8. DE L INSPECTION A L EXPERTISE D UN OUVRAGE

8. DE L INSPECTION A L EXPERTISE D UN OUVRAGE 8.1 Généralités Dans un soucis de connaissance et de préservation du patrimoine en assainissement, des inspections périodiques des ouvrages sont indispensables et peuvent conduire à la nécessité d expertise des désordres constatés afin de préconiser une remise en état. 8.2 Sécurité Un réseau d assainissement ou une station d épuration en service utilise des règles de sécurité établies par le gestionnaire en vue de rassembler toutes les conditions nécessaires au bon déroulement d une intervention. Le respect de ces instructions contenues dans le règlement est la première mesure de sécurité. Une visite sans accompagnement dans un réseau d assainissement ou une station d épuration est proscrite. Une bonne connaissance des conditions météo et une personne de contact en surface est obligatoire. La liste non exhaustive suivante présente l équipement individuel de protection recommandé: bottes, casque, lunettes de protection, lampe, gants, harnais de sécurité ; le masque de fuite, détecteurs des atmosphères dangereuses ; veste et pantalon imperméable réfléchissant. Lors des visites du réseau et en fonction de l environnement urbain, certains services publics ou concessionnaires doivent être informés (transport public, gestionnaires de voirie ). version de travail colloque Luxembourg 73

8.3 Evaluation d un réseau d assainissement 8.3.1 Cartographie du réseau d assainissement La cartographie du réseau est la première des missions à réaliser avant de commencer une expertise. Données cartographiques minimales : - Bâti ; - Voiries ; - Coordonnées XYZ de chaque plaque d'accès du réseau d'égouttage ; - Coordonnées XYZ de chaque regard de visite du réseau d'égouttage ; - Caractéristiques de chaque plaque et regard (diamètre, nature, état de l'assise, accessibilité etc.) ; - Sections et type de matériaux des réseaux visités ; - Délimitation sommaire des sous bassins versants alimentant le réseau à expertiser. Données cartographiques complémentaires - Localisation des plaintes suite à un dysfonctionnement du réseau (refoulement, inondation, odeur ) ; - Localisation de signes extérieurs de dégradation du réseau (enfoncements de voiries et d avaloirs ). Par l intermédiaire d un système d information géographique, la cartographie orientée «objet» permet de mieux comprendre des phénomènes abordés. De plus, certaines pathologies peuvent être anticipées par la réalisation de cartes thématiques, comme par exemple les zones à risques géotechniques et de sédimentation. version de travail colloque Luxembourg 74

8.3.2 Critères d évaluation d un ouvrage Les critères essentiels que doivent évaluer les experts dans le cadre de l examen des canalisations d'égout public et ouvrages connexes sont repris dans le tableau 8.1: TABLEAU 8.1 Critères à évaluer lors des expertises Critères Objectif Etanchéité : infiltration entrée de sol déplacement de tuyaux matière de joint expulsée etc. Stabilité structurelle : fissuration déformation altération etc. Aspect Hydraulique : dépôt ; obstacles ; racines; pénétrantes ; etc. Protection du sous sol et de la nappe aquifère en vue de protéger les eaux souterraines et d'éviter de véhiculer des eaux claires parasites vers les stations d'épuration. Evaluation de l étanchéité sur la vitesse d altération de l ouvrage. Durée de vie de la canalisation et du remblai de sa tranchée, qui dépendra à la fois du choix du tuyau, et du mode de pose, du matériau de fondation et de remblai, et enfin de la qualité de l'étanchéité. Eviter les inondations en transportant à l'aval le débit maximal correspondant à un risque calculé en terme de probabilité d'un événement pluvial catastrophique (précipitations avec une période de retour de 10 ans). Plusieurs recommandations, guides pratiques ou normes tentent de systématiser les rapports d inspections. Le système de codage d inspection visuelle des réseaux d assainissement décrit dans la norme Européenne EN 13508-1/2 reprend tous les cas d évènements ou d anomalies constatés dans un ouvrage selon les trois critères majeurs de la liste ci dessus. Les informations codées peuvent être utilisées dans l un des objectifs suivants : - évaluer les problemes de fonctionnement dans le cadre d un programme de travaux de réhabilitation à long terme ; - fournir des données destinées à être utilisées dans la planification des activités d entretien et de maintenance ; - étudier des problèmes de fonctionnement spécifiques ; - classer et organiser les résultats dans une base de données pour archivage. En ce qui concerne la nécessité de systématiser les résultats d une expertise, les avis divergent. Pour certains, cela se limite à une facilité de rédaction de rapport, pour d autres, par le biais de la recherche opérationnelle, les constatations peuvent se transformer en indice de qualité permettant d établir des priorités d entretien ou même de mettre à jour la comptabilité version de travail colloque Luxembourg 75

