Guide pour la mise en uvre de lautosurveillance des stations dpuration

des collectivits

quipements mettre en place, contrles effectuer et procdures respecter

Guide m thodo l og ique Novembr e 2009

Liens et documents utiles

l http://sandre.eaufrance.fr

SANDRE Office International de lEau 15 rue Edouard Chamberland

87065 LIMOGES Cedex. Tel : 05.55.11.47.90 Fax : 05.55.11.47.48

l http://www.eau-loire-bretagne.fr

Agence de leau Loire-Bretagne Avenue de Buffon BP 6339 -

45063 ORLEANS Cedex 2. Tel : 02.38.51.73.73 Fax : 02.38.51.74.74

Adresse pour tlcharger les manuels dautosurveillance :

http://www.eau-loire-bretagne.fr/collectivites/guides_et_etudes/assainissement

l http://texteau.ecologie.gouv.fr/texteau

Le site texteau vous permet davoir un accs direct et permanent aux textes dans le domaine de leau.

l http://www.developpement-durable.gouv.fr/ext/assainissement

Recueil de textes sur lassainissement

l http://www.labeau.ecologie.gouv.fr

Gestion des agrments laboratoires

l http://www.eaudanslaville.fr

Le site Eaudanslaville est un service de lOffice International de lEau daide aux collectivits. Il est destin aux EPCI, aux maires, aux lus locaux et leurs services ainsi quaux entreprises dlgataires. Il propose des rponses pratiques, techniques, juridiques et conomiques des questions lies leau potable, lassainissement collectif et non collectif.

l Etude inter agences N 50

Guide de lautosurveillance des systmes dassainissement

l Etude inter agences N 78

Rseaux dassainissement et stations dpuration : change des donnes de lautosurveillance SANDRE-

Guide ralis par lagence de leau Loire-BretagneService valuation de lassainissement

1Sommaire1.Objectif de lautosurveillance 2

2.Equipements mettre en place 3

2.1.Stations de capacit nominale infrieure 200 EH 3 2.2.Stations de capacit nominale suprieure ou gale 200 EH et infrieure 2 000 EH 3

2.3.Stations de capacit nominale suprieure ou gale 2 000 EH et infrieure 10 000 EH 4

2.4.Stations de capacit nominale suprieure ou gale 10 000 EH et infrieure 50 000 EH 4

2.5.Stations de capacit nominale suprieure ou gale plus de 50 000 EH 4

3.Installation des quipements et ralisation des analyses 5

3.1.Mesure de dbit 53.1.1.Ecoulement en canal ouvert 53.1.2.Ecoulement en conduite ferme 63.1.3.Enregistrement des dbits 6

3.2.Prlvement dchantillon 73.2.1.Point de prlvement 73.2.2.Matriels mis en uvre 73.2.3.Critres de fonctionnement 73.2.4.Frquence Dure des prlvements 83.2.5.Conservation, transfert et stockage des chantillons 8

3.3.Analyses 93.3.1.Paramtres analyser 93.3.2.Frquence danalyses 93.3.3.Normes 103.3.4.Le laboratoire de la station dpuration (cas des analyses ralises sur place) 10

3.3.5.Ralisation des analyses 10

4.Vrification de la conformit initiale du dispositif dautosurveillance ou audit dautosurveillance 11

4.1.Validation de la dbitmtrie 114.1.1.Validation du dispositif de mesure 114.1.2.Mesures de dbit en coulement surface libre 114.1.3.Mesure de dbit en coulement en charge 12

4.2.Validation du dispositif de prlvement 12

5.Vrification annuelle du dispositif dautosurveillance 12

5.1.Contenu de la vrification 13

5.2.Vrification du fonctionnement des dbitmtres 135.2.1. Cas des dbitmtres installs sur des canaux coulement surface libre 135.2.2. Cas des dbitmtres installs sur des conduites en charge 14

