DEPARTEMENT DE LA SAVOIE

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1 Maître d Ouvrage DEPARTEMENT DE LA SAVOIE Communauté de communes du canton d Albens Centre administratif B.P ALBENS Tél: Fax : Nature des Ouvrages ASSAINISSEMENT Bassin de stockage et de restitution Analyse de fonctionnement NOTE EXPLICATIVE Phase 1 : Diagnostic de l assainissement Date Chargés d affaires Désignation de la pièce 24/01/2012 YRO/ JRO C73-916EU111-1b Maître d œuvre / Prestataire C73-916EU111-BSR-NOTE EXPLICATIVE -1B.DOC 1/24

2 SOMMAIRE 1. Préambule Presentation générale L assainissement à Albens Le bassin de stockage-restitution Présentation Fonctionnement et équipements du bassin Dysfonctionnements du bassin de stockage-restitution Réglage de la vanne pelle Débit des pompes Eaux claires parasites Problème des effluents septiques dans le BSR Comptage du trop plein Objectifs Fonctionnement du BSR Solution Solution Corrections à apporter Travaux sur le réseau Réseaux avals du BSR Autres bassins versants séparatifs Suppression des eaux claires parasites Conclusion /24

3 1. PREAMBULE Une mise à jour du schéma directeur d assainissement est en cours pour la communauté de communes du canton d Albens. Cette étude intègre une partie spécifique sur le bassin de stockage-restitution (BSR) situé en aval du réseau unitaire du centre d Albens pour gérer les survolumes engendrés par les pluies. En effet, la station d épuration reçoit des volumes trop importants en période pluvieuse qui entrainent le lessivage de la station et une perte de boues vers le milieu naturel. Une étude de diagnostic du réseau d assainissement et de la station d épuration a été réalisée par SAFEGE en Les résultats seront utilisés dans cette étude. Il est à noter que la DDT a déclaré non conforme l installation de dépollution pour l année Le présent rapport permet de rappeler le contexte, l historique et le principe de fonctionnement du BSR. Les dysfonctionnements remarqués seront listés et analysés en s appuyant sur les études existantes et nous présenterons les objectifs à atteindre suite à ce rapport. Enfin nous proposerons les solutions d aménagements à entreprendre sur le BSR, le réseau et la STEP afin de répondre à ces objectifs. 3/24

4 2. PRESENTATION GENERALE La communauté de communes du canton d Albens regroupe Albens, La Biolle, Cessens, Epersy, Mognard, Saint-Germain-la-Chambotte, Saint-Girod et Saint-Ours. Elle se situe au nord d Aixles-Bains, à la limite avec le département de la Haute-Savoie. Fig. 2-a : Situation du canton d Albens 4/24

5 2.1. L ASSAINISSEMENT A ALBENS Le réseau d Albens est composé de mètres de réseau dont mètres de réseau unitaire. Le réseau est de plus équipé d un bassin de stockage-restitution de m 3 qui est le sujet de cette présente étude. Les effluents sont traités dans une station d épuration de type boues activées d une capacité de équivalent-habitants (dimensionnement initial) située au lieu-dit «Le Champet». Le niveau de rejet visé est le niveau «e» de la circulaire du 04 novembre 1980 qui a été remplacée par les textes d applications de la loi sur l eau du 03/01/1992, et notamment l arrêté du 22/12/1994 qui impose les concentrations suivantes en sortie d ouvrages : D.B.O 5 = 25 mg O 2 /l ; D.C.O. = 125 mg O 2 /l et 35 mg/l en M.E.S. La filière de traitement est la suivante : File «eau» File «boues» > Prétraitement (dégrillage, dessablage et dégraissage) > Bassin d aération > Clarificateur > Déphosphatation (injection de chlorure ferrique) > Stockage des boues en silo (+ une poche à boues à La Biolle) > Valorisation agricole Le fonctionnement de la file eau est satisfaisant. Le problème dans la filière de traitement des eaux usées se situe au niveau du bassin de stockage-restitution. En effet la vidange du bassin tend à lessiver les boues de la station quand les débits trop importants lèvent le voile de boue dans le clarificateur. C est ce problème qui va être traité dans les parties suivantes LE BASSIN DE STOCKAGE-RESTITUTION Présentation La commune d Albens possède un réseau unitaire important dans le centre. Lors de l ancien schéma directeur d assainissement, la création d un bassin de stockage/restitution a été proposée afin de résoudre les problèmes de surdébits lors d évènements pluvieux tout en évitant des travaux trop importants dans le centre de la commune. En effet le passage en séparatif de l ensemble du réseau d assainissement aurait engendré des coûts très importants et une logistique complexe du fait du passage des RD 910 et RD 1201 en plein centre qui sont des routes à forte circulation. 5/24

