service des réseaux D assainissement : mettre en place une stratégie efficace Quels sont les enjeux d une bonne gestion PAtrimoniALe des réseaux

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1 Les cahiers Supplément technique du magazine eau service N 6 / novembre 2010 Eau service gestion PATRIMoniALE des réseaux D assainissement : mettre en place une stratégie efficace P. 2 Quels sont les enjeux d une bonne gestion PAtrimoniALe des réseaux d assainissement? Zoom sur l état du réseau en France P. 3 CoMMent ausculter son réseau pour hiérarchiser les travaux? Les outils qui existent P. 4-5 QueLLes techniques pour réhabiliter le réseau? Les techniques ponctuelles ou continues P. 6 CoMMent assurer une AMélioRAtion continue de LA gestion des réseaux d assainissement? Diagnostic permanent et instrumentation du réseau P. 7 CoMMent mettre en PLAce une gestion dynamique des réseaux d assainissement? Vers une modélisation hydraulique et du vieillissement P.8 Questions-réponses

2 2 Le contexte situation et enjeux En connaissant mieux leur réseau d assainissement, les collectivités se donnent les moyens nécessaires pour le préserver durablement à moindre coût. 1. LA situation du RéseAu d AssAinisseMent en FRAnce Avec km de réseaux d assainissement estimé à plus de 85 milliards d euros, les collectivités disposent d un patrimoine vieillissant. Au-delà de leur âge, les causes des dégradations des collecteurs sont liées : à l insuffisance d entretien et à la présence de gaz type H 2 S ; aux vibrations et aux charges roulantes sur la voirie, aux défauts de conception des réseaux d assainissement ; à la nature des effluents ; aux changements climatiques (sécheresses et fortes pluies). Fissures, déboîtements, intrusions de racines fragilisent le patrimoine en faisant perdre au réseau son étanchéité et en freinant l évacuation des effluents pollués. La dégradation structurelle des canalisations peut entraîner l effondrement des chaussées en mettant en danger les riverains, leurs habitations et les usagers de la voirie. La multiplication des infiltrations d eaux de nappe dans le réseau d assainissement peut 2. Les enjeux d une bonne gestion PAtRiMoniALe des RéseAux d AssAinisseMent Comme tout autre patrimoine des collectivités, une gestion rationnelle des réseaux d assainissement est nécessaire pour : protéger les habitants et préserver l environnement ; pérenniser et améliorer les performances du patrimoine réseau d assainissement ; investir au bon endroit, au bon moment ; prolonger la durée de vie des infrastructures en supprimant les situations à risques ; transmettre des ouvrages en bon état aux générations futures. Pour assurer une bonne gestion patrimoniale et éviter tout risque d effondrement, d inondation, de bouchage ou d apparition des odeurs, il est nécessaire de passer d une démarche curative à une démarche anticipative. Pour cela il est indispensable : d évaluer les besoins en renouvellement ; d optimiser la planification des travaux ; de conserver et d améliorer le patrimoine par des techniques de réhabilitation pertinentes. aussi avoir des impacts sur les stations d épuration, d où la nécessité de prendre en compte l ensemble du système d assainissement. INSTANTANÉ DE L ÉTAT GÉNÉRAL D UN RÉSEAU 3. LA RégLeMentAtion : ARRÊté du 22 juin 2007 Collecte, transport et traitement des eaux usées sont désormais réglementés par l arrêté du 22 juin Il vise, par l article 17, à la mise en place de l autosurveillance des systèmes de collecte des eaux usées par les collectivités pour en assurer le bon fonctionnement. Cet arrêté préconise notamment une vérification décennale de l état structurel du réseau via l utilisation d inspections télévisées.