patrimoniale. La gestion de cette masse d informations demande des outils informatisés qui mènera à une standardisation effective. A titre d exemple, voici une hiérachisation possible : TABLEAU 8.2 Degrés d intervention Degré Type 1 Type 2 Type 3 Type 4 Type 5 Signification Pas de défaut ou défauts insignifiants Défauts minimes ne nécessitant pas d intervention Défauts ne nécessitant pas d intervention immédiate Défauts sérieux avec nécessité d intervention Défauts graves nécessitant une intervention immédiate 8.3.3 Etat des lieux des réseaux 8.3.3.1 Visite pédestre La connaissance de l'état exact dans lequel se trouve l'égout entre ses deux chambres de visite est primordiale pour l'exploitation du réseau d'assainissement. La nature des matériaux utilisés, son état de vétusté, les différents obstacles à l'écoulement des eaux sont autant de paramètres à prendre en compte pour les modélisations hydrauliques. Les infiltrations ou les exfiltrations sont des éléments également importants à prendre en compte, d'une part pour le débit qui transite effectivement, d'autre part pour la possible pollution des sols et de la nappe phréatique, ainsi que pour le minage autour de l'égout, ce qui fragilise sa structure. L'état général dans lequel se trouve la structure même de l'égout est important à connaître. Il est le garant de sa pérennité, de son bon fonctionnement et de l'absence d'accident en surface. Seule une observation visuelle peut apporter une réponse à toutes ces interrogations. Un objectif de visites dans une période qui oscille entre 2 et 5 ans pour les collecteurs principaux peut être programmé avec inspection des ouvrages. Tous les renseignements recueillis seront ensuite idéalement transmis dans la base de données cartographique. Ils serviront également à programmer les réparations et les améliorations. Lors de ces visites, l'égoutier sera particulièrement attentif aux éléments qui entravent l'écoulement des eaux. La présence de dépôts indique généralement une contre pente ou encore une dégradation de l'ouvrage. Dans les égouts construits en maçonnerie, la présence de briques dans le radier peut indiquer un début d'effondrement de la structure par attaque chimique du mortier. La partie haute de l'égout étant naturellement la plus exposée à l'h 2 S, ce sont ces version de travail colloque Luxembourg 76

briques qui se descelleront le plus facilement, amenant une perte de résistance aux pressions exercées par la circulation de surface. Dans les égouts en briques ou en béton, la présence de fissures longitudinales ouvertes à 12 h et fermées à 9 et 15 h indiquent généralement un écrasement vertical de la structure. Les fissures circulaires indiquent quant à elles des phénomènes de cisaillement imputables à des tassements différentiels de la canalisation. Le déboîtement des égouts en éléments préfabriqués est également dû à des tassements différentiels au droit du raccord ou à une mauvaise pose lors de l exécution. Dans les égouts en béton armé, la présence visuelle des armatures est le plus souvent due à une attaque chimique qui désagrège le béton. 8.3.3.2 Visite par caméra Lorsque la canalisation n est pas visitable, une visite pédestre en continu est impossible, une visite par caméra est alors recommandée. Dans les égouts en maçonnerie ou vétustes, le robot qui porte la caméra étant très sensible aux obstructions mécaniques, un curage sera programmé préalablement. On portera une attention particulière au placement de la poulie de guidage du câble et au déroulement de celui-ci. La présence de gaz (explosivité, H 2 S, CO, teneur en oxygène) sera préalablement testé avant la descente du matériel. Photo 8.3 - Véhicule caméra Photo 8.4 - Caméra téléguidée version de travail colloque Luxembourg 77

8.3.4 Pathologies de stabilité 8.3.4.1 Déformation et rupture des matériaux tubulaires Stade 1 La canalisation se fissure soit par défaut de remblayage, soit sous l'effet d'une surcharge, soit par ravinement de la fondation par une fuite de l égout ou d une canalisation d eau sous pression dans les environs proches de la conduite. Des fissures apparaissent en quadrant (12-3-6-9h). Stade 2 Du fait des infiltrations d'eau, il se produit une perte de remblais fragilisant encore plus la canalisation. Des fissures ouvertes apparaissent à la voûte (12 h) et des fissures fermées à 9h et 3 h Stade 3 La canalisation se déforme sous l'effet de la charge et du manque de support lié à la perte de matière de remblais par les infiltrations. Il existe une possibilité d'écrasement de la canalisation. Il existe également une possibilité de voir apparaître en surface une cavité dans la chaussée. Figure 8.5 Déformation et rupture des matériaux tubulaires rigides version de travail colloque Luxembourg 78

Photo 8.6 Dégradation totale du collecteur par déformation et rupture (ouvrage en ruine) vue générale Photo 8.7 Dégradation totale du collecteur par déformation et rupture (ouvrage en ruine) vue sur la fissure latérale Photo 8.8 - Les circonstances difficiles d une expertise dans le milieu de l assainissement rendent impératif l emploi d outils de mesure 0 d ouverture des fissures afin de ne pas surestimer ou sousestimer celles ci. Photo 8.9 - De simples témoins sont suffisants pour suivre l évolution des fissures. version de travail colloque Luxembourg 79