6 Le choix du BSR est donc une solution qui aujourd hui reste approuvée. Le passage en tout séparatif n apparaît pas comme une solution alternative. Ce bassin est donc destiné à stocker les survolumes pluviaux afin de les traiter dans la STEP et réduire ainsi les déversements d eau brute dans le milieu récepteur. Il se situe près du centre d Albens, le long de la RD 211. Fig. 2-b : Localisation du BSR BSR STEP 6/24

7 Il a été dimensionné, selon la méthode des «volumes» définie dans l Instruction Technique relative aux réseaux d assainissement des agglomérations de 1977, à un volume de m 3. Le débit de vidange du bassin est de 55 m 3 /h, égal à 90 % du débit de pointe maximal acceptable à la station (61 m 3 /h). Le schéma de principe du fonctionnement du bassin est présenté en figure 2-c. Fig. 2-c : Schéma de fonctionnement du bassin 7/24

8 Fonctionnement et équipements du bassin Les eaux usées provenant du réseau de collecte transitent par un ouvrage intercepteur. En temps normal, les eaux usées sont directement dirigées vers la station d épuration via une vanne DN 200 calibrée à 50 m 3 /h. L étude de conception fixait ce débit à 55 m 3 /h, mais l étude de diagnostic réalisée par SAFEGE en 2009 conduit à un réglage de la vanne de 7 cm qui assure des débits inférieurs à 50 m 3 /h. Fig. 2-d : Ouvrage intercepteur avec la vanne pelle 8/24

9 Communauté de communes du canton d Albens Par temps de pluie, les survolumes ne pouvant être dirigés vers la station d épuration se déversent dans la fosse de pompage de 200 m3 du bassin en passant préalablement par un canal de prédégrillage (dégrilleur automatique 50 mm). Fig. 2-e : Dégrilleur automatique Une grosse pluie entrainera le remplissage du bassin de m3, soit un volume total de m3 par surverse de la bâche de pompage vers la bâche de stockage. Fig. 2-f : Surverse de la bâche de pompage vers la bâche de stockage (vue depuis bâche de stockage) 9/24 S.A.R.L. PROFILS ETUDES DEVELOPPEMENT au capital de APE 7112 B

10 Communauté de communes du canton d Albens Le bassin est équipé de 3 groupes hydroéjecteurs qui assurent l aération des effluents et le nettoyage du radier lors de la phase de vidange (fonctionnement pour heau 1m). Il s agit de pompes immergées auxquelles est ajouté un venturi. L eau pompée crée une dépression qui aspire de l air via des cannes verticales. Le mélange permet d aérer les effluents. Fig. 2-g : Hydroéjecteur Canne de prise d air Pompe Venturi Il y a de plus deux agitateurs de parois chargés de brasser les effluents afin d éviter tout phénomène de décantation. Fig. 2-h : Brasseur agitateur à hélices 10/24 S.A.R.L. PROFILS ETUDES DEVELOPPEMENT au capital de APE 7112 B

11 La vidange du bassin est assurée par deux groupes immergés installés dans la partie pompage et qui fonctionnent par permutation circulaire. Le débit est fixé à 55 m 3 /h. Fig. 2-i : Pompes de vidanges du bassin 11/24