3 AuscuLteR Le RéseAu 3 mieux connaître son patrimoine Une vision globale de l état du «patrimoine réseau d assainissement», permet aux collectivités, en lien avec leur délégataire, de hiérarchiser les défauts et de planifier les travaux de réhabilitation. 1. Le sig : un outil incontournable Un Système d Information Géographique est indispensable pour faire l inventaire de son réseau. Il permet de le localiser, de le répertorier et de pouvoir faire par la suite, des mises à jour régulières : Sont ainsi recensés : les périodes de poses des canalisations ; leur diamètre ; les matériaux ; leur pente ; l historique des anomalies et des interventions effectuées ; les paramètres environnementaux (la nature des sols, des effluents, le trafic, la présence d H 2 S ). 2. LA Méthode PouR PRioRiseR Le diagnostic et Les travaux Pour établir un plan ciblé et réaliser un «monitoring» du réseau, Lyonnaise des Eaux propose sa méthode de diagnostic rapide appelée DIAGRAP. Il permet de visualiser, au droit des regards de visites, l état structurel du réseau. DIAGRAP prend aussi en compte les risques théoriques liés à l âge de la canalisation, au matériau, à sa profondeur Il permet de cibler et de limiter les inspections télévisées, en les réservant aux sections du réseau les plus risquées. Une analyse multicritère permet de cibler les lieux de risques potentiels et les besoins d intervention sur un réseau donné. Elles maîtrisent ainsi le coût d investissement tout en assurant la continuité du service. Le logiciel NADIA (Notation Automatisée des Inspections de l Assainissement) automatise l interprétation des vidéos issues des inspections des réseaux grâce à une notation automatique de l état du patrimoine. Les résultats sont intégrés sur le SIG pour enrichir l information et obtenir le diagnostic le plus complet possible. Pour les communes plus importantes (> habitants), des études statistiques peuvent être réalisées à l aide d un échantillon représentatif (environ 10 %). L outil PREVOIR intègre des modèles de vieillissement qui permettent une évaluation des besoins en renouvellement et des coûts correspondants pour assurer le maintien du patrimoine peuvent être définis. UN VIDÉOPÉRISCOPE COMPREND UNE CAMÉRA ET DES SPOTS AINSI QUE LE SYSTÈME D ACQUISITION DES DONNÉES. 3. Les outils d inspection de demain Les outils se perfectionnent. Les derniers en date sont : les caméras «fish eye» en 3D. Elles permettent de «scanner» rapidement les canalisations et d identifier, sur 360, tous les défauts qui sont analysés ensuite en laboratoire par des spécialistes ; les robots multi-capteurs en développement. Différents types de capteurs, à base de radar, laser ou mesures électriques, peuvent être fixés à la caméra pour détecter les défauts au-delà de la canalisation comme la mise en évidence du terrain encaissant autour de la canalisation (vides et compression...) ; le radar mobile. Il donne la possibilité de voir le vide ou le terrain compressé depuis la surface du sol. EXEMPLES Carpentras (84) Diagnostic rapide (DIAGRAP ) par analyse hab. multicritère et inspection par Communauté vidéopériscope pour avoir une vision urbaine globale de l état structurelle du réseau. de Bordeaux (33) hab. Morangis (91) hab. Paray-Vieille-Poste (91), 7200 hab. Plus de km de canalisations dans 189 communes ont été analysés par DIAGRAP.

