CS2 31-40.docx

Nom Schéma Photo Buse standard où Buse \"grenade  Buse pointue où perforante  Buse d\'évacuation ou dégorgeoir  Buse à rotation ou rotative  Buse à rotation et à vibration  Centr...

Nom Schéma Photo Buse standard où Buse \"grenade  Buse pointue où perforante  Buse d\'évacuation ou dégorgeoir  Buse à rotation ou rotative  Buse à rotation et à vibration  Centrifugeuse à chaîne  Fraises  ##### Curage mécanique en réseau visitable - Presque plus utilisé au profit de l'hydrocurage - 4 techniques - Vanne « racle » - Wagon-vanne - Bateau-vanne - La boule - Ces méthodes manuelles de curage sont très coûteuses en temps, en matériel et en main d'oeuvre. Elles sont utilisées depuis le siècle dernier, sans avoir connu beaucoup d'évolution. ### Diagnostique des réseaux #### Objectif - A pour but de connaître l\'état du réseau, les éventuels défauts des ouvrages, leur quantité, leur gravité, et si possible leur origine. #### Type de diagnostique - Peut être réalisé de plusieurs manières - Le contrôle visuel - Donne une information approximative - Le contrôle par robot caméra - Diagnostic précis de l\'état du collecteur et de prendre des décisions objectives quant à l\'état des collecteurs et aux travaux à réaliser le cas échéant #### Exemples de dégradations - Les principales dégradations au réseau visibles : - Les fissures longitudinales - Origine de ces dégradations : - Mauvaise exécution lors de la pose - Compactage irrégulier du remblai - Surcharges dynamiques et/ou statiques - Mouvements différentiels des terrains - Les fissures transversales - Origine de ces dégradations : - Mauvaise exécution lors de la pose - Compactage irrégulier du remblai - Surcharges dynamiques et/ou statiques - Mouvements différentiels des terrains - Lit de pose mal réalisé - Présence de cavités ou de points durs sous l'ouvrage - Les fissurations et l'éclatement des matériaux - Origine de ces dégradations : - Emboîtement en force de tuyaux non alignés - Choc sur la structure - Les effondrements - Origine de ces dégradations : - Tassement et/ou mouvement de terrain différentiel - Chocs sur la structure - Surcharges dynamiques et statiques - Présence de cavités sous l'ouvrage - Les perforations et les déformations localisées - Origine de ces dégradations : - Compactage irrégulier et/ou mauvaise qualité du remblai - Chocs sur la structure - Emploi de matériau d'enrobage renfermant des éléments durs à forte granulométrie - Présence de points durs - Surcharge dynamique - Les ovalisations excessives - Origine de ces dégradations : - Insuffisance du compactage latéral pour l'ovalisation horizontale - Irrégularité du compactage latéral pour l'ovalisation verticale - Tassements différentiels - Surcharges dynamiques et statiques - La corrosion généralisée - Origine de ces dégradations : - Rejets urbains non conformes à la réglementation (en milieu urbain) - Matériaux non adaptés au rejet (milieu industriel) - Formation d'H2S consécutive à la stagnation des effluents dans les canalisations ou les stations de relèvement - Les défauts de pose des collecteurs - Les obstructions et les obstacles Sécurité lors des interventions ------------------------------- ### Introduction - Feuillets SUVA no 44050 et 44062 sont les documents les plus importants à connaître en matière de sécurité pour les exploitants de STEP et de réseaux d'assainissement. ### Responsabilité en matière de sécurité #### Responsabilités (LAA Art. 82 Règles générales) - L'employeur est tenu de prendre, pour prévenir les accidents et maladies professionnels, toutes les mesures dont l'expérience a démontré la nécessité, que l'état de la technique permet d'appliquer et qui sont adaptées aux conditions données. #### Obligations de l'employeur et des travailleurs - L'employeur veille à ce que tous les travailleurs occupés dans son entreprise, y compris ceux provenant d'une entreprise tierce, soient informés des risques auxquels ils sont exposés dans l'exercice de leur activité et instruits des mesures à prendre pour les prévenir - L'information et l'instruction doivent se dérouler pendant