8.3.4.2 Attaque chimique du béton non armé a) Attaque par l hydrogène sulfuré (H 2 S) L acide sulfurique (H 2 SO 4 ), formé à partir de l H 2 S, réagit avec les composants calciques (entre autre Ca(OH) 2 ), présent dans la matière cimenteuse, en formant du gypse, (sulfate de calcium). Il en résulte un effritement du béton au niveau du liquide et à la voute (cfr. 5.3) Figure 8.10 - version de travail colloque Luxembourg 80

b) Attaque suite à une réaction alcalis granulats Des réactions se produisent entre certaines formes de silice présentes dans le sable et / ou dans les granulats et les alcalis présents dans le ciment ou transmis par des agents extérieurs (sels de déverglaçage ). Il en résulte la formation d un gel de silicates alcalins fortement expansif provoquant une fissuration dont le faciès représente une Photo 8.11 La non rupture dans le granulat mise mosaïque ou un faïençage sans direction en évidence par analyse pétrographique permet préférentielle sans présence d armatures. d écarter la pathologie d une réaction alcalis silice.(voir aussi photo 4.10). Dans certaines circonstances, il s échappe des fissures une substance blanchâtre sous forme de gel. Ce type d attaque n est pas immédiat. Le temps d incubation de cette réaction est de l ordre de 5 à 10 ans, mais varie bien entendu en fonction de paramètres tels que le type de granulats, la concentration en alcalis,etc. La cinétique de ces réactions chimique est loin d être maîtrisée. Photo 8.12 Interprétation : simple fissuration sous contrainte c) c) Attaque suite à des réactions sulfatiques (formation d étringitte, de gypse, de sulfates alcalins hydratés, de magnésie hydratée, de silice hydratée) La somme des réactions décrites sommairement au paragraphe 7.2.1.2 conduit à la formation de substances dont le volume est plus grand que le volume des réactifs mis en présence. Il en résulte, comme dans le cas des réactions alcalis-granulats, un éclatement du béton dont le faciès représente une mosaïque ou un faïençage sans direction préférentielle sans présence d armatures. Photo 8.13 - Formation d étringitte version de travail colloque Luxembourg 81

8.3.4.3 Attaque chimique du béton armé a) Attaque par une réaction alcalis granulats, par des réactions sulfatiques Le béton éclate et se fissure et le transfert des efforts dans l armature par adhérence acier béton n a plus lieu. De plus, les fissures sont des voies préférentielles pour un mécanisme de rouille des armatures qui ne fait qu aggraver la fissuration initiale suite aux mécanismes décrits ci dessus. b) Attaque par carbonatation L attaque par carbonatation correspond à une transformation chimique du béton, ayant pour conséquence de faire perdre au béton son pouvoir passivant. Ceci n a d importance que pour le béton armé, car sans pouvoir passivant, les armatures du béton armé rouillent, pouvant provoquer un gonflement et l éclatement du béton et par conséquent peut conduire à Photo 8.14 - La zone périphérique blanchâtre est affectée par la la ruine de l ouvrage. carbonatation car pour des ph aux alentours de 8,3, l indicateur est incolore. L effet de carbonatation est facilement détectable par mesure de ph à la phénolphtaléïne. Cette réaction peut s accompagner d un écoulement de carbonate de calcium qu il ne faut pas confondre avec des exsudations de gel provenant d une réaction alcalis-granulats. L emploi d une substence acide (vinaigre par exemple) permet de distinguer l un de l autre : le carbonate de calcium se dissout sous l action de l acide, tandis que le gel produit y est insensible. c) Attaque par des chlorures Des ions Cl - peuvent être présents dans le béton (adjuvants accélérateurs, granulats marins ) ou provenir du milieu extérieur environnant (eau de ruisselement contenant des sels de déverglaçage, atmosphères marines, ). Il n existe aucune norme européenne indiquant une teneur limite en chlorures dans le milieu. La norme EN 197-1 concernant les ciments précise, dans son chapitre sur la durabilité, que la teneur en CL - doit être inférieur à 0,1% en poids de ciment et moins si il s agit de béton version de travail colloque Luxembourg 82

précontraint. En pratique une teneur d environ 0,4% par rapport au ciment suffit à amorcer la corrosion et doit être considérée comme seuil d alerte. L alternance de venue de chlorures et périodes de séchages augmente l importance du risque. Elle varie en fonction des qualités mécaniques de ce béton (composition, dosage et compacité). Dans le cadre de l expertise, l analyse de la teneur en chlorures du milieu et du béton lui-même doit donc être effectuée. Lorsque les valeurs limites sont dépassées, des dispositions supplémentaires doivent être prises. Photo 8.15 - L apparition des tâches ferrugineuses laisse présager d une attaque des armatures par les chlorures. Néanmoins dans la plupart des cas aucune manifestation d une attaque par corrosion n est visible à la surface extérieure du béton photo 8.16 :aspect de surface anodin photo 8.17 : après décapage, visualisation de l attaque prononcée par piqûres version de travail colloque Luxembourg 83

