Analyse quantitative des débits dans un réseau d’eaux usées rural

Par le passé, les précipitations entraînaient régulièrement des surcharges temporaires d’une station d’épuration prévue pour seulement 14 000 habitants.
Comme ces petits réseaux d’eaux usées ne possèdent souvent pas de débitmètres, il n’est possible ni de faire le rapprochement entre les quantités injectées et les différentes causes, ni d’évaluer la part d’eau étrangère injectée. Les volumes importants d’eaux usées sollicitent énormément les pompes, d’où une forte consommation d’énergie, et exigent une capacité d’épuration suffisante.

D’autre part, il faut prendre en compte le coût d’une éventuelle séparation totale des eaux usées et des eaux de pluie dans un réseau géographiquement étendu. Dans le cadre de l’extension et de la modernisation de la station d’épuration décrite par le présent rapport d’application, le syndicat d’assainissement local a missionné les experts en eaux urbaines d’un institut de recherche indépendant et les a chargés de procéder à une analyse quantitative du réseau d’eaux usées et d’élaborer des propositions d’optimisation. À cet effet, des campagnes de mesure ont été menées pour déterminer les débits dans les différentes conduites d’eaux usées et les corréler avec les précipitations locales. Les débitmètres à ultrasons non-intrusifs FLUXUS se sont avérés être la meilleure solution.

Sur une conduite entièrement pleine, le FLUXUS calcule le débit volumique à partir des paramètres géométriques connus de la conduite et de la vitesse d’écoulement. Mais les conduites des petites canalisations d’eaux usées ne sont généralement que partiellement remplies.

La solution consiste à créer une section de mesure courte, avec un tuyau entièrement rempli : il suffit d’installer dans la conduite un tuyau dont la sortie est recourbée vers le haut de telle sorte que l’ouverture soit située au-dessus du sommet de la conduite rectiligne. Ainsi, la section de mesure courte est toujours entièrement remplie. Ces systèmes de mesure intégrés dans la conduite sont souvent utilisés dans le domaine des eaux usées pour la réalisation de points de mesure de débit temporaires, et équipés de débitmètres magnéto-inductifs.

Avec les ultrasons, tout est à la fois plus simple et plus pratique : les capteurs compacts, fixés sur le tuyau de mesure, ne font qu’environ 6 cm de long et 3,5 cm de haut et leur poids est négligeable. L’intégration du tuyau de mesure préparé dans la conduite d’eaux usées est considérablement simplifiée. En outre, les capteurs non-intrusifs ne subissent pas d’usure par le liquide. Le procédé de mesure acoustique est totalement dénué d’inertie et offre une gamme dynamique hors du commun : les vitesses d’écoulement même minimes sont parfaitement détectées. En outre, la puissance d’émission élevée des débitmètres à ultrasons FLUXUS garantit l’obtention de mesures fiables, même en cas de formation de dépôts. Si la teneur en matières solides est élevée, le mode HybridTrek du FLUXUS bascule automatiquement sur une mesure Doppler.

Les points de mesure temporaires du réseau de transport des eaux usées du syndicat d’assainissement sont également équipés de pluviomètres qui mesurent les précipitations. Le débitmètre à ultrasons FLUXUS et le pluviomètre sont tous deux reliés à un enregistreur de données et à un module de communication qui envoie les valeurs relevées par voie radio à un système de transmission et d’acquisition de données connecté à Internet. Ceci permet de visualiser et d’exploiter les résultats des mesures sur tout ordinateur connecté. Toute l’électronique, accumulateur compris, est logée dans une valise robuste et peu encombrante, placée dans le puits d’eaux usées correspondant pendant les campagnes de mesure.

Les campagnes de mesure des précipitations et des débits d’eaux usées constituent un outil d’analyse idéal du réseau d’eaux usées. Elles assurent la transparence indispensable pour garantir l’équité des coûts. Les données empiriques obtenues constituent la base d’autres mesures d’optimisation et éventuelles extensions des capacités.

Avantages

  • Mesure fiable et précise des flux d’eaux usées
  • Obtention de données empiriques pour l’analyse du réseau en vue de futures optimisations du système et du dimensionnement adapté de la station d’épuration
  • Flexible et économique : un unique système de mesure réalise un grand nombre de mesures
  • Solution intelligente pour la mesure précise du débit dans une conduite même partiellement remplie
  • Installation du dispositif de mesure temporaire sans devoir isoler et vider la conduite, aucune interruption de l’évacuation des eaux usées
  • Mise en place aisée du système de mesure compact dans le puits d’eaux usées
  • Mesure fiable et précise du débit même en présence de pourcentages importants de matières solides et de faibles vitesses d’écoulement
  • Transmission sans fil par GSM (téléphonie mobile), visualisation, traitement et exploitation des valeurs mesurées sur PC déporté