5.3.Vrification du fonctionnement des prleveurs 14

5.4.Vrification des analyses (contre analyses) 14

6.Cas particuliers 16

6.1.Les lagunes 166.1.1.Mesure des dbits traits sur les lagunes existantes 166.1.2.Mesure des dbits traits sur les nouvelles lagunes 186.1.3.Qualit des effluents rejets 186.1.4.Ralisation de bilans 18

6.2.Les bassins dorage 18

6.3.Les apports extrieurs 196.3.1.Les stations existantes 196.3.2.Les stations neuves 196.3.3.Concentrations thoriques des apports externes 20

Annexe 1 : Schma dune pige de mesure 21

Annexe 2 : Liste des normes de mesures de dbit 22

2Dfinition de lautosurveillanceLautosurveillance est la surveillance effectue sous la responsabilit du matre dou-vrage du fonctionnement de son systme dassainissement. Cest le moyen dont il dispose pour sassurer de son bon fonctionnement et pour lamliorer si ncessaire.

Lautosurveillance couvre la fois :

lorganisation de lexploitation et de la surveillance du systme dassainissement, travers le manuel dautosurveillance et le scnario dchange au format Sandre,

la tenue dun registre de fonctionnement pour le suivi,

la mise en uvre des moyens de mesure,

la ralisation des mesures et analyses, pour surveiller le fonctionnement du rseau de collecte et de la station dpuration,

linformation et la transmission de donnes aux services de police de leau, de lagence de leau et des partenaires comme le conseil gnral.

Les prescriptions voques ci-dessus sappliquent pour le rseau de collecte ainsi que la station dpuration selon larrt du 22 juin 2007 et son commentaire tech-nique. La transmission rgulire des donnes dautosurveillance est effectue dans la cadre du format informatique relatif aux changes des donnes dautosurveillance des systmes dassainissement du SANDRE (service dadministration nationale des donnes et rfrentiels sur leau)

Lautosurveillance permet galement lEtat franais de satisfaire ses obligations de reporter lUnion europenne la qualit du fonctionnement des systmes das-sainissement conformment aux directives europennes dont il a t signataire, notamment la directive eaux rsiduaires urbaines (DERU).

1 - Objectif de lautosurveillanceLobjectif principal est de mesurer, une frquence dtermine, les charges de polluants reues et rejetes par louvrage, pour en valuer lefficacit.

Lautosurveillance comporte galement le suivi de lensemble des paramtres permettant de justifier de la bonne marche des installations et de leur fiabilit : sous-produits du systme dassainissement (refus de dgrillage, graisses, boues), apports extrieurs, consommation de ractifs, nergie.

La connaissance dune charge polluante, donne de base de lautosurveillance, ncessite : la mesure dun dbit en continu,

la dtermination de la qualit de leffluent, soit partir danalyses effectues sur des prlvements dchantillons reprsentatifs, soit en continu.

La reprsentativit des rsultats dpend fortement dune implantation judicieuse des matriels de mesure en amont et en aval des ouvrages dpuration, y compris les drivations. Il est en particulier obligatoire de mesurer les charges rejetes par le dversoir en tte de station et/ou le by-pass situ sur la station.

3Pour tout ouvrage, les matres douvrage et les matres duvre doivent sassurer, ds la conception, que les dispositions prvues par les constructeurs permettent dassurer correctement lautosurveillance des installations.

La ralisation des mesures met en uvre des techniques varies ncessitant des comptences spcifiques. De plus, lexprience acquise ces dernires annes montre que les rsultats peuvent tre entachs derreurs dues des drives dappareils ou des modes opratoires insuffisamment rigoureux.En consquence, des vrifications rgulires des dispositifs dautosurveillance devront tre mises en place pour sassurer de leur bon fonctionnement.

Les rsultats de ces vrifications sont transmis dans le cadre dun bilan annuel aux services chargs de la police de leau et lagence de leau pour expertise et uti-lisation pour leurs besoins propres (valuation du fonctionnement des ouvrages, dtermination de la conformit des ouvrages...).