Cartograhie potentiométrique auscultation non destructive de l état de corrosion des armatures Photo 8.18 : La cartographie potentiométrique permet d établir un bilan de l état de dégradation par corrosion de manière non destructive. Un étalonnage est toujours nécessaire. Blanc Jaune Rose Potentiel suppérieur à 200 mv Potentiel entre 200 mv à 350 mv Potentiel inférieur à 350 mv version de travail colloque Luxembourg 84

8.3.4.4 Perte d éléments de la maçonnerie en voûte Dans le cas d égoûts en maçonnerie, les briques ou meulières résistent très bien à la corrosion chimique par l H 2 S. Il n'en va pas de même pour les joints en mortier de ciment. Stade 1 Les joints de mortier sont attaqués chimiquement, notamment par l'h 2 S. On aperçoit visiblement une perte du ciment entre les briques de la voûte. Stade 2 Le mortier a disparu, les briques restent encore en place, mais il y a déformation de la voûte. Stade 3 Les briques tombent formant des obstacles à l'écoulement des eaux. Une perte de résistance de l'égoût à la compression apparaît. Figure 8.19 - Perte d éléments de la maçonnerie en voûte version de travail colloque Luxembourg 85

8.3.5 Pathologie d étanchéïté 8.3.5.1 Détérioration du radier Stade 1 La détérioration du mortier entraîne une infiltration. Stade 2 L'infiltration provoque l'apparition d'une cavité par perte de matériaux de remplissage. Stade 3 La perte du support provoque l'affaissement de la partie inférieure de l'égoût. Il y a perte du fil d eau, déplacement de briques et des déformations dans la cunette. Figure 8.20 détérioration du radier version de travail colloque Luxembourg 86

8.3.5.2 Déboîtement et rupture d éléments préfabriqués de toute nature Stade 1 Un joint défectueux ou une mauvaise pose du tuyau provoque une infiltration ou une exfiltration d'eau. Stade 2 L'infiltration ou l'exfiltration entraîne des matériaux de remblai provoquant des cavités au droit de la connexion. Sous l'effet de la charge, le tuyau peut se déboîter. Il y a rupture de fil d eau. Figure 8.21 déboitements et rupture des joints Stade 3 La canalisation est complètement déboîtée. Sous l'effet des charges et de la perte de l assise du terrain, le tuyau s affaisse et se fracture. Photo 8.22 infiltration au droit du joint entre éléments. version de travail colloque Luxembourg 87

8.3.5.3. Défauts d étanchéité au droit des raccordements Ces défauts sont la cause de nombreux désordres. Dans certains cas, ils sont dus à des négligences lors de la réalisation des branchements. Une des conséquences principales est la création de l instabilité de l ouvrage et de son environnement proche pouvant amener des dysfonctionnements d exploitation. Une attention particulière doit donc être apportée à ces points particuliers. Photo 8.23 Raccordement non étanche provoquant un ravinement aux environs immédiats de la paroi de l égout. Photo 8.24 Conséquence à long terme d une mauvaise réalisation de branchement version de travail colloque Luxembourg 88

8.3.6. Pathologies liées à l écoulement La fonction hydraulique de l égoût est de plus en plus surveillée et modélisée afin de répondre à une urbanisation en expansion dont résulte la multiplication de surfaces imperméables. Les ouvrages d assainissement anciens sont souvent sous-dimensionnés vis-à-vis de leur utilisation actuelle. Une restriction de l écoulement peut donc s avérer critique dans certains cas. Les photos ci-après illustrent trois cas. Photo 8.25 Infiltration de racines par des joints défectueux. Photo 8.26 Obstruction par des concrétions de graisse. Photo 8.27 Obstruction par sédimentations dus à des obstacles (contre pentes, amoncellements de briques, ) et possibilité de formation de gaz H 2S et / ou de méthane. version de travail colloque Luxembourg 89

8.4 Evaluation d une station d épuration 8.4.1 La corrosion et ses impacts Selon l'ouvrage et sa fonction, il est possible de distinguer les corrosions des matériels soit émergés, soit immergés, soit encore de ceux à immersions variables et périodiques. Comme déjà décrit précédemment, les différents types d'attaque peuvent se répartir en trois grandes classes : la corrosion physico-chimique par attaque directe ; la corrosion galvanique par contact ; la corrosion mécanique par fissuration sous contrainte ; Photo 8.28 Attaque chimique généralisé par du chlorure ferrique concentré Photo 8.29 Corrosion galvanique par contact direct aluminium-inox Photo 8.30 Fissuration sous contrainte d un tuyau en inox enterré soumis à des fortes variations périodiques de température. Quelle que soit le ou les types de corrosion impliqués, il est bien évident qu'ils peuvent avoir un impact important pour : la sécurité du personnel ; la fiabilité du traitement ; les coûts d'exploitation (entretien et renouvellement). Il est donc important de bien identifier la ou les origines des désordres constatés pour pouvoir y remédier efficacement. version de travail colloque Luxembourg 90

