) ; pour des teneurs i n f 6 r i e u r e s A 0 , 1 9, cette m6thode n'est p a s d u tout applicable.

Tahleau 4

Erreur reLatioe e(nrnise par grantne de M.E.S.

M F C

g / r

E r r e u r r e l a t i v e B moyenne

< 0 r 1

o , 7 - o , 4

> o , 4

L e t a u x d ' e r r e u r r 6 a 1 i s 6 l o r s d e l a m a n i p u l a t i o n s u r l e t e r r a i n e s t p r 6 s e n t 6 a u c h a p i t r e 4 c i - a p r 6 s .

4 - A p p t - t c A T r o N A U X v T D A N G E s D E S R E T E N U E S

L ' a p p a r e i l a 6 t 6 e x p d r i m e n t 6 s u r I e t e r r a i n l o r s d e s v i d a n q e s d e s r e t e n u e s e f f e c t u 6 e s s u r l e H a u t - R t r 6 n e e n j u i n 1 9 8 4 .

L e s 3 m e t h o d e s N o r m e A F N O R , C r € p e - C . E . p f . A . G . R . E . F . ' e t p y c n o m C t r e C . N . R . o n t 6 t 6 r 6 a 1 i s 6 e s s u r u n e r n € m e s t a t i o n s i t u 6 e e n b o r d u r e d u R h 6 n e d I ' a v a 1 d e s r 6 s e r v o i r s v i c l a n q 6 s .

L a f r 6 q u e n c e d e s p r 6 1 € v e m e n t s , f i x 6 e d I ' a v a n c e , 6 t a i t h o r a i r e p o u r I a C r e p e e t l e p y c n o m C t r e C.N-R. et de un toutes l e s 4 h e u r e s p o u r l a Norme AFNOR.

L a r a p i d i t 6 d e l a m 6 t h o d e C . N . R - a p e r m i s d e f a i r e d e s m e s u r e s p l u s r a p p r o c h 6 e s p o u r b i e n s u i v r e l e s p i c s d e I , I . E . S . ; les vidanges o n t a i n s i

6t6 suivies pendant 5 jours 24 h sur 24 .

L a f i g u r e 5 d o n n e l e s r 6 s u l t a t s o b t e n u s p a r l e s 3 m 6 t h o d e s .

L a C r 6 p e e t l e p y c n o m e t r e C . N . R . p e r m e t t e n t d o n c d e s u i v r e a v e c p r 6 - c i s i o n 1 ' 6 v o l u t i o n d e s l 4 . E . s . e t g r a c e d 1 a r a p i d i t 6 d e s a m a n i p u l a t i o n , l e p y c n o m e t r e C . N . R . p e r m e t d e s u i v r e l e s v a r i a t i o n s d e s M . E . S . s u r d . e s d E r a i s t r e s c o u r t s . c e t t e m 6 t h o d e s ' e s t a v 6 r 6 e f a c i l e m e n t u t i l i s a b r e

( r n a t 6 r i e l s i m p l e ) e t t r e s r a p i d e ( m e s u r e en 30 secondes environ).

- C o m p a r a i s o n a v e c l a C r 6 p e e t I ' A F N O R

A p a r t i r d e s 5 4 m e s u r e s c o m m u n e s aux trois r n 6 t h o d e s , I e c a l c u l d e s c o r r 6 l a t i o n s e t a j u s t e m e n t s l i n 6 a i r e s a 6 t 6 e f f e c t u 6 .

