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Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainisseme

Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement Onema, LEESU et IFSTTAR/LEE - Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement - Avril 2015 2 Onema, LEESU et IFSTTAR/LEE - Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement - Avril 2015 1 Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement Pierre-Antoine VERSINI, Claude JOANNIS, Ghassan CHEBBO. Onema, LEESU et IFSTTAR/LEE - Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement - Avril 2015 2 Auteurs et contributeurs Auteurs Contributeurs Remerciements Pierre-Antoine VERSINI, chercheur (LEESU-ENPC), pierre-antoine.versini@leesu.enpc.fr Claude JOANNIS, chef du Laboratoire Eau et Environnement (LEE-IFSTTAR), claude.joannis@ifsttar.fr Ghassan CHEBBO, directeur de Recherche (LEESU-ENPC), ghassan.chebbo@leesu.enpc.fr Christian ROUX, chef de l’unité Etude (DE, Conseil Général des Hauts-de-Seine), croux2@cg92.fr Frédérick VANDELANNOOTE, ingénieur chargé d’étude (DEA, Conseil Général de Seine-Saint-Denis), fvandelannoote@cg93.fr Fabien DESETABLES, technicien chargé de la conception du parc, de la validation et de l’exploitation des mesures hydrauliques et pluviométriques (DEA, Conseil Général de Seine-Saint-Denis), fdesetables@cg93.fr Alain RABIER, chef de service adjoint (DSEA, Conseil Général du Val-de-Marne), Alain.Rabier@valdemarne.fr Nathalie VERNIN, chef de service (DSEA, Conseil Général du Val-de-Marne) Nathalie.Vernin@valdemarne.fr Jean-Luc BERTRAND-KRAJEWSKI, professeur (INSA Lyon), jean-luc.bertrand-krajewski@insa-lyon.fr Gwénaël RUBAN, ingénieur (LEE-IFSTTAR), gwen.ruban@orange.fr Ali HANNOUCHE, chercheur (ENPC-LEESU), ali.hannouche@leesu.enpc.fr Céline LACOUR, chargée de mission (Onema) sur l’eau et les aménagements urbains, celine.lacour@onema.fr Les auteurs tiennent aussi à remercier les personnes suivantes pour leur aimable contribution : S. Le Hir (Agglomération de Thau), P . Branchu (Cerema), C. Favre (Chambéry Métropole), M. Perrier (Chambéry Métropole), A. Queinec (DEA93), H. Dubus (DSEA94), X. France (GEMCEA), N. Walcker (GRAIE), D. Mabilais (IFSTTAR), A. Mosset (IFSTTAR), P . Dubois (LEESU-ENPC), M. Saad (LEESU-ENPC), J. Nemery (LTHE), G. Andréa (Lyonnaise des Eaux), G. Binet (Lyonnaise des Eaux), G. Dhennin (Lyonnaise des Eaux), D. Laplace (Lyonnaise des Eaux), R. Lauret (Lyonnaise des Eaux), V. Le Balier (Lyonnaise des Eaux), C. Roulet (Lyonnaise des Eaux), A. Ventura (Lyonnaise des Eaux), S. Lyard (Rhea), J.-P . Tabuchi (SIAAP), B. Barillon (Suez), T . Bersinger (Université de Pau), F . Béthouart (Ville de Paris), S. Amirat (Ville de Paris), J. Malandrin (VEOLIA), L. Monier (VEOLIA) Onema, LEESU et IFSTTAR/LEE - Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement - Avril 2015 3 Partenaires LEESU (ENPC) - Le laboratoire eau, environnement et systèmes urbains est un laboratoire commun de l’École des Ponts ParisTech, l’Université Paris-Est Créteil et AgroParisTech. Il a pour objet de recherche l’eau urbaine, sous différents points de vue : aphysique et hydrologique avec l’étude du cycle des eaux pluviales : précipitations, ruissellement, écoulements ; a biogéochimique avec l’étude des sources et devenir des contaminants chimiques et microbiologiques sur les bassins versants urbains et leur impact sur le milieu récepteur ; c’est dans ce cadre que se positionne l’Observatoire des polluants urbains en Île-de-France (OPUR) ; asocio-technique avec l’étude des politiques et des usages de l’eau et de leurs évolutions en milieux urbain. Les travaux de recherche du LEESU sont ainsi en prise avec des questions sociétales, majoritairement en liaison aujourd’hui avec la mise en place de politiques de développement durable et leurs déclinaisons dans le secteur de l’eau. Ses activités sont ancrées au sein de partenariats opérationnels étroits et de longue durée avec les collectivités territoriales de la région parisienne et avec des grands industriels du monde de l’eau. LEE (IFSTTAR) - Au sein de département géotechnique, environnement, risques