8.4.2 Analyse de cas concrets Comme évoqué précédemment, les différentes possibilités de corrosion des ouvrages peuvent être regroupés dans une classification succincte : CORROSION DES MATERIELS ET OUVRAGES Matériels et ouvrages EMERGES Matériels et ouvrages à IMMERSION PERIODIQUE Matériels et ouvrages IMMERGES Interne bassins tampons stockeurs de boues Externe tuyaux enterrés et nappephréatique barres de guidage (pompe, agitateurs) Mixte Milieu PEU agressif Milieu TRES agressif gazomètre rigide Milieu PEU agressif Milieu TRES agressif armoires électriques huisseries rambardes Ciel d ouvrages couverts : prétraitements épaississeurs local désodo caillebotis injection réactifs clarificateurs désinfection UV digesteurs flottateurs Figure 8.31 Principaux types de corrosion rencontrés sur une station d'épuration Cette liste n'est pas exhaustive, il existe bien d'autres cas de corrosion ne relevant pas précisément de ce genre de situation. Par exemple, les chaudières de digesteur ou les systèmes de valorisation du biogaz... Les corrosions constatées sont généralement liées à des défauts de conception et / ou de montage. 8.4.2.1 Corrosion en milieu immergé 1/ Milieu peu agressif Exemple type : le clarificateur secondaire Bien que placés en fin de traitement de la filière "eau" et donc apparemment dans les conditions les moins contraignantes, les structures métalliques qui composent ces ouvrages n'en subissent pas moins des corrosions parfois intenses. version de travail colloque Luxembourg 91

La cause la plus fréquente des désordres rencontrés résulte de défauts de montage avec mise en contact direct de pièces de métaux différents Les photographies suivantes présentent un cas de corrosion de ce type sur la structure porteuse en aluminium d'un appareil âgé de moins de deux ans. Photo 8.32 Corrosion caverneuse de la structure porteuse en aluminium. Après examen attentif de l'assemblage des différents éléments qui composent la structure immergée, il est apparu de nombreux contacts directs aluminium / acier inoxydable formant des couples galvaniques puissants au détriment de l'aluminium. Bien qu'il existe quelques précautions d'isolement (rondelles plastiques), de grandes zones à contact franc permettent l'écoulement des courants très destructeurs des piles galvaniques ainsi créées. Ces défauts sont à identifier prioritairement sur site avant la réception du montage. En effet, lorsque ce type de corrosion apparaît, il est bien souvent trop tard et la résistance mécanique de l'ensemble est trop atteinte pour qu'il soit possible d'envisager autre chose qu'un renouvellement pur et simple de toutes les parties immergées. En règle générale, pour des raisons de délais d'immobilisation des ouvrages, il vaut alors mieux remplacer toutes ces pièces corrodées par de nouvelles constituées d'un seul type de métal (acier inoxydable dans 99 % des cas). 2/ Milieu très agressif Cuve et canalisations de gazomètre rigide La cuve en béton de liquide accueillant les mouvements de la cloche rigide des gazomètres à biogaz constitue un milieu bien particulier et potentiellement très agressif. En effet, le liquide de cette cuve est soumis au contact permanent du biogaz riche en H 2 S et en CO 2. En plus de la protection interne du béton, les canalisations de transfert de cette réserve de gaz doivent être étudiées pour résister à ces conditions très contraignantes. Cependant, il subsiste parfois des montages constitués de métaux peu résistants (acier galvanisé voire simplement acier peint). La cloche et les conduites métalliques du biogaz sont sensibles à la corrosion galvanique liée au version de travail colloque Luxembourg 92