12 Communauté de communes du canton d Albens L eau présente dans la bâche de stockage s écoule gravitairement vers la bâche de pompage via un canal en fin de bassin. Un clapet anti-retour isole l eau de la bâche de pompage de l eau de la bâche de stockage. Fig. 2-j : Canal d écoulement gravitaire vers la bâche pompage 12/24 S.A.R.L. PROFILS ETUDES DEVELOPPEMENT au capital de APE 7112 B

13 Communauté de communes du canton d Albens Les eaux pompées dans le bassin sont rejetées dans l ouvrage intercepteur d où elles sont envoyées à la station d épuration. Fig. 2-k : Refoulement des pompes dans l ouvrage intercepteur Le bassin est équipé d un trop plein avec rejet des eaux diluées dans la Deysse muni d un comptage des volumes par mesure hauteur/vitesse. Fig. 2-l : Trop plein vers la Deysse 13/24 S.A.R.L. PROFILS ETUDES DEVELOPPEMENT au capital de APE 7112 B

14 Communauté de communes du canton d Albens Fig. 2-m : Canal de trop plein avec comptage Une unité de désodorisation au charbon actif assure le traitement des gaz du bassin de stockage. La visite du 22 novembre 2011 nous a permis de constater que : Le génie civil est en bon état, Les équipements sont en bon état en général. Il faut vérifier le bon fonctionnement des hydroéjecteurs (cf ), Il y a un dépôt assez important en fond de bassin qu il est nécessaire de curer. Fig. 2-n : Dépôt en fond de bassin de stockage 14/24 S.A.R.L. PROFILS ETUDES DEVELOPPEMENT au capital de APE 7112 B

15 3. DYSFONCTIONNEMENTS DU BASSIN DE STOCKAGE-RESTITUTION L étude principale menée sur les dysfonctionnements du BSR est celle de SAFEGE de Nous listons ci-après les problèmes notés lors de cette étude ainsi que ceux repérés lors de la visite du BSR le 22 novembre REGLAGE DE LA VANNE PELLE Les essais de réglage de l ouverture de la vanne pelle amène à une hauteur de 7 cm afin de limiter le débit à 50 m 3 /h. Ce dernier réglage opéré par SAFEGE n a cependant pas réglé le problème des surdébits en entrée de STEP. Ce réglage ne semble donc pas adapté. Le problème principal est qu il n y a pas de régulation possible de la vanne. Or plus le débit amont est important, plus la hauteur d eau en amont de la vanne augmente et donc plus le débit en aval de la vanne augmente aussi. Seule une vanne réglable permettrait de diminuer le débit arrivant à la STEP. Il est donc nécessaire de changer cet équipement DEBIT DES POMPES Le débit des pompes retenu lors du projet est de 55 m 3 /h. Ce débit a été retenu semble-t-il en considérant 90 % du débit de pointe du clarificateur (61 m 3 /h). Or la vanne pelle devait à l origine être réglée à 55 m 3 /h aussi (cf. 3.1., ce qui, lors de la vidange du bassin ne permet pas le passage du débit de vidange plus le débit arrivant du réseau d Albens. Le débit en direction de la STEP doit être limité, mais il ne doit pas correspondre au débit des pompes, sous-peine du fonctionnement «en canard» accentué avec surconsommation d énergie. Le débit des pompes de relevage doit dans tous les cas être diminué. 15/24

16 3.3. EAUX CLAIRES PARASITES SAFEGE a réalisé des mesures de débits nocturnes dans les réseaux afin de déceler les eaux claires parasites. La Z.A. (bassin versant du PR) et le reste de la Z.A. ainsi que le lieu-dit Orly apparaissent comme des zones où les volumes d eaux claires parasites sont importantes par rapport aux volumes d eaux usées. Ces volumes supplémentaires entraînent une surcharge hydraulique permanente à la station d épuration. Tableau 3-a : Eaux claires parasites Nom du Point Volume total m 3 /j Volume parasite m 3 /j Volume eaux usées m 3 /j PR Z.A Z.A. + Orly Le débit total en entrée de station est de m 3 /j. Ces eaux claires parasites représentent 13 % du volume total admis en entrée de station. Des visites nocturnes et des inspections télévisées permettraient de localiser les apports afin de les supprimer. 16/24