les heures de travail et ne peuvent être mises à la charge des travailleurs ### Bases légales #### Lois et ordonnances - LTr Loi fédérale sur le travail dans l'industrie, l'artisanat et le commerce et ses ordonnances 1-4 (état au 01.12.13). - LAA Loi fédérale sur l'assurance--accidents (état au 01.01.13). - OLAA Ordonnance sur l'assurance--accidents (état au 01.01.16). - OPA Ordonnance sur la prévention des accidents et des maladies professionnelles (état au 01.01.16). - OSPro Ordonnance sur la sécurité des produits (état au 01.01.13). #### Directives, règles et normes - CFST Directive 6508, règle les rapports avec les médecins du travail et autres spécialistes de la sécurité au travail. - CFST Directive 6512 sur les équipements de travail. - Suva Règles relatives aux travaux exécutés à l'intérieur de réservoirs et dans des locaux exigus (N° 1416). - Suva Brochure Travailler en sécurité dans les puits, les fosses ou les canalisations (N° 44062). - Suva Brochure Puits, fosses et canalisations. Règles à observer pour en ressortir sans dommage (N° 84007). - Suva Brochure La sécurité dans les stations d'épuration des eaux usées (N° 44050). - Suva Brochure La sécurité des installations de biogaz (N° 66055). - Suva Brochure Prévention des infections transmises par voie sanguine (N° 2869/31). #### Travaux en surface, respectivement dans le trafic routier - SN EN 471 (Visibilité dans le trafic routier). - VSS, Signalisation temporaire sur routes principales et secondaires (SN 640 886, voir chap. 5). - VSS, Signalisation des chantiers sur autoroutes et semi-autoroutes (SN 640 885c ### Dangers spécifiques #### Dangers liés à la qualité de l\'air ##### Manque d'oxygène - Asphyxie ###### Le manque d'oxygène - Des difficultés respiratoires apparaissent teneur en oxygène à 15% du volume - Si la teneur en oxygène devient inférieure à 15%, il y a un dangereux manque et finalement un risque mortel. ###### Puits et fosses Il s'agit de créer une atmosphère exempte de danger à l'endroit des travaux, par aération forcée, avant de pénétrer dans l'installation. Pour ce faire on utilise un ventilateur Ex (débit minimum 60 m3/min.). L'aspiration au point le plus bas s'effectue jusqu'à obtenir 20 changements d'air. ###### Canalisations Les canalisations doivent être suffisamment aérées avant d'y pénétrer. Pour ce faire, une vitesse théorique de l'air de 0.5 m/s doit être atteinte. Cette aération peut se réaliser par l'ouverture de plusieurs couvercles de chambres. Si ce n'est pas possible, il faudra mettre une aération forcée. ### Travails préparatoires #### Travaux préparatoires - Préparation d'une intervention. - Le secteur de travail doit être délimité, organisé et marqué. - Les moyens de secours doivent être contrôlé, parfaitement fonctionnel et immédiatement utilisable en cas de besoin. - Raccordement des appareils électrique au travers d'un DDR (FI). - Vérifier avant le début des travaux le bon fonctionnement des moyens de communication et si la procédure en cas d'urgence peut effectivement être suivi. - Appareil de ventilation. - Appareil de mesure des gaz (détecteur 4 gaz). Contrôle la concentration en oxygène, la teneur en vapeur ou gaz inflammable ainsi que la présence de toxiques tels que H2S, CO. ### Phases de travail - 1\. Porter l'équipement EPI - 2\. Signaler (travaux préparatoires) - 3\. Aérer (en ouvrant les couvercles avoisinants (sécuriser) - 4\. Mesurer (détecteur 4 gaz) - 5\. Si nécessaire, ventiler (ventilation artificielle : 60 m3/min au minimum) - 6\. Mesurer une nouvelle fois - 7\. Pénétrer avec sécurité (détecteur, harnais, corde ou treuil, surveillant/s) - 8\. Surveiller ### Comportement en cas d'accident #### Evaluation de la situation - Evaluer la situation rapidement, mais en gardant son calme : - Nombre de personnes touchées ? - Autres dangers pour l'accidenté et les sauveteurs ? - Plusieurs sauveteurs sont-ils nécessaires ? #### Protection, sécurité, sauvetage - Sécurisé la zone #### Appeler les secours - Qui appelle et à quel N° pouvez-vous être joint ? - Que s'est-il passé ? - Quand l'accident s'est-il produit ? - Où est le lieu de l'accident ? - Combien de personnes sont-elles blessées ? Leur vie est-elle menacée ? Accessibilité des blessés (milieu confiné, sous-sol,...) ? - Autres dangers ou informations particulières (incendie, pollution de la zone par des hydrocarbures ou par d'autres produits chimiques, route fermée) ? Les stations de relevages ------------------------- Conception d'une station de relevage - Les paramètres permettant la conception et le dimensionnement des installations de pompage seront d\'abord d\'ordre hydraulique : - Débit de pointe - Débit moyen - Hauteur de refoulement - Éventuellement viscosité et densité du liquide, - Et d\'ordre physico-chimique : - pH - Potentiel rédox - Température - Charge polluante - Nature et taille des matières transportées (matières minérales abrasives, corps solides, matières fibreuses, etc...). ### Mécanique des fluides #### Pression - Une force F qui s'exerce uniformément sur une surface plane d'aire S. - Deux types : - Pression absolue - Valeur mesurée par rapport au vide absolu - Est toujours positive. - Pression relative - Pour référence la valeur de la pression atmosphérique au moment de la mesure 1. #### Pertes de charge - Les pertes de charge représentent les pertes d'énergie par frottement du liquide sur lui-même et du liquide sur la tuyauterie. - Elles sont proportionnelles à : - La vitesse d'écoulement (plus la vitesse est grande, plus les pertes de charge sont grandes). - La rugosité du tuyau. - La viscosité du liquide. - Deux types de pertes de charge : - Linéaire : Ce sont les pertes de charge proportionnelles à la longueur parcourue par le fluide. - Singulière : Elles sont dues aux éléments ponctuels du réseau (vanne, clapets, « T », crépines, coudes, etc...). ### Le pompage #### Energie de pompage -- Hauteur manométrique totale - En effet, une pompe doit mettre en mouvement le liquide et lui fournir l'énergie nécessaire pour vaincre : - Les caractéristiques géométriques de l'installation, c'est-à-dire la hauteur réelle d'élévation du liquide - La différence de pression statique dans les réservoirs d'alimentation et de refoulement du liquide - Les pertes de charge dans toute l'installation (longueurs droites, coudes, éléments de robinetterie, capteurs, rugosité des parois des tubes, etc.) ### Les pompes centrifuges #### Principe de fonctionnement - Elles provoquent l'aspiration et le refoulement du liquide sous l'action de la force centrifuge créée par la rotation d'une roue à aubes à l'intérieur du corps de la pompe. #### Caractéristiques des pompes centrifuges - Vitesse de rotation - Débit refoulé d'une pompe centrifuge - Est proportionnel - À la vitesse de rotation de la pompe - Au diamètre de la roue à aubes - Hauteur manométrique totale d'une pompe centrifuge - Est proportionnelle : - Au carré de la vitesse de rotation - Au carré du diamètre de la roue à aube - Puissance de la pompe et rendement - Est proportionnelle : - Au cube de la vitesse de rotation - Au cube du diamètre de la roue à aube - NPSH requis - Valeur minimum de NPSH au-dessous de laquelle se produit la cavitation #### Choix d'une pompe centrifuge - Pour déterminer la pompe, il faut disposer de 2 informations importantes : - La courbe caractéristique du réseau - Une grille de sélection de pompes issue de la documentation technique du fournisseur. Cette grille permet de déterminer la taille de la pompe et sa vitesse de rotation. #### Régulation du débit - Étranglement dans la conduite de refoulement - Régulation de débit par by-pass - Variation de la vitesse de rotation de la pompe - Rognage de la roue à aubes #### Aspiration ##### Cavitation - La cavitation apparaît dans une pompe lorsque la vitesse du liquide sur la partie bombée des aubes de pompe atteint des valeurs suffisamment élevées pour que la pression statique générée devienne inférieure à la tension de vapeur du liquide à une température donnée #### Mise en route d'une pompe centrifuge ##### Amorçage - Une pompe centrifuge n'est pas auto-amorçante. Une pompe centrifuge ordinaire, vide de liquide, dont la conduite