3 6

q A

Selences de L'eant 4- no4

qJ

o'\

sq)q)Q. q)

sl$+r(oBq)R

a,\) s'd\$+)

\SR

br! S.dstlN q)Q) +J

(/) \)

s) \)

It:{sa

+J q)

'') \

c

.9

)

6ql

oo.o

d J

t! a a lU o t! o z. I

s a

I

t-

.€

9* s =H 'ir;

''! I Fg

Ddterminatictn des M.E.S. d Ltaide dtun pAenonDtre 3BZ

Droitc dc rigrcssion linJoirc o l u s t d e o u x v o l c u r s desM.E.S

C r i p e s c t Rcnomitre

y = 0 , 9 4 0 x - 0 , 1 1 5 r = 0 . 9 9 7

10 M.E.S. Pycnom;t,r C.N.R

s / t

t L g a r e o 9

I

_ 7

q

t r 6 U o

< R UJ o

o 4e

q

an: 3 q - 2

I

0

I I 7

5 a

t, to z

+ 3

,4

! 1 2

I

0

O r o i t e d e r i g r e s s i o n li n d o i r e o j u s t i e o u x v o l e u r s des M.E.S

A F N O R e t P y c n o m i t r c

ttt:

y=0p54r - 0.309 r = Q988

rry,

l0 M.E.S. focnomdtre C.N.R.

g / l

Figuz,e 7

3 5 3 0 2 5 2 0 ' t 5 t 0

Seienees de Lt eau 4

L e s f i g u r e s 6 e E 7 m o n t r e n t q u e l a m 6 t h o d e d u p y c n o n e t r e C ' N ' R ' p e r - m e t u n e e s t i m a t i o n c o r r e c t e d e s M . E . s . p o u r d . e s v a l e u r s s u p e r i e u r e s i o , 3 q / I .

- P r 6 c i s i o n d e l a m 6 t h o d e s u r ' l e t e r r a i n

L r e r r e u r r e l a t i v e c a l c u f 6 e A p a r t i r d e s r 6 s u l t a t s o b t e n u s p e n d a n t I e s v i d a n g e s d e j u i n 1 9 8 4 e s t d o n n 6 e p a r t r a n c h e s d e M . E . S ' d a n s l e g r a p h i q u e ( 8 ) .

Par raPPort d.

I a C r 6 P e Par raPPort d Ia Norme AFNOR

M . E . S . g / t

Figuz'e B

E z ' r e u r r e L a t i o e e n f o n e t i o n d e s t a u n d e M ' E ' S '

L e s v a l e u r s i n f 6 r i e u r e s e o , ' , 3 g / L c o r r e s p o n d e n t d u n n o m b r e d e p o i n t s t r E s f a i b l e ( 1 ou 2 seulement) e t n ' o n t p a s g r a n d e s i g n i f i c a t i o n . I I e s t c e p e n d a n t c e r t a i n q u e l e p y c n o m E t r e c . N . R . n ' a p a s u n e b o n n e p r 6 c i s i o n

dans cette gamme de concentration-

E n f a i t I ' 6 c a r t e n t r e l e s m e s u r e s p y c n o m e t r e c . N . R . e t l - e s 2 a u t r e s m 6 t h o d e s d e v r a i t 6 t r e e n c o r e p l u s f a i b l e . E n e f f e t , I a c r 6 p e e t 1 ' A F N O R p r d s e n t e n t p o u r d e s t a u x d e M . E . s . 6 l e v 6 s u n i n c o n v 6 n i e n t i m p o r t a n t ; I a f i l t r a t i o n d e v i e n t t r e s l o n q u e . O n e s t d o n c c o n t r a i n t d e f i l t r e r d e s f a i b l e s q u a n t i t 6 s e t p o u r c e l i u n s o u s - e c h a n t i l l o n n a g e e s t e f f e c t u 6 . I I

s'agit simplernent a partir du pr6ldvement initial de 1 I d'obtenir un

s e c o n d p r 6 l 6 v e m e n t d e 1 0 0 m l a p r B s a g i t a t i o n .

cependant, on constate que rnalgr6 les pr6cautions prises, on obtient

d i f f i c i l e m e n t u n m 6 l a n g e p a r f a i t d a n s I ' 6 c h a n t i l l o n d ' u n l i t r e e t q u ' a u m o m e n t d u p r 6 l 6 v e n e n t d e 1 O O m I , l e s 6 1 6 m e n t s l e s p l u s g r o s s i e r s o n t 6chapp6.