naturels et sciences de la terre de l’IFSTTAR, les travaux menés par le laboratoire eau et environnement visent quatre grands défis sociétaux : ala gestion sobre des ressources ; al’adaptation aux changements globaux ; ala réduction des risques environnementaux ; al’intégration du cycle de l’eau dans un aménagement urbain durable. Ils sont structurés autour de trois objets de recherche : les bassins versants urbains et péri-urbains, les réseaux hydrographiques naturels et artificiels et les sols urbains et matériaux recyclés. Ses travaux s’appuient sur les observations en vraie grandeur réalisées par le LEE dans le cadre de l’ONEVU (observatoire de terrain en environnement urbain, composante de l’institut de recherches en sciences et techniques de la ville et de l’Observatoire des sciences de l’univers de Nantes Atlantique) ainsi que sur les retours d’expérience réalisés dans le cadre de l’Observatoire hydrométéorologique Cévennes Vivarais (OHMCV). Elles bénéficient en outre des capacités analytiques et expérimentales de son laboratoire de chimie environnementale et d’hydrodynamique des sols. URBIS - Le système d’observation et d’expérimentation SOERE (système d’observation et d’experimentation sur le long terme pour la recherche en environnement) URBIS (http://www.graie.org/urbis-soere) a été labélisé par Allenvi en 2010. Il a pour objectif d’asseoir et de pérenniser un réseau d’observatoires en hydrologie urbaine en : (i) renforçant les thématiques transverses, (ii) coordonnant les efforts d’observations de manière à les rendre comparables ou complé mentaires, et (iii) développant les projets de recherche collaboratifs. Ce système repose sur trois observatoires français en hydrologie urbaine : OPUR (Région parisienne, http://leesu.univ-paris-est.fr/opur/), OTHU (Grand Lyon, http://www.graie.org/othu/index.htm) et ONEVU (Nantes Métropole, http://www.irstv.fr/fr/observatoire-nantais-des-environnements-urbains). URBIS met un accent particulier sur la combinaison de différentes stratégies d’observation (points pérennes et suivis ciblés à des échelles spatiales allant de l’ouvrage à la ville toute entière) dans une perspective de construction de modèles intégrables, en particulier pour la production et le transfert des flux polluants. Onema, LEESU et IFSTTAR/LEE - Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement - Avril 2015 4 Ce guide technique, soutenu par l’Onema, synthétise l’expérience acquise ces dernières années par différentes équipes de recherche qui ont mis en œuvre et exploité des mesures de turbidité en réseau d’assainissement, ainsi que par des collectivités qui ont intégré ces systèmes de mesure dans leurs pratiques opérationnelles. Les fruits de ces travaux ont été collectés et analysés à travers trois observatoires français de recherche en hydrologie urbaine fédérés au sein du SOERE (Système d’observation et d’expérimenta tion sur le long terme pour la recherche en environnement) URBIS : l’ONEVU (Nantes Métropole), l’OPUR (Région parisienne) et l’OTHU (Grand Lyon). Le point de départ de ce guide est le numéro 1/2 2010 de la revue Techniques sciences et méthodes publié à l’occasion de la journée Turbidité en réseau d’assainissement organisée à Paris le 9 mars 2010 par le groupe de travail SHF/ASTEE « Hydrologie urbaine ». Ce groupe a ensuite participé aux différentes étapes de son élaboration, notamment en menant une enquête complémentaire auprès de ses membres. Destiné aux gestionnaires, ce document contient des éléments méthodo logiques pour accompagner la mise en œuvre de systèmes de mesure de turbidité par de nouveaux utilisateurs. Il est complété par des outils informa tiques permettant d’en faciliter la pratique (http://www.graie.org/urbis-soere/ spip/spip.php?rubrique10). Il est aussi étayé d’exemples opérationnels sélectionnés à travers la France montrant l’utilité d’un tel système de mesure. Avant-propos Onema, LEESU et IFSTTAR/LEE - Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement - Avril 2015 5 Résumé Mots clés Ce guide de bonnes pratiques a pour but de promouvoir et de