d'aspiration plonge dans un liquide, est incapable de purger l'air contenu dans celle-ci et de refouler le liquide. L'air contenu dans le corps de la pompe et dans la conduite d'aspiration doit être préalablement chassé. #### Construction des pompes centrifuges ##### Les types de roues - Différents types de construction - Flux radial - Flux semi-axial - Flux axial - Mono- ou multicanal - Roue à vis centrifuge - Roues à vortex - Roues à ailettes - On distingue - Roues fermées - Pompage des liquides clairs (propres) uniquement. - Semi-ouvertes - Liquides chargés de matières fibreuses - Ouvertes - Liquides chargés de matières fibreuses ##### Types de pompes centrifuges - Il existe des pompes centrifuges : - Les pompes centrifuges normalisées. - Les pompes centrifuges en ligne. - Les pompes centrifuges immergées, moteur à sec. - Les pompes centrifuges immergées, moteur immergé ### Pompes volumétriques #### Caractéristiques générales - Les pompes volumétriques génèrent un écoulement résultant d'une variation d'un volume occupé par le liquide. A chaque révolution, un vide partiel entraîne l'aspiration d'un volume déterminé de liquide qui pénètre dans la pompe. A la fin du cycle, le liquide est refoulé par réduction du volume. L'exemple typique d'une pompe volumétrique est la seringue constituée d'un piston qui coulisse à l'intérieur d'un corps creux. Lorsqu'on tire sur le piston, le liquide remplit l'espace libéré ; lorsque le piston est repoussé, le volume de liquide est refoulé. - Avec ces pompes, le débit et la hauteur manométrique sont indépendant. La pompe refoule tous ce qu'elle aspire indépendamment des contraintes du réseau. Il faut donc impérativement protéger la pompe et le réseau contre les pressions excessives. - La modification du débit de ces pompes n'est possible qu'en modifiant la vitesse de rotation ou le nombre de cycle de la pompe. #### Pompe volumétrique alternative - A piston. - A membrane. #### Pompes volumétriques rotatives - Rotatives à engrenages externes. - Rotatives à lobes. - Pompe à vis excentrique - Pompe vis d'Archimède Mesure des débits ----------------- ### Introduction - La mesure des débits dans l'exploitation des STEP est très importante et ne doit pas être négligée. Elle sert d'une part au pilotage de la STEP mais est également nécessaire au contrôle des flux de pollution rejetés dans le milieu naturel. - Elle permet en effet de connaître la proportion et la variation saisonnière d'eaux claires parasites présentes dans le réseau ainsi que l'efficacité réelle du système séparatif du bassin d'assainissement. ### Techniques de mesure de débits #### Généralités - Un débit ne peut pas être mesuré directement mais doit être calculé à partir de mesures indirectes (hauteur d'eau, section, vitesse, etc...). ##### Les principales techniques de mesure en canal ouvert - Mesure sur seuils et canaux jaugeurs calibrés - Principe : une section de contrôle (déversoir, canal Venturi,) implantée dans un canal permet de déterminer le débit en fonction de la hauteur d'eau mesurée - Mesure : hauteur d'eau en amont de la section - Transformation de la hauteur en débit à l'aide d'une formule hydraulique - Mesure sur la section et la vitesse de l'écoulement - Mesure de la vitesse de l'écoulement - Mesure de la hauteur d'eau, calcul de la section mouillée (section de l'écoulement) - Calcul du débit par Q = (section mouillée × vitesse de l'écoulement) ##### Les principales techniques de mesures en conduite fermée sous pression écoulement en charge - Débitmètre Venturi - Débitmètre (électromagnétiques) à induction magnétique (MID) - Débitmètre à ultrasons (effet Doppler) ##### Autres mesures ponctuelles de contrôle - Jaugeage volumétrique - Jaugeage chimique #### Mise en œuvre - Il y a lieu en particulier d'assurer des conditions d'écoulement stables et uniforme dans la section de mesure, en respectant les distances rectilignes à prévoir en amont et en aval du point de mesures. ### Traitement et archivages des données Les données de débit de bonne qualité ont une grande valeur pour suivre l'évolution historique des