4 4 RéhAbiLiteR réaliser les travaux d urgence En fonction du diagnostic établi, il existe toute une palette de techniques de réhabilitation sans tranchée. 1. Les travaux sans tranchées Les techniques traditionnelles de remplacement des canalisations imposent l ouverture de tranchées. Tout en augmentant les coûts et la durée des travaux, elles provoquent de nombreuses nuisances pour les riverains et l environnement (bruit, poussières, ). La solution des méthodes de réhabilitation sans tranchée s impose de plus en plus aux collectivités. Elles permettent de : pérenniser le patrimoine en optimisant les investissements ; réduire la durée des chantiers ; éviter les détériorations de la voirie, des bâtis environnants et des autres réseaux (eau, gaz, électricité ). 2. Les techniques de RéhAbiLitAtion PonctueLLes Les techniques ponctuelles consistent à réparer les canalisations, généralement non visitables, pour pallier à une dégradation locale. La pose de manchette répare les défauts ponctuels dans une conduite de bonne résistance mécanique (fissures circulaires, décalages au joint, ). Le principe consiste à mettre en place une manchette en fibre de verre enduite de résine qui épouse la forme de la canalisation existante. La manchette, placée sur un manchon, est tractée entre deux regards, mise au droit du défaut sous contrôle vidéo et polymérisée par gonflage et chauffage du manchon. Le test joint par joint ou procédé SEAL-i-TRYN, répare également les fissures circulaires, les joints fuyards ou les perforations, par injection de gel acrylique. Un manchon gonflable aux deux extrémités est introduit dans la conduite entre deux regards de visite, positionné au droit du joint ou de la fissure sous contrôle vidéo. On gonfle ensuite à l air les deux extrémités créant ainsi dans la partie centrale du manchon une chambre d injection annulaire isolée du reste de la canalisation. Si l étanchéité du joint est défectueuse, on procède à l injection de résine jusqu à étanchement complet du défaut. Les robots multifonctions éliminent par fraisage les éléments gênant l écoulement des effluents (branchements pénétrants, élimination de dépôts, ) et colmatent les fissures et les cassures. Ils ouvrent également les branchements après chemisage et rétablissent leur étanchéité par pose de manchettes chapeau ou injection de résine. Avant l introduction du robot par un regard du réseau, un hydrocurage est réalisé. S adaptant à un diamètre de canalisation à partir de 150 mm et jusqu au diamètre 800, l intervention du robot s effectue sur la base d une inspection télévisée. ROBOT MULTIFONCTION EXEMPLES Communauté de commune de Moselle et Madon (54) CC de la région de Molsheim Mutzig (67) Ville de Chambéry (73) Traitement des branchements au robot multifonction. Fraisage branchement, injection, chemisage. Pose de manchette, chemisage.

5 5 prévoir les travaux de long terme Parmi un certain nombre de techniques de réhabilitation pérennes, le chemisage rencontre le plus vif intérêt et permet une réhabilitation continue et structurante du collecteur. 3. Le PRocédé Phoenix Cette technique consiste à insérer, par réversion à l air, une gaine textile souple enduite d un revêtement PE et imprégnée de résine Epoxy ou polyester, qui va s appliquer contre la canalisation à réhabiliter. La polymérisation de la résine est faite par vapeur d eau. La gaine peut être imprégnée sur site ou pré-imprégnée en usine et doit être posée rapidement après cette opération. Applicable pour des diamètres de canalisations de 100 à mm, cette technique est attractive car elle permet d aller jusqu à 500 mètres et offre la possibilité de gainer des coudes. Il existe également des gaines pour des conduites sous pression. 4. Le chemisage uv : LA technique LA PLus utilisée Une gaine souple en fibres de verre imprégnée de résine polyester «photodurcissable» est tractée dans le collecteur dégradé. Elle est gonflée jusqu à épouser les parois de la canalisation et durcie par l action de lampes UV. Applicable pour des diamètres de canalisations pouvant aller de 150 à mm, cette technique a de nombreux avantages : stockage de la gaine jusqu à 6 mois à température ambiante ; faible encombrement sur le chantier par l absence de chaudière sur semi-remorque ou de camion frigorifique. Seul inconvénient, la longueur maximum d action est de 200 mètres. Ce chemisage prolonge d une trentaine d années la durée de vie des canalisations qui retrouvent leurs performances initiales : étanchéité, résistance aux pressions extérieures et charges roulantes (trafic) capacité d écoulement, durabilité. EXEMPLES Commune de S t Benoit sur Loire (45) Communauté de Sevran (93) SIVOA Viry Chatillon (91) Fraisage, chemisage. Chemisage, tubage. INTRODUCTION DE LA GAINE PAR TRACTION POLYMÉRISATION DE LA GAINE PAR UV 5. Les AutRes techniques de RéhAbiLitAtion La méthode U-Liner est un tubage de conduite avec un tube solide pré-déformé et reversé à la vapeur sous pression. La méthode par tubage. Il s agit de mettre en place dans la canalisation à réhabiliter une nouvelle conduite d un diamètre inférieur. Effectué sur une partie ou la totalité du collecteur, le tubage s applique sur des ouvrages visitables ou non. Il en existe plusieurs types qui répondent chacun à une situation définie : tubage par tuyaux courts ou longs avec espace annulaire, tubage par enroulement hélicoïdal, tubage par tuyau continu avec ou sans espace annulaire, tubage par éléments préfabriqués avec espace annulaire, tubage après éclatement, tubage avec micro-tunneliers.