faciliter la mise en place de mesures de turbidimétrie en réseau d’assainissement. Il vise à tra duire de manière pratique l’expérience acquise depuis plusieurs années par trois observatoires français en hydrologie urbaine (OPUR, ONEVU, OTHU). Son objectif premier est de fournir des éléments très pratiques permettant de réduire considérablement la phase de mise au point d’un site de mesure, puis de conduire efficacement son exploitation opérationnelle. Il permet par ailleurs de conforter l’image de la mesure en continu de la turbidité auprès de différents publics : maîtres d’ouvrages, exploitants, mais aussi services char gés de la police de l’eau et de motiver les fournisseurs vis-à-vis de demandes d’améliorations identifiées. Ainsi, après avoir présenté les principes de mesure de la turbidité, le guide détaille les différentes étapes à mettre en œuvre pour parvenir à une installation fiable et pérenne de cette mesure : choix d’un point de mesure, choix d’un capteur, procédures de réception, de réglage et d’étalonnage, modes d’implantation sur le terrain, stratégies d’acquisition, de filtrage et de vérification, opérations de maintenance, évaluation des incertitudes, établissement de correspondance avec les matières en suspension (MES), ainsi que des éléments de coûts et bénéfices. Ces différents éléments de méthode sont illustrés par des exemples concrets et compétés par des outils informatiques et des fiches pratiques. Turbidité, assainissement, qualité, mesure in situ, incertitude, MES Onema, LEESU et IFSTTAR/LEE - Guide technique sur le mesurage de la turbidité dans les réseaux d’assainissement - Avril 2015 6 Sommaire 1. Introduction à la turbidité...............................................................................8 1.1. Contexte opérationnel................................................................................................8 1.2. Objectifs et application de la turbidité en réseaux....................................................9 1.3. Objet de ce guide. ....................................................................................................11 2. Les principes de mesure. .............................................................................12 2.1. Le mesurage par atténuation...................................................................................12 2.2. Le mesurage par diffusion.......................................................................................13 2.3. Norme et unités........................................................................................................13 2.4. Comparaison atténuation/diffusion. .........................................................................14 3. Choix du site de mesure..............................................................................15 3.1. Conditions hydrauliques..........................................................................................16 3.2. Contraintes pratiques...............................................................................................17 4. Choix d’un turbidimètre. ...............................................................................18 5. Réception et étalonnage. .............................................................................20 5.1. Réception.................................................................................................................20 5.2. Etalonnage...............................................................................................................21 5.3. Inversion de la courbe d’étalonnage :.....................................................................22 6. Implantation et installation...........................................................................23 6.1. Type d’installation.....................................................................................................23 6.2. Vérification de la représentativité spatiale. ...............................................................25 7. Stratégie d’acquisition, de filtrage (en temps réel) et uploads/Ingenierie_Lourd/ guide-turbidite.pdf