Branchement géré ou non
3.2 Le réseau d’eaux usées
Définitions
Eaux usées et pluviales
– Les eaux ménagères se composent principale-ment des eaux de WC et de salle de bains, des eaux de cuisine et des eaux de nettoyage. Les caractéristiques de ces eaux sont bien connues et généralement, elles sont facilement dégra-dables à travers la station d’épuration. Le débit spécifique de ces eaux en temps sec est de 0,005 l/s/hab à 0,01 l/s/hab, selon l’importance de l’agglomération.
– Les eaux usées industrielles comprennent l’en-semble des eaux rejetées par les industries. Leur composition résulte d’activités spécifiques de fabrication. Certains de ces rejets sont dangereux pour les canalisations et les stations d’épuration, les industries concernées doivent donc prévoir des unités de traitement des eaux usées indépendantes. Le débit spécifique est ici à mesurer pour chaque industrie.
– Les eaux pluviales comprennent toutes les eaux de pluie récoltées par les canalisations. Ces eaux apportent souvent des résidus tels que : sables et graviers, poussières, feuilles branches, les sels antigel, huiles, goudrons, hydrocarbures et objets divers. Les débits à évacuer sont fonction de l’intensité de la pluie, du coefficient de ruis-sellement et autres caractéristiques du bassin d’apport. Mais il serait souhaitable que l’eau de pluie non-polluée ne soit pas drainée dans les canalisations, et qu’on la laisse s’infiltrer dans le sol.
– Les eaux claires parasites sont des eaux non pol-luées, qui d’ailleurs n’ont rien à faire dans un réseau de collecte aboutissant à une STEP. Il faut bien faire la différence entre eaux parasites et plu-viales.
Composants d’un réseau Cheminées de visite
Ces ouvrages simples sont placés sur les collecteurs en espaces réguliers (50 à 100 m) pour permettre l’accès, l’inspection et l’entretien, ainsi que l’aéra-tion des canalisal’aéra-tions.
Choix des collecteurs et tuyaux Recommandations :
– matériaux adaptés aux caractéristiques de l’eau et aux conditions environnantes;
– dimensions prévues en fonction de l’évolution du domaine bâti;
– pente minimum pour un écoulement gravitaire;
– profondeur suffisante pour permettre les raccordements aux bâtiments.
Les déversoirs d’orages
Disposés sur les réseaux unitaires (appelés à dis-paraître à long terme au profit de réseaux sépara-tifs), ces ouvrages assurent la séparation d’un débit généralement par surverse au-delà d’une certaine hauteur d’eau.
En fonction des données hydrauliques, de la configuration des réseaux et autres contraintes de site, on distingue différents types de déversoirs soit : – les déversoirs à seuil latéral,
– les déversoirs à seuil frontal,
– les déversoirs avec ouverture en radier,
– les déversoirs automatiques par vannes com-mandées.
Les bassins de décharge des eaux pluviales Ces ouvrages permettent lors des pluies de réduire le volume d’eau à transporter vers la station d’épuration à environ 2 fois le débit des eaux usées seules.
Les bassins sont aménagés de telle sorte que les eaux de sortie sont décantées et sans matières flottantes. Des équipements spéciaux permettent vidange et nettoyage d’une façon automatique.
Les stations de relevage (pompage) Le relèvement des eaux s’effectue :
– par vis d’Archimède lorsque la hauteur de rele-vage est faible
– par pompes centrifuges immergées ou à sec lorsqu’il y a refoulement sur une distance plus ou moins longue.
La conception des stations requiert des dispositions constructives adaptées à chaque cas et respectant l’environnement.
Bassins de rétention d’orage
Il s’agit d’aménagements modelés en surface. Ils permettent la rétention des eaux, la temporisation des écoulements, voire la conservation totale ou partielle sur le site des eaux pluviales.
Afin d’éviter les phénomènes de fermentation qui pourraient provoquer des pollutions locales, il importe de nettoyer régulièrement les bassins de décharge des eaux pluviales, les déversoirs d’orages et les bassins de rétention d’orage.