débits et des charges traitées et elles peuvent être d'une grande utilité pour le dimensionnement de nouvelles installations. Il est fortement recommandé d'avoir un système d'archivage des données numérique sur un pas de temps aussi fin que possible, une heure au minimum. Ce type d'archivage sera d'une aide précieuse pour analyser une période particulière qui a posé problème, pour calculer les charges horaires ou journalières et pour établir un diagnostic du réseau. Ouvrages spéciaux ----------------- ### Introduction - Le réseau d\'assainissement est doté de multiples ouvrages spécifiques permettant pour un temps de retour donné de : - Permettre de limiter les impacts des rejets vers le milieu récepteur. - En évitant tout refoulement et inondation ### Les déversoirs d'orages ##### Objectifs d\'un déversoir d\'orage - L'ensemble du dispositif dont la fonction est d\'évacuer les pointes de débit vers le milieu naturel ou vers des bassins de stockage. ##### Eléments constitutifs et emplacement d\'un déversoir d\'orage - Un déversoir d\'orage comprend : - Un collecteur amont chargé de conduire les eaux unitaires jusqu\'à l\'ouvrage. - Un ouvrage de dérivation (chambre de partage des débits ou de déversement). - Un collecteur en aval qui transporte les eaux à épurer vers la station d\'épuration. - Un canal ou collecteur de décharge conduisant l\'eau \"déversée\" vers le milieu naturel - Les déversoirs d\'orage pourront être placés : - Sur des collecteurs secondaires afin de limiter les débits d\'apport aux collecteurs principaux - À l\'entrée d\'ouvrages tels que bassin d\'orage, siphon, etc. - À l\'entrée des stations d\'épuration. - Au lieu de raccordement d\'un réseau unitaire et d\'un réseau séparatif - Les principales recommandations pour la conception d'un déversoir d'orage sont : - Aucun déversement tant que la capacité maximum STEP n'est pas atteinte - Qstep le plus constant possible - Pollution maximale traitée avant milieu récepteur - Pas de mise en charge aval - Fonctionnement DO automatique - Ouvrage autonettoyant - Maintenance réduite - Accès à l'ouvrage simple et sûr - Coûts de construction minimaux #### Types de déversoirs d'orage ##### Ouvrages à seuil déversant - Une partie de l'effluent est dérivé lorsque le niveau de l'eau dépasse la hauteur du seuil. - Préférer le seuil haut qui permet de réduire les vitesses, tranquilliser l'écoulement, mieux maitriser le débit et envoyer le maximum de pollution à la STEP en créant une décantation au pied de la lame déversante. ##### Ouvrages sans seuil - Toute une série de dispositifs, parfois appelés de régulation, qui font intervenir différents principes de fonctionnement. - Les déversoirs à trou dans le mur - Les déversoirs à ouverture de radier (ou « leaping weir »)  - Les déversoirs siphoïdes - Les déversoirs à orifices  - Les déversoirs à vannage - Ces ouvrages comportent une vanne ou une lame réglable commandée soit hydrauliquement par un flotteur, soit motorisée et télécommandé. - Ces systèmes sont plus coûteux que les déversoirs à seuils fixes mais ils offrent une plus grande protection du collecteur aval et de la station de traitement - Les déversoirs Filippi - Les 13 modèles disponibles aujourd\'hui sur le marché correspondent chacun à des conditions de débits d\'arrivée et de débits de régulation précisément déterminées. - - Les déversoirs tangentiels à effet Vortex #### Equipement des déversoirs d\'orage - La réglementation en vigueur dans plusieurs pays européens demande d\'équiper et de concevoir les déversoirs d\'orage de façon à ce qu\'ils limitent au maximum la pollution des surverses et plus particulièrement les flottants (papier, matière plastique, etc.) Pour répondre à ces exigences, on peut équiper les déversoirs d\'orage : - De parois plongeantes - De système de dégrillage ##### Les parois plongeantes - Elle crée un passage siphoïde qui évite aux flottants d\'être entraînés vers le milieu naturel. Il est possible d\'améliorer le système en remplaçant les parois fixes par des parois plongeantes flottantes ou des parois munies de grille oscillante.