17 Communauté de communes du canton d Albens 3.4. PROBLEME DES EFFLUENTS SEPTIQUES DANS LE BSR Lors de la visite du BSR nous avons pu nous rendre compte que les cannes de prise d air des hydroéjecteurs sont recouvertes de boue comme le montrent les photos ci-après. Fig. 3-a : Cannes de prise d air des hydroéjecteurs Les cannes sont trop courtes, de fait l eau du bassin submerge aussi les cannes à une hauteur majeure, ce qui conduit à ne plus aérer l effluent stocké. Le temps de vidange du bassin est important, et le diagnostic de 2009 révèle un problème de ressuyage des réseaux assez long après un évènement pluvieux. Le bassin stocke ainsi des effluents sur une longue période, leur aération est donc nécessaire pour ne pas les dégrader. La reprise de ces cannes et la vérification du fon fonctionnement des hydroéjecteurs (venturi bouché?) est indispensable au bon fonctionnement du BSR. 17/24 S.A.R.L. PROFILS ETUDES DEVELOPPEMENT au capital de APE 7112 B

18 3.5. COMPTAGE DU TROP PLEIN Le comptage des surverses se fait par une mesure hauteur/vitesse dans un virage. Ce type de mesure est de qualité médiocre et son installation dans une courbe ne permet pas d obtenir un comptage correct des volumes rejetés au milieu naturel. De plus, les eaux de drainage de l ouvrage se déversent en entrée de ce canal et sont donc comptabilisées comme surverse. Il est impératif de prolonger la conduite de déversement des eaux de drainage afin que ces eaux ne soient pas comptabilisées. Fig. 3-b : Comptage des surverses 18/24

19 4. OBJECTIFS 4.1. FONCTIONNEMENT DU BSR Il apparaît clairement qu aujourd hui le fonctionnement du BSR n est pas optimal. Le principal problème est de ne pas pouvoir réguler de manière dynamique le débit en sortie de l ouvrage intercepteur. Un contrôle depuis la STEP serait idéal. Il faut compter un temps de réponse moyen de 20 à 30 min (Hypothèse considérant 1,5 km de réseau entre le BSR et la STEP, avec une vitesse moyenne des effluents de 1 m/s) Il faut ajouter à cela qu il est impératif de disposer d une supervision unique du système d assainissement. Il faudrait qu il n y ait qu un seul gestionnaire pour le BSR et la STEP, contrairement à aujourd hui où la gestion du BSR est faite par la SAUR et celle de la STEP par la Lyonnaise des Eaux. Le réseau, le BSR et la STEP constituent un TOUT, cet ensemble doit être géré par un seul exploitant. Concernant le fonctionnement du BSR nous proposons deux solutions. A noter que la solution 1 peut être retenue, puis améliorée par la suite pour obtenir la solution 2. 19/24

20 Solution 1 La solution 1 conserve le mode de fonctionnement actuel en apportant quelques modifications sur les équipements comme le montre le schéma ci-après. Fig. 4-a : Schéma solution 1 La vanne pelle actuelle est remplacée par une vanne à manchon dont l ouverture est contrôlée depuis le canal venturi implanté en aval du bassin La consigne de la vanne doit pouvoir être réglée facilement avec un contrôle direct par l exploitant. La création d un canal venturi avec mesure de débit en aval de la vanne permet de connaître à chaque instant le débit d effluents et de pouvoir ainsi diminuer le débit accepté en jouant sur l ouverture de la vanne à manchon. La capacité des pompes de refoulement du bassin est diminuée à 40 m 3 /h. L étude de SAFEGE a déterminé un débit moyen par temps sec de 8,5 m 3 /h. Ce qui fait un débit lors de la vidange du 20/24