Figure 3.12 : Déversoir d’orages à seuil latéral.
Figure 3.13 : Représentation schématique d’une zone d’alarme en cas de fuite.
Zone d'alarme en cas de fuite
Bassin d'apport
˛
Les réseaux
Réseau unitaire ou réseau séparatif
D’une façon générale, la collecte des eaux devrait être, d’après les directives fédérales, assurée par des réseaux de canalisations établis selon les sys-tèmes séparatifs – unitaire ou pseudo-séparatif (combinaison des deux précédents systèmes). Le tableau suivant donne une idée des avantages et inconvénients de deux systèmes principaux.
Afin d’éviter une dilution importante des polluants, préjudiciable au bon fonctionnement d’une station d’épuration, le système séparatif est à privilégier.
Les méthodes de transport
On rencontre généralement 2 méthodes de transport des eaux usées.
Le transport par gravité
Ici le fluide se déplace par lui-même, l’énergie étant fournie par la pente de la canalisation. Il faut veiller à assurer une vitesse d’autocurage, ce qui implique au moins de poser les canalisations avec une pente supérieure à 0,2%.
Le transport sous pression
Ce mode de transport s’applique chaque fois que l’altitude du point d’arrivée de la canalisation est plus élevée que celle du départ et lorsque l’on se trouve en présence d’un obstacle, tel que, par exemple, d’une colline.
Pour éviter la sédimentation dans une conduite en charge, la vitesse de l’eau sera de au moins 1 m/s.
No
Figure 3.14 : Organisation des données de composants de réseau d’eaux usées sous forme de fiches.
A) Point de vue économique
nettoyage Plus coûteux Plus économique
Coût des collecteurs de concentration
Plus avantageux en régions basses, dans la mesure où l’eau de pluie peut être restituée de ces cours d’eau sont souvent trop hauts, ce qui oblige à évacuer les eaux de pluie sur de grandes distances.
Par temps de pluie, la STEP doit pouvoir absorber une plus grande quantité d’eaux usées; il faut donc prévoir un surcoût lors de la construction de la STEP, ou prévoir son agrandissement.
Raccords des habitations
Plus coûteux, il est nécessaire de poser deux conduites, une pour l’eau de pluie et l’autre pour l’eau usée.
Plus simple et plus économique.
B) Point de vue technique
Critère
Le reflux en cas d’averse violente
Reflux en cas de crue de l’exutoire idem
Possible suivant les niveaux relatifs des caves et de la crue de l’exutoire.
Débit en temps sec
Bonnes conditions de rinçage dans le réseau d’eau usée par suite de la grande profondeur d’eau.
Faible profondeur d’eau et petite force d’entraînemen, donc des tuyaux en grès pour la conduite si les joints ne sont pas irréprochables.
En sus des pompes d’eaux usées, il faut prévoir de puissantes unités de pompage des eaux de pluie, qui ne sont en service que quelques heures par an, ce qui rend les stations coûteuses.
Emprise dans l’infrastructure de la rue
Il est souvent diffi-cile de loger dans des rues étroites
C) Point de vue de l’hygiène
Critère
Système séparatif (2 canalisations dans chaque rue)
Système unitaire (1 seule canalisation)
Déversoir d’orage
Inexistants pour les eaux usées (en revanche, chargés des poussières, éventuellement des détritus prove-nant du nettoyage des rues).
Charge importante des exutoires obligeant souvent à prévoir des bassins de décantation des eaux de pluie (ce qui ne représente qu'un pis aller).
En cas de pluies avec intensités allant jusqu’à environ 30-40 l/s/ha
Les déchets de rue sont emportés dans l’exutoire par les canalisations d’eau de pluie.
Pour éviter cela, on peut relier la canalisation d’eau de pluie à celle d’eau usée, de façon que les eaux de faibles pluies passent dans la canalisation d’eau usée
De telles pluies ne font pas encore intervenir les déversoirs d’orage et ainsi ne chargent pas l’exutoire (exception : déversoirs de secours éventuels précédant la station d’épuration).