Mesure du débit sur des conduites d’alimentation de canalisations d’eaux mixtes

Mesure du débit sur des conduites d’alimentation de canalisations d’eaux mixtes

La station d’épuration située dans le nord-ouest de Cleveland (USA), entre Lakeshore Boulevard et le lac Erie, traite les eaux usées de plus de 300 000 habitants et commerces, de même que les eaux de pluie amenées par des canalisations d’eaux mixtes. La station d’épuration traite en moyenne 350 000 m³ environ par jour. Compte tenu du grand nombre de canalisations d’eaux mixtes dans la zone de collecte, il a fallu augmenter les capacités de l’installation et agrandir les équipements de retenue des eaux de pluie. Les exploitants ont également décidé de répondre à un autre besoin, appelé à gagner encore en importance dans le futur, à savoir la mesure précise et fiable des débits.

Le programme d’extension comportait la réalisation de deux tunnels de stockage d’un diamètre de 7,3 m et d’une longueur de 3 km, à 60 m de profondeur. Il s’agissait également de porter la capacité du deuxième niveau d’épuration de la station à 1,5 million de mètres cubes. Lors de fortes précipitations, les eaux de pluie et les eaux usées sont alors dirigées dans les tunnels de stockage et retenues jusqu’à la fin des intempéries. Après la pluie, les eaux mixtes sont pompées dans la station d’épuration pour y être traitées.

Les conduites existantes de l’installation, d’un diamètre nominal de 1 200 mm, sont équipées de débitmètres Venturi. Ce système de mesure intrusif, directement en contact avec les eaux usées, était constamment sujet à des problèmes. Des corps solides présents dans les eaux usées bouchaient régulièrement les conduites de pression des débitmètres différentiels. Même des rinçages à l’eau claire ne suffisaient pas pour en venir à bout et il fallait recourir à de fréquents nettoyages manuels de l’équipement de mesure intrusif.

Le fonctionnement de l’installation ne nécessitait pas de mesures de débit avant son extension, mais à présent, s’agissant d’améliorer l’efficacité, mesurer les débits avec précision devient indispensable.

Les responsables de l’installation recherchaient un système de mesure facile à installer et nécessitant peu d’entretien. Plusieurs fabricants ont été invités à présenter leurs installations. La plupart d’entre eux se sont montrées peu convaincants, l’un des appareils n’ayant même pas réussi à délivrer un signal de mesure. Heureusement, un système de mesure s’est distingué avec un signal de mesure puissant et un excellent rapport signal/bruit, le débitmètre à ultrasons non-intrusif FLUXUS de FLEXIM. L’une des difficultés des points de mesure réside dans des portions d’entrée et de sortie trop courtes. Mais les ingénieurs de FLEXIM ont également trouvé une parade à ce problème, en choisissant de recourir à des appareils à deux canaux et en installant respectivement deux paires de capteurs sur une seule et même conduite. Le calcul de la moyenne de deux mesures décalées sur la section de la conduite procure une excellente précision, en dépit de la faible longueur des parties droites de la conduite, et la mesure s’avère plus crédible et plus fiable que les mesures effectuées avec l’ancien système Venturi.

Contrairement aux systèmes de mesure Venturi, les capteurs à ultrasons non-intrusifs FLUXUS n’entrent pas en contact avec le liquide à l’intérieur de la conduite, ce qui procure des avantages supplémentaires, à savoir qu’il est inutile d’isoler les conduites pour la mise en place des points de mesure et que ceux-ci ne nécessitent aucun entretien. Les douze débitmètres à ultrasons FLUXUS fonctionnent sans le moindre incident depuis leur mise en place, il y a trois ans, et il est prévu d’en équiper cinquante autres points de mesure de débit.

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