contact avec le ferraillage de l ouvrage du béton, voulu ou accidentel (protection contre la foudre, fixation et système de guidage). Le renouvellement de ces canalisations est essentiellement coûteux en temps et en moyen, puisqu'il exige la dépose et la repose de la très lourde cloche, très difficile à manipuler... Digesteur anaérobie de boues en excès Le biogaz précédemment évoqué est produit par une biomasse placée en milieu anaérobie, brassée à une température de 35 C. Le digesteur est donc l'ouvrage chargé de contenir cette biomasse spécifique et de recueillir à son sommet le biogaz riche en méthane dont la combustion en chaudière permet le maintien de la température du milieu biologique. La face interne de la coupole de l'ouvrage et la zone de marnage sont donc soumises à des conditions d'humidité intense et à des gaz corrosifs (H 2 S du biogaz, ). Le béton et son ferraillage subissent des attaques répétées qui peuvent, en cas de défaillance des enduits de surface intérieure, aller de simples fissures jusqu'à l altération complète de la structure. Comme la réhabilitation nécessite la vidange et le nettoyage intégral de l'ouvrage, il est tout à fait souhaitable de renouveler dans le même temps l'ensemble des canalisations intérieures, généralement assez corrodées. Flottateur de boues activées Les flottateurs de boues biologiques en excès utilisent la détente d'un liquide pressurisé (les boues elles-mêmes ou de l'eau traitée), pour générer une multitude de très fines bulles qui font flotter les matières en suspension. Le milieu est donc soumis à des conditions très riches en oxygène lorsque l'ouvrage fonctionne, et très pauvres lors de ses arrêts. D autre part, le montage des équipements est souvent réalisé avec de la boulonnerie en acier inox sans isolement particulier créant ainsi des couples galvaniques à l origine des corrosions. Les alternances de fonctionnement citées précédemment soumettent ces matériaux immergés à des contraintes supplémentaires qui accélerent les phénomènes destructeurs. En conséquence, leur exécution doit être particulièrement soignée. Cependant, certains montages ne bénéficient parfois pas de toute l'attention requise, et il est possible de constater des corrosions pouvant mener à la ruine complète des pièces métalliques au point de craindre les effondrements ou les ruptures. version de travail colloque Luxembourg 93

Photo 8.32 Corrosion généralisée du racleur en aluminium Photo 8.33 Pied en aluminium corrodé de cloison siphoïde 8.4.2.2 Corrosion en milieu à immersion périodique 1/ Corrosion externe Nourrices enterrées d'air surpressé Les systèmes biologiques aérobies nécessitent de l'oxygène pour vivre. Celui-ci leur est souvent apporté par insufflation d'air au sein même de la biomasse. Le débit gazeux représente plusieurs milliers de mètres-cubes par heure, à une pression comprise entre 600 et 800 mbar et pour une température voisine de 80 voire 100 C. Les nourrices enterrées sont soumises à de fortes contraintes cycliques (variation de températures et de pression lié au processus, passages de trafic lourd, nappe phréatique à niveau variable, tassements différentiels). Sous de telles conditions, de faibles corrosions dans des milieux peu agressifs peuvent être la source de dégâts importants (fatigue du métal lié à la corrosion). Des amorces de corrosion peuvent être à l origine de fissures provoquées par la concentration des contraintes. En conséquence, ces canalisations métalliques doivent faire l'objet d'une conception et d'une construction particulièrement soigneuses, si l'on veut s'éviter des déboires coûteux après quelques années. En effet, ces dernières étant enterrées (donc invisibles), les désordres ne deviendront sensibles que lorsque leur ampleur atteindra un caractère quasi irréversible. Les photographies ci-après présentent un cas de fissuration sous contrainte d'une canalisation d'air trop mince et enterrée dans une nappe à niveau variable et riche en sels minéraux. version de travail colloque Luxembourg 94

Photo 8.34 Détail de la fissuration de la canalisation inox enterrée (DN400) Photo 8.35 Section de la zone fissurée Barres de guidage de pompes et agitateurs immergés Pour des raisons de coûts et de légèreté, les barres de guidages des pompes et des agitateurs immergés dans les bassins biologiques sont souvent en aluminium. Cependant les pieds d'ancrages sont parfois dans un autre matériau (fonte), sans précaution d'isolation. Le milieu liquide étant très conducteur, il en découle inévitablement les effets destructeurs des couples galvaniques déjà fréquemment cités. Comme cette action corrosive se produit au fond des bassins, ces destructions n'apparaissent qu'à la rupture des barres entraînant souvent la perte de la machine associée. L'état des extrémités inférieures des barres de guidage de la première photographie ci-après montre le résultat d'un couplage avec des pieds d'ancrage en fonte. La seconde photographie présente un problème de barre de guidage en acier galvanisé en contact direct avec un agitateur en acier inox en milieu particulièrement agressif (boues activées). Photo 8.36 Barres de guidage corrodées en aluminium Photo 8.37 Corrosion de barres en acier galvanisé en contact avec l agitateur en inox Ici aussi, les couplages galvaniques sont absolument à proscrire, et l'usage unique d'acier inoxydable très recommandé. version de travail colloque Luxembourg 95