6 6 contrôler instrumenter pour assurer un suivi En instrumentant le réseau d assainissement, le diagnostic permanent apporte des données pour assurer une approche progressive et permanente d amélioration continue. 1. instrumenter PouR MAÎtRiseR L autosurveillance réglementaire des réseaux d assainissement impose aux collectivités d instrumenter certains déversoirs d orage afin d estimer les quantités de pollution rejetées par temps de pluie au droit de ces surverses unitaires. Cette approche n est malheureusement pas suffisante pour évaluer la performance du système d assainissement et les causes des dysfonctionnements. Pour tendre vers un cercle vertueux de la gestion du patrimoine du réseau d assainissement, l instrumentation entre dans le processus d amélioration continue. Pour sa mise en place, des endroits clés doivent être sélectionnés en fonction du diagnostic qui a été réalisé. Les analyses doivent concerner le débit des effluents, leur hauteur, leur type pour définir les instruments de mesure à mettre en place : des capteurs à ultrasons ; des capteurs piézométriques ; des pluviomètres ; des débitmètres (Doppler, cercles de vitesse, ) ; des prises d étiages. 2. diagperm Le diagnostic PeRMAnent L objectif de cette démarche est de disposer en permanence de l état de fonctionnement du système de collecte, c est-à-dire de connaître les débits d effluents collectés, ceux qui sont traités par la station d épuration, ceux qui sont déversés au milieu du récepteur sans épuration, ceux qui ne sont pas collectés. Ces données sont indispensables pour orienter les futurs investissements de la collectivité vers de nouveaux ouvrages ou des réhabilitations, permettant d apporter la meilleure amélioration du système d assainissement au moindre coût. Par une interprétation croisée des données, le diagnostic permanent offre quelques finalités concrètes : optimiser la gestion du patrimoine en garantissant la pérennité des ouvrages, en connaissant les besoins en renouvellement et en maîtrisant les flux des eaux claires parasites et des exfiltrations d eaux usées ; optimiser l entretien des réseaux en diminuant les interventions curatives et en trouvant un juste niveau d entretien préventif ; mettre en conformité les branchements par la diminution des eaux claires météoriques sur les réseaux séparatifs d eaux usées et la protection du milieu naturel en supprimant les rejets d eaux usées directs au milieu naturel ; optimiser le système de traitement par l analyse hydraulique des flux entrants et sortants de la station d épuration, la maîtrise des flux de sous-produits (qualité et quantité) et la fiabilisation des destinations d évacuation des sous-produits. EXEMPLES Communauté Diagnostic permanent. urbaine de Bordeaux (33) hab. Montluçon (03) Mulhouse (68) Roanne (42) Syndicat Intercommunal pour l Assainissement de la Région de Villeneuve-St-Georges (SIARV) (94)

7 7 suivre l évolution des réseaux Les informations recueillies pour le diagnostic permanent permettent de se tourner vers une modélisation et donc une gestion dynamique des réseaux d assainissement. 3. Les différentes données nécessaires Au diagnostic PeRMAnent Les finalités du diagnostic permanent passent par l acquisition des données concernant la connaissance du patrimoine (cf. p.3), mais aussi par : a. L autosurveillance des systèmes d assainissement Elle doit prendre en compte plusieurs éléments : le bilan entrée-sortie des stations d épuration pour connaître les eaux claires parasites, météoriques et les rejets des réseaux pluviaux ; le bilan des matières extraites ; le bilan des apports industriels ; le suivi des déversoirs d orage ; les données pluviométriques. d. Le milieu récepteur Il doit être connu