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Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg Universit

Ecole Nationale du Génie de l’Eau et de l’Environnement de Strasbourg Université Louis Pasteur Strasbourg Bureau d’études Etudes et maîtrise d’œuvre de projets d’eau potable Diagnostique de stations de traitement d’eau potable : réhabilitation de filières existantes et étude de filières à mettre en place Réhabilitation et création d’unités de traitement d’eau potable sur de petites communes des Pyrénées Orientales et de l’Aude. Dimensionnement d’une filière de reminéralisation et de déshydratation des boues. MEMOIRE DE FIN D’ETUDES 2006 Responsable de projets d’eau potable Maître de stage : M. Laurent MIR Enseignant Chercheur au SHU Tuteur à l’ENGEES : M. Christian BECK Spécialité Gestion des Eaux Urbaines et Rurales Promotion 2005/2006 Arnaud LAINE Licence professionnelle Protection de l’Environnement Diagnostique de stations de traitement des eaux de consommation Arnaud LAINE Remerciements Je tiens avant tout à remercier Monsieur Hervé PLANEILLES et Monsieur Laurent MIR, gérant et associé de GAEA Ingénierie, pour m’avoir accueilli au sein de leur entreprise. Je souhaite remercier plus particulièrement mon maître de stage, M. Laurent MIR, pour avoir mis à ma disposition les moyens nécessaires à mon travail d’étude, pour m’avoir accordé une grande liberté de recherche et pour m’avoir conseillé et guidé au cors de ce stage. J’associe à mes remerciements : Bruno Bille, chargé d’études, qui par ses connaissances et sa disponibilité a su répondre à mes attentes et interrogations, mais aussi pour sa formation pratique sur le sujet de la recherche de fuites. Agnès BATAILLE, cartographe, pour son accueil, son temps passé à répondre à mes interrogations et ses plans. Anne Rieusset, chargée d’études, qui m’a fait partager son domaine de compétence dans la réalisation des dossiers de Demande d’Utilité Publique. Jean-Bonnie Gimié, chargé d’études, pour son temps passé à répondre à mes interrogations et pour la formation au logiciel « Hydras ». Jennifer WEILAND, assistante de gestion, pour son accueil et sa disponibilité. Anne-Lise et Grégoire, stagiaires pour leur soutien. Enfin je tiens à remercier les nombreuses personnes qui ont contribués à la réalisation de ce mémoire pour leurs conseils, soutien et aide technique. Mémoire de fin d’études ENGEES Mai – Août 2006 Diagnostique de stations de traitement des eaux de consommation Arnaud LAINE Mémoire de fin d’études ENGEES Mai – Août 2006 Sommaire INTRODUCTION.......................................................................................................................................................1 I PRESENTATION ET ORGANISATION DU BUREAU D’ETUDES ................................................................2 1°) HISTORIQUE DU GROUPE GAEA .........................................................................................................................2 2°) GAEA INGENIERIE .............................................................................................................................................3 a) Implantation géographique et champs d’action..............................................................................................3 b) L’équipe en place............................................................................................................................................3 c) La maîtrise d’œuvre, les études et prestations spécifiques..............................................................................4 II LES OBJECTIFS DU STAGE ET LE DEROULEMENT DE L’ETUDE ........................................................4 1°) LE CONTEXTE DU STAGE .....................................................................................................................................4 2°) PRESENTATION DE LA PROBLEMATIQUE A RESOUDRE .........................................................................................5 III DIAGNOSTIQUE DE L’ANCIENNE STATION D’OLETTE ET DIMENSIONNEMENT DE LA NOUVELLE................................................................................................................................................................5 1°) GESTION DE L’EAU SUR LA COMMUNE.................................................................................................................5 2°) LA RESSOURCE EN EAU........................................................................................................................................6 3°) LES BESOINS EN EAU ...........................................................................................................................................6 4°) DIAGNOSTIQUE DE LA STATION...........................................................................................................................7 a) Localisation des différentes installations........................................................................................................7 b) État des installations.......................................................................................................................................7 c) Qualité des eaux mises en distribution............................................................................................................8 5°) DIMENSIONNEMENT ............................................................................................................................................9 