21 bassin par temps sec de 48,5 m 3 /h. Or la même étude montre que la période de ressuyage peut être longue après une pluie, ce qui n exclut pas un fonctionnement en canard. Cette solution limite l asservissement des pompes. Cependant le fonctionnement est toujours en canard mais avec un gain énergétique par rapport à aujourd hui Solution 2 Cette solution supprime le fonctionnement en canard. La vidange du bassin se fait en aval de la vanne à manchon. Fig. 4-b : Schéma solution 2 Les pompes de vidange ont un débit plus faible, 25 m 3 /h, ce qui permet de commencer la vidange du bassin plus tôt qu avec la solution 1. Plusieurs fonctionnements sont possibles : La vanne à manchon fixe le débit à 50 m 3 /h. Lors d une pluie, le BSR se remplit. On peut alors fermer la vanne à manchon pour commencer le 21/24

22 début de vidange du bassin. Ou bien attendre que le débit mesuré dans le canal venturi soit inférieur à 25 m 3 /h pour commencer la vidange. Ce choix de fonctionnement est géré depuis la station d épuration Corrections à apporter Deux points sont à corriger rapidement pour un meilleur fonctionnement du BSR et quelque soit la solution retenue. Aération L aération des effluents fait défaut à cause de l immersion des cannes de prise d air lors du remplissage du BSR. Il est urgent de régler ce problème en installant des cannes de prise d air plus grande, dont le point haut dépasse avec une marge le point de trop plein du BSR. Comptage du trop plein Comme expliqué au 3.5. l installation de comptage doit être remplacée. Deux choix sont possibles. Conservation de l emplacement de comptage et installation d un débitmètre de type radar. Equipement couteux mais absence d entretien et de génie civil. Installation d un débitmètre à ultra-son dans un canal venturi. Equipement mois couteux mais nécessité de génie civil pour créer le canal venturi et un regard TRAVAUX SUR LE RESEAU Réseaux avals du BSR Les réseaux en aval du BSR sont séparatifs mais contribuent à un apport d eaux pluviales. Il peut s agir de problème de branchements pluviaux dans le collecteur d eaux usées. Un contrôle des branchements par des tests à la fumée permettra de corriger ces erreurs Autres bassins versants séparatifs Albens possède un réseau unitaire important dans le centre avec de nombreuses antennes en séparatif. Il peut être intéressant de réaliser des mesures de débits par temps de pluie à la jonction des bassins versants séparatifs avec le bassin versant unitaire et procéder à des contrôles de branchements avec des tests à la fumée pour vérifier la conformité des branchements pluviaux. 22/24

23 Suppression des eaux claires parasites Les réseaux en aval du BSR ont des volumes d eaux claires parasites importants par rapport aux volumes d eaux usées. Des visites nocturnes et des inspections télévisées permettraient de localiser les apports afin de supprimer les problèmes ponctuels. 23/24

24 5. CONCLUSION Plusieurs problèmes ont été identifiés sur le fonctionnement du BSR. Des solutions plus ou moins complexes sont possibles afin de rendre à ce bassin son utilité première : stocker les surdébits par temps de pluie, assurer le maintien de la qualité de ces effluents et les renvoyer dans le réseau quand les conditions le permettent sans surcharger la station d épuration. La première décision à prendre est la supervision par un unique gestionnaire de la STEP et du BSR, qui permettra de réguler en direct le fonctionnement du BSR afin de ne pas dépasser les capacités de la STEP. La modification de certains équipements est primordiale afin d obtenir un fonctionnement optimal du BSR (vanne, pompes, hydroéjecteurs et débitmètre). L inspection des réseaux et les tests à la fumée sont proposés afin de supprimer les apports d eaux qui le sont facilement (apport ponctuel, branchement croisé). Les actions à mener sont classées selon leur priorité : Actions à court terme : Changement de la vanne : installation d une vanne à manchon, Création d un canal venturi pour la mesure des débits avec contrôle en direct de la vanne, Changement des cannes de prise d air des hydroéjecteurs, Curage du bassin, Changement des pompes de refoulement, Modification du système de comptage du trop plein, Passage à une supervision unique du BSR et de la STEP. Actions à moyen terme : Inspection des réseaux en aval du BSR : tests à la fumée et mesure des débits nocturnes, Inspection des réseaux séparatifs en amont du bassin unitaire. 24/24