et surveillé grâce à des campagnes de prélèvements périodiques comme des analyses physico-chimiques de l eau et des sédiments et la mise en place de stations de mesure en continu. b. La connaissance du bilan entrée-sortie des effluents Il est essentiel de connaître le débit des eaux claires parasites et des rejets des réseaux pluviaux. c. Les données d exploitation Elles concernent le curage, la gestion des points noirs, les interventions curatives et préventives. Elles donnent également des informations sur la consommation d énergie et les matières extraites des réseaux et des stations d épuration. EXEMPLE D INSTRUMENTATION POUR L AUTOSURVEILLANCE (PLUVIOMÈTRE) 4. ModéLisAtion hydraulique et du vieillissement : Le nec PLus ultra de LA gestion PAtRiMoniALe des RéseAux d AssAinisseMent L amélioration des outils informatiques permet aux modèles de calculs hydrauliques de fournir des résultats en quelques minutes. Ils peuvent être utilisés comme outil de pilotage en vérifiant, par exemple, l impact par temps de pluie sur le réseau. La modélisation est surtout un outil qui donne les informations pour construire ou redimensionner un réseau. Cette donnée est essentielle quand il s agit de renouveler un réseau qui peut être amené à être agrandi. Les modèles de vieillissement PREVOIR, quant à eux, peuvent permettre d évaluer sur le long terme les probabilités de défaillance des réseaux et donc les besoins probables de renouvellement. EXEMPLE Marly le Roi (78) hab. Création d un modèle.

8 Questions réponses 1. Si je n entretiens pas mon réseau, que peut-il se passer? L entretien est un gage de maintien du réseau en bon état grâce au curage et à la réhabilitation. Le manque d entretien risque de provoquer l apparition d H 2 S, hydrogène sulfuré, en situation d anaérobiose qui, à terme, peut détruire le réseau. Ce gaz est, à la fois, toxique voire mortel pour l homme, malodorant pouvant nuire au voisinage et provoque la corrosion des canalisations. 2. Quel est le taux de renouvellement normal d un réseau? La réponse est à envisager au cas par cas. Cependant, en moyenne, le taux minimum de renouvellement nécessaire est évalué à 1,3 % par an de la totalité du linéaire de la commune. Aujourd hui, il se situerait à 0,7 %. 3. Quelle est la durée de vie d une canalisation d assainissement? Il n existe pas une seule réponse à cette question car de nombreux paramètres interviennent sans oublier l entretien régulier des canalisations. Parmi les paramètres, il faut prendre en compte le matériau, la pose, la période de pose, la qualité du terrain encaissant, la sollicitation environnante, la présence d H 2 S 4. Existe-t-il d autres méthodes que l inspection télévisée (ITV) pour les réseaux non visitables? Aujourd hui, 99 % des réseaux ne sont pas visitables et l inspection télévisée est la méthode la plus facile et la plus courante d utilisation. Il n existe pas beaucoup d autres méthodes d analyse, mais certaines sont aujourd hui à l étude comme le radar, le laser, les mesures électriques Pour plus d information ou pour commander des exemplaires de la collection des Cahiers techniques d Eau Service, contacter : virginie.guth@lyonnaise-des-eaux.fr Liste des contacts régionaux : Les cahiers Eau service est un supplément du magazine Eau service n 25. Le journal de Lyonnaise des Eaux pour les collectivités locales. Trimestriel édité par Lyonnaise des Eaux, 16, place de l Iris, Paris-La Défense Directeur de la publication et de la rédaction : Dominique Ogeron Rédactrice en chef : Vanessa Filhol Conception graphique et réalisation : 52, rue Camille Desmoulins, Issy-les-Moulineaux cedex Imprimerie : Clément ISSN : X Crédits photos : Lyonnaise des Eaux. Illustrations : Brandenburger.