a) Filtration .........................................................................................................................................................9 b) Désinfection ..................................................................................................................................................10 c) Bâche de reprise............................................................................................................................................11 d) Équipement du nouveau puit.........................................................................................................................12 6°) IMPLANTATION ET FONCTIONNENT DE LA NOUVELLE STATION .........................................................................13 IV REHABILITATION DE LA STATION ET DU CAPTAGE D’EVOL..........................................................14 1°) DIAGNOSTIQUE DE LA FILIERE EXISTANTE ET MISE EN EVIDENCE DES DEFAUTS DU CAPTAGE...........................14 2°) PRESENTATION DE LA REMISE A NIVEAU DE L’UNITE DE TRAITEMENT ..............................................................15 3°) REHABILITATION DU CAPTAGE..........................................................................................................................15 V FILIERE DE REMINERALISATION DE FORMIGUERES..........................................................................16 1°) CONTEXTE LOCAL.............................................................................................................................................16 a) Généralités....................................................................................................................................................16 b) Présentation de la future station de traitement.............................................................................................17 2°) PRESENTATION D’UNE ETAPE DE REMINERALISATION.......................................................................................17 Diagnostique de stations de traitement des eaux de consommation Arnaud LAINE Mémoire de fin d’études ENGEES Mai – Août 2006 a) Pourquoi reminéraliser une eau ?.................................................................................................................17 b) La place de la reminéralisation dans une filière complète............................................................................18 c) Choix du type de reminéralisation à mettre en place sur la future station de traitement de Formiguères ...18 3°) DIMENSIONNEMENT DE LA REMINERALISATION PAR PERCOLATION SUR FILTRE A NEUTRALITE ........................19 a) Calcul des quantités de CO2, et de neutralite à appliquer aux eaux de consommation de Formiguères......19 b) Calcul de la surface des filtres à neutralite nécessaire à la reminéralisation ..............................................20 4°) FONCTIONNEMENT DE LA FILIERE DE REMINERALISATION ................................................................................21 a) Injection de CO2............................................................................................................................................21 b) Percolation sur les filtres..............................................................................................................................21 5°) COUTS D’EXPLOITATION ...................................................................................................................................22 VI MISE EN PLACE D’UNE FILIERE DE RECUPERATION DES BOUES POUR LE SIAEP DE SALSIGNE – VILLANIERE - VILLARDONNEL ...............................................................................................22 1°) PRESENTATION DU SIAEP DE SALSIGNE – VILLANIERE - VILLARDONNEL ET DU TRAITEMENT FUTUR.............22 2°) EVALUATION DE LA QUANTITE DE BOUE A TRAITER..........................................................................................23 3°) ÉVALUATION DU VOLUME D’EAU DE CONTRELAVAGE ......................................................................................23 4°) DIMENSIONNEMENT DES LAGUNES....................................................................................................................24 a) Principe du lagunage ....................................................................................................................................24 b) Dimensionnement des lagunes ......................................................................................................................24 c) Mise en place et exploitation.........................................................................................................................24 5°) DIMENSIONNEMENT DES LITS DE SECHAGE .......................................................................................................25 a ) Principe de la déshydratation sur lit de séchage .........................................................................................25 b) Dimensionnement des lits de séchage ...........................................................................................................26 c) Mise en place et exploitation.........................................................................................................................26 6°) DIMENSIONNEMENT DU STOCKAGE TAMPON.....................................................................................................28 