2/ Corrosion interne Bâches métalliques de stockage Il peut arriver que des cuves de stockage de volumes importants soient réalisées avec des plaques métalliques vitrifiées assemblées avec des boulons (la vitrification est fragile mécaniquement, et peut donc facilement être endomagée par choc pendant l assemblage). Cette façon de procéder est peu fréquente dans la profession et incite à la plus grande vigilance quant à la qualité de la boulonnerie et à l'absence de couplages galvaniques involontaires (mélanges de boulons inox et d'écrous en métal différent, blessures de la protection vitrifiée des plaques sous des boulons montés avec un soin insuffisant). Ces cuves n'ayant généralement pas de bâche de rétention en cas de fuite, un nettoyage interne annuel suivi d'une inspection globale soignée est vivement recommandé. Photo 8.38 Vue du marnage de bâches métalliques Photo 8.39 Cuve en plaques métalliques boulonnées 3/ Corrosion interne et / ou externe Cloche de gazomètre rigide Les cloches de stockage du biogaz des gazomètres rigides sont métalliques et soumises à des corrosions sur les deux faces de leur paroi. Cependant, ces agressions sont de natures différentes et ne requièrent pas les mêmes attentions. La paroi externe ne nécessite qu'une protection classique contre la rouille, à l'opposé de la face interne qui exige un enduit soigné contre le caractère corrosif déjà évoqué du biogaz (H 2 S). Cet enduit doit posséder des propriétés mécaniques suffisantes pour résister à la dilatation diurne liée à l'ensoleillement, ou à la contraction du métal par grand froid ou neige. Cet enduit doit être d'une qualité suffisante pour éviter sa réfection trop fréquente qui exige l'extraction délicate de la cloche (fréquence d utilisation : 6 à 8 ans minimum). Pour éviter les soucis de corrosion, le remplacement des cloches trop atteintes utilise actuellement des gazomètres gonflables souples à double enveloppe. version de travail colloque Luxembourg 96

Photo 8.40 Corrosion externe d'une cloche Photo 8.41 Extraction d'une cloche corrodée Canalisations enterrées et nappe phréatique Les canalisations de recirculation des boues issues des clarificateurs sont très souvent métalliques, car enterrées et directement reliées aux pompes de transferts. Ces tuyaux véhiculent des liquides conducteurs et sont soumis aux mêmes contraintes externes que les nourrices d'air déjà évoquées. Ces contraintes sont liées au poids des terrains et à la poussée d'archimède due à la présence fréquente, et parfois périodique, de la nappe phréatique. Si ces conduites sont constituées de différents métaux ou si elles sont en contact avec des parties et équipements à potentiel de corrosion différents, ou encore en présence d hétérogénéité de remblayage, il en découle les corrosions inhérentes à ces couplages galvaniques. De plus, si la présence d'un enduit ou d'un revêtement imparfait concentre ces courants de façon ponctuelles, il peut apparaître une corrosion perforante particulièrement intense et rapide. Photo 8.42 Canalisation perforée en acier revêtu Photo 8.43 Vue interne des perforations version de travail colloque Luxembourg 97

Canalisations enterrées et retours en tête corrosifs Bien souvent les canalisations de retour placées en tête d installation, des liquides issus de la déshydratation des boues sont en matériaux communs à faible protection. Les machines employées pour traiter les boues devant être de plus en plus compactes et efficaces, ces liquides contiennent de plus en plus de produits de conditionnement parfois corrosifs (FeCl 3, ). Les canalisations enterrées peuvent donc subir des dégradations importantes comme l'illustrent les photographies ci-après. Photo 8.44 Rupture d'une canalisation de retour en acier par des liquides corrosifs. Photo 8.45 Cunette de canalisation en béton dégradée par des liquides corrosifs Ces canalisations particulières peuvent soit faire l'objet d'un chemisage si leur état le permet, soit être remplacées par des tuyaux en PEHD. 8.4.2.3 Corrosion en milieu émergé 1/ Milieu peu agressif Armoires électriques Les armoires électriques et les fragiles équipements qu'elles contiennent sont fréquemment l'objet de corrosions liées à l'atmosphère qui les environnent. Bien que ces armoires soient électriquement ventilées, ce n'est pas toujours de l'air frais exempt de vapeurs ou de gaz corrosifs qui les alimentent. Bien souvent les gaines des câbles électriques constituent des liaisons avec des zones difficiles (stockages, épaississement, locaux de déshydratation...) qui constituent des sources importantes d'humidité ou d'h 2 S aux effets désastreux. La mise en dépression de l'armoire par des ventilateurs trop puissants et une taille insuffisante de l'orifice extérieur d'aspiration engendre ces arrivées indésirables d'air pollué. version de travail colloque Luxembourg 98