c e t t e s o u s - e s t i m a t i o n e s t e n s u i t e m u l t i p l i 6 e p a r d i x p o u l p a s s e r a u x

concentrataons en g/L eL on trouve des diff6rences de prds de 1 g/I

a v e c d e s s o u s - 6 c h a n t i l l o n s p r o v e n a n t d ' u n m 6 m e p r 6 l d v e m e n t i n i t i a l . E l - I e e s t d ' a u t a n t p l u s i m p o r t a n t e q u e l e s s 6 d i m e n t s c o n t i e n n e n t d e s 6 l 6 m e n t s g r o s s i e r s ( t a b l e a u 5 ) .

D ' a u t r e s m e s u r e s e f f e c t u 6 e s a v e c f e s l i m o n s t r d s s a b l e u x o n t m o n t r € d e s e r r e u r s r e l a t i v e s a l l a n t j u s q u ' a 6 0 B .

L e s e r r e u r s i n d i q u 6 e s d a n s I a f i g u r e B s o n t d o n c p l u s f a i b l e s '

DAterminati.on des M.E.S. d L,aide dtun puenctmDtz,e BBg

TabLeau 5

Enreur reLatiue d, La Nctrme AFII1R sur une sdrie de mesures effeetudes suz, des sdd,inents d-u Rh"6ne selon Le protcseoLe

utiLisd habituellement pour Les uidanges

(100 mL fiLtu'As pou" 1 Litre pz,6leud)

f , ( r q

s/r

Valeurs trouv6es

avec Norme IIFNOR

s/r

Erreur relative

z

n ' t

o , 2 5 O 0 , 3 5 0 o r 4

A 1

t

4 r 5 7

o , 0 6 7 0 , 1 9 3 o , 2 3 6 0 , 3 1 5 o , 4 5 7 o , 7 4 0

1 7 ? o

3 , 5 4 6 , O 8 2

5 5 z )

3 4 2 l L'7

z o

1 2 2 t 1 8 I 4

5 - CoruclusroN

c r e s t d a n s l e b u t d e c o n t r 6 r e r r e t r a n s i t d e s s 6 d i m e n t s l o r s d e s o p 6 r a t i o n s d e v i d a n g e s d e r e t e n u e s q u e 1 e t r a v a i l p r 6 s e n t 6 a 6 t 6 e f -

fectu6. 11 a permis de mettre au Doint une m6thode cle terrain simpre

e t r a p i d e d e d d t e r r n i n a t i o n d e s 1 4 . 8 . S . .

11 a 6t6 mis en 6vidence la n6cessit6 de prendre en compte de fagon

precise ra temp6rature et Ia d6termination de la masse vorumique des

s 6 d i r n e n t s .

cette m6thode test6e sur le terrain rors de vidanges de retenues du

H a u t - R h 6 n e s ' e s t a v 6 r 6 e t r e s e f f i c a c e .

S i e 1 l e d e m a n d e u n e p r 6 p a r a t i o n s o i g n 6 e e n L a . b o r a t o i r e ( c o u r b e d,6ta_

I o n n a g e d u p y c n o m E t r e , e t m a s s e v o l u m i q u e d u s 6 d i m e n t ) - E l l e e s t d ' a p - p r i c a t i o n t r e s r a p i d e s u r 1 e t e r r a i n s a n s m a t 6 r i e l i m p o r t a n t e t p e r m e t d e c o n n a i t r e a v e c p r 6 c i s i o n e t e n 3 0 s e c o n d e s le taux de M.E.S..

L a m 6 t h o d e n r e s t a p p l i c a b l e q u e p o u r des concentrations s u p 6 r i e u r e s d 0 , 3 g / 1 , c e q u i e s t t o u j o u r s I e c a s l o r s d ' o p 6 r a t i o n s d e v i d a n q e s d e r e t e n u e s .

2 r a

Seienees de L'eau 4

R E r E n e n c e s B I B L T o G R A P H T o u E S

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