7°) DESTINATION DES BOUES APRES CURAGE .........................................................................................................28 CONCLUSION .........................................................................................................................................................29 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES................................................................................................................30 LISTE DES TABLEAUX.........................................................................................................................................32 LISTE DES FIGURES .............................................................................................................................................33 Diagnostique de stations de traitement des eaux de consommation Arnaud LAINE Mémoire de fin d’études ENGEES Mai – Août 2006 Liste des abréviations BET : bureau d’études DUP : déclaration d’utilité publique AEP : alimentation en eau potable DDASS : direction départementale des affaires sanitaires et sociales PPI : périmètre de protection immédiate CAG : charbon actif en grain UV : ultra violet HT : hors taxes UTN : unité touristique nouvelle TAC : titre alcalimétrique complet TH : titre hydrométrique THca : titre hydrométrique calcique MS : matières sèches MES : matières en suspension SIAEP : syndicat intercommunal d’alimentation en eau potable CSDU : centre de stockages des déchets ultimes ICPE : installations classées pour l’environnement Diagnostique de stations de traitement des eaux de consommation Arnaud LAINE Mémoire de fin d’études ENGEES 1 Mai – Août 2006 Introduction L’accès à une eau dite « potable » est un droit en France. Afin d’assurer cet accès les communes se doivent de fournir à leurs abonnés une eau traitée et conforme du point de vue bactériologique et physicochimique. Les normes de mise en distribution de l’eau propre à la consommation sont draconiennes et ce sont renforcées depuis quelques années, pour éviter tout problème sanitaire vis-à-vis des consommateurs. Certaines communes sont aujourd’hui propriétaire d’installations vétustes ou ne pouvant assurer la mise en distribution d’une eau en accord avec les normes fixées par la D.D.A.S.S. (Direction Départementale des Affaires Sanitaires et Sociales). De plus l’explosion démographique de certaines régions a conduit à une surexploitation des stations de traitement devenues obsolètes en termes de capacité de traitement. La réhabilitation et/ou la création de nouvelles stations de traitement des eaux potables est alors indispensable dans ce contexte. Le bureau d’études GAEA Ingénierie, structure d’accueil de mon stage, est chargé en tant que mettre d’œuvre de proposer et dimensionner des filières de traitements des eaux de consommation adaptées aux besoins des collectivités. Ce projet de stage, concernant trois communes situées dans les Pyrénées Orientales et dans l’Aude, consiste à dimensionner pour chacune d’elles soit une filière complète de traitement des eaux, soit une étape particulière de traitement. Le principe de cette étude a été de dimensionner les unités en fonction du contexte local. Après avoir pris connaissance des différentes analyses, de la gestion de l’eau sur la commune, j’ai pu dimensionner des filières en fonctions des attentes de chaque collectivité. La finalité de cette étude se décompose en deux points. Tout d’abord elle est de proposer aux différentes collectivités des filières correspondantes à leurs souhaits. Et dans un second temps, elle est d’aborder de nouvelles filières de traitement pour le bureau d’études GAEA, notamment les filières de reminéralisation et de déshydratation des boues très peu développées par le BET et dans les deux départements concernés. Diagnostique de stations de traitement des eaux de consommation Arnaud LAINE I PRESENTATION ET ORGANISATION DU BUREAU D’ETUDES 1°) Historique du groupe GAEA Fondé en 1995, le bureau d’études GAEA ENVIRONNEMENT a été crée par trois cadres diplômés d’études supérieures de compétences différentes (hydrogéologue, spécialistes en environnement et en traitement des eaux). En 2001, GAEA ENVIRONNEMENT s’est réorganisé en cinq bureaux d’étude complémentaires pour former GAEA GROUPE. On distingue : • GAEA ENVIRONNEMENT spécialisé dans les études en assainissement, eau potable, hydraulique et environnement, • GAEA CONSEIL spécialisé dans le domaine de l’assainissement non collectif et la maîtrise d’œuvre en assainissement, • GAEA CONSULTANTS spécialisé dans le domaine de l’environnement et des études d’impact, • GAEA ANALYTIC spécialisé dans le domaine de l’analyse en laboratoire, Source personnelle • GAEA INGENIERIE spécialisé dans la maîtrise d’œuvre en eau potable, études hydrologiques et hydrogéologiques. Figure 1 : Présentation de GAEA GROUPE Aujourd’hui GAEA GOUPE emploie 40 salariés contre 5 à sa création. Mémoire de fin d’études ENGEES 2 Mai – Août 2006 Diagnostique de stations de traitement des eaux de consommation Arnaud LAINE Mémoire de fin d’études ENGEES 3 Mai – Août 2006 2°) GAEA Ingénierie a) Implantation géographique et champs d’action Créée en 2001, la société GAEA INGENIERIE est structurée en deux antennes : une à Rivesaltes à environ 10 km au nord de uploads/Sante/ diagnostique-de-stations-de-traitement-d-x27-eau-potable-rehabilitation-de-filieres-existantes-et-etude-de-filieres-a-mettre-en-place.pdf