Les photographies ci-après présentent un cas d'aspiration d'air du local des produits chimiques de la désodorisation, via les gaines des câbles électriques dans le bas de l'armoire. Les équipements ont été fortement dégradés en moins de deux ans. Photo 8.46 Différentes attaques du cuivre Les produits de corrosion verts du cuivre sont dus à l'humidité et aux vapeurs acides. Quant à l'aspect bien noir de la barre de masse, il est dû au sulfure de cuivre induit par la réaction avec l'h 2 S. Sans parler des pannes d'automates, les corrosions des organes électriques induisent des faux contacts générateurs de pannes intermittentes, dont l'origine est souvent très difficile à identifier. Remplacer le contenu des armoires est long et coûteux ainsi que très souvent pénalisant pour la qualité du traitement. Il convient donc d'éviter au maximum les désordres internes dans les armoires électriques. En résumé, la ventilation des armoires doit se faire via une conduite d'air extérieur, et il faut obturer les arrivées de gaines des câbles électriques par de la mousse de polyuréthane expansible. Rambardes, canalisations métalliques aériennes et équipements divers Tous les matériaux métalliques exposés aux atmosphères corrosives sont atteints à des degrés différents, en fonction de leur sensibilité intrinsèque. Pour limiter la dégradation de ces équipements, seule une ventilation intense et permanente peut limiter les condensations, principaux points de départ des corrosions. version de travail colloque Luxembourg 99

2/ Milieu très agressif Epaississeur hersé de boues en excès Les liquides agressifs à niveaux variables soumettent les équipements à des conditions particulièrement difficiles. En effet, les alternances liquides / vapeurs et gaz corrosifs sont particulièrement destructrices et seuls les matériaux les plus nobles y résistent avec succès. Les herses des épaississeurs de boues subissent en plus les contraintes mécaniques dues à leur lent mouvement circulaire. En conséquence, ces constructions métalliques sont réalisées préférentiellement en acier inoxydable pour présenter le meilleur rapport durée de vie / coût. Photo 8.47 Corrosion interne de la herse et du béton d un épaississeur de boues couvert Photo 8.48 Réhabilitation en inox de la herse et couverture époxy du béton Caillebotis et divers L'H 2 S issu des fermentations et véhiculé avec l'effluent ou les boues, est également très corrosif vis à vis du béton et des dispositifs de sécurité (rambardes, caillebotis). Si des enduits protecteurs peuvent généralement suffire pour le béton, il vaut mieux remplacer rambardes et caillebotis métallique par les mêmes en plastique renforcé en fibre de verre. Photo 8.49 Corrosion du béton par l'h 2S Photo 8.50 Corrosion des caillebotis par l'h 2S version de travail colloque Luxembourg 100

Un dernier point insuffisamment pris en compte concerne bien évidemment les couplages galvaniques sur des assemblages métalliques plus ou moins à l'atmosphère (conduction électrique externe par la nappe phréatique ou des condensations). Pour des raisons économiques, il est parfois fait usage de pièces constituées de métaux différents et assemblées clairement en contact direct. Si le milieu environnant était parfaitement sec, il n'y aurait généralement pas de problème. Cependant, ce genre d'environnement n'est pas le plus fréquent sur les stations d'épuration, et le matériel en subit inévitablement les conséquences. Photo 8.51 Couplages alu-inox-fonte parfois sous eau Photo 8.52 Couplages alu-inox-fonte sous abri Ces assemblages mixtes sont à valider avant la construction par des experts corrosionistes. Mal employés, ils risquent de diminuer la fiabilité de l'installation à moyen terme et d occuper du personnel à des tâches de réparation peu valorisantes. version de travail colloque Luxembourg 101

8.5 Une démarche globale de l auscultation à la réhabilitation L expertise d un réseau d assainissement est une nécessité grandissante de notre métier. Depuis de nombreuses années dans les grandes métropoles, la gestion quotidienne de réseaux d assainissement, en particulier ceux anciens, demande une organisation et des moyens à la hauteur des enjeux. La santé publique et la vision à long terme sont des objectifs majeurs que l on doit atteindre pour mener à bien la mission d entretien et de maintenance du patrimoine. L évolution de la vie depuis plus d un siècle et par conséquent de la destination de ces réseaux a nécessité une adaptation et une recherche permanente de la connaissance de l état du patrimoine. Concevoir puis construire un ouvrage enterré sous une voie fin du 19 e siécle (contrainte d une charrette par exemple) n a plus rien à voir avec la vie de ce même ouvrage au début du 21 e siècle supportant le trafic routier d un camion 38T. Cette image très concrète de l évolution que doit admettre tout réseau enterré se passe de commentaires mais doit de la part des responsables prendre en compte ces facteurs environnementaux non prévus à la conception de l ouvrage. Le maintien et l amélioration du patrimoine doit être une chaîne de connaissances «ETUDES / TRAVAUX / VALORISATION» afin de mieux comprendre la problématique du vieillissement et de la remise en état. Cette chaîne passe à travers les connaissances «Avant, Pendant et Après travaux». A la fin de ce dernier volet, cette connaissance se boucle par comparaison des résultats et permet d améliorer son jugement afin de construire de manière plus pertinente un ouvrage et d éviter des constructions dont la sécurité serait peut être présente mais où la pérennité serait, quant à elle absente. N oublions pas que nous concevons et construisons pour au moins 50 ans et plus. Des documents et des fiches techniques extraits d un programme d études sur la pathologie sont présentés en annexe 1. version de travail colloque Luxembourg 102