La mise en uvre de lautosurveillance comprend aussi le suivi de tous les sous-produits du systme dassainissement (boues, produits de curage) et des apports extrieurs ; les lments permettant de connatre la quantit, la qualit et la destina-tion finale de ces sous-produits doivent tre collects et transmis.

A ce titre, linstallation de dispositifs de mesure des quantits produites (boues par exemple) peut tre justifie dans certains cas.

2 - Equipements mettre en place2.1.Stations de capacit nominale infrieure 200 EH

Elles doivent tre quipes dun dispositif de mesure de dbit lentre (1) (canal pouvant tre quip dun dversoir, compteur de bches) ainsi que dun regard de prlvement en sortie.

2.2.Stations de capacit nominale suprieure ou gale 200 EH et infrieure 2 000 EH

Elles doivent tre munies :

dun canal de mesure de dbit amnag lentre (1) de prfrence ou la sortie,

dun matriel poste fixe permettant la mesure de dbit et possdant un systme dacquisition des donnes pour la totalisation des volumes journaliers (dbitmtre, compteur de bche),

dun regard de prlvement en sortie dans le cas des systmes de traitement par infiltration / percolation,

dun dispositif permettant dvaluer la quantit de boues produites.

Nota :(1) Le point de contrle situ en entre de station ne concerne que les effluents provenant du rseau das-sainissement, lexclusion de tous les retours en tte internes au systme de traitement et des apports extrieurs (matires de vidange, graisses, boues de curage des rseaux)

42.3.Stations de capacit nominale suprieure ou gale 2 000 EH et infrieure 10 000 EHElles doivent tre appareilles :

des points de mesures amnags lentre (1) (2) et la sortie ainsi que sur lesdrivations au milieu naturel (dversoir en tte de station, by-pass interne) et com-portant :

- un dispositif de mesure de dbit,

- un dbitmtre,

- un systme dacquisition des donnes permettant la totalisation des volumes journaliers.

deux prleveurs dchantillons installs poste fixe lun situ lentre (1) (rfrigr), lautre la sortie (rfrigr ou isotherme) dont le rythme de fonction-nement est asservi au dbitmtre install,

un dispositif permettant dvaluer la production de boues de la station,

un dispositif permettant dvaluer les quantits dapports extrieurs (matires de vidange, graisses, curages de rseaux).

2.4.Stations de capacit nominale suprieure ou gale 10 000 EH et infrieure 50 000 EH

Elles doivent tre pourvues :

des points de mesure amnags lentre (1), la sortie et sur les drivations au milieu naturel (dversoir en tte de station, by-pass interne), comportant chaque fois un dispositif de mesure de dbit, un dbitmtre, un prleveur poste fixe (rfrigr et thermostat), un systme dacquisition des donnes dbitmtriques permettant la totalisation des dbits journaliers,

dun dispositif de comptage du volume de chacun des apports polluants externes (matires de vidange, boues de curage de rseau, graisses); la disposition des canalisations de transfert de chacun des apports devra permettre la ralisation dun chantillonnage reprsentatif,

dune mesure de dbit avec chantillonnage asservi sur la filire de traitement des boues (aprs paississeur sil existe).

2.5.Stations de capacit nominale suprieure ou gale plus de 50 000 EH

En plus des prconisations relatives aux stations de capacit comprise entre 10 000 et 50 000 EH, elles doivent disposer :

dun systme de pesage des boues dshydrates produites,

dun systme de mesure de dbit sur tous les circuits internes (recyclage des boues et recirculation de liqueur mixte).

Nota :(1) Le point de contrle situ en entre de station ne concerne que les effluents provenant du rseau dassainissement, lexclusion de tous les retours en tte internes au systme de traite-ment et des apports extrieurs (matires de vidange, graisses, boues de curage des rseaux).

(2) Uniquement pour les nouvelles stations.

53 - Installation des quipements et ralisation des analyses3.1.Mesure de dbit

3.1.1.Ecoulement en canal ouvert

Le principe de mesure repose sur une relation entre le dbit et la cote du plan deau cr en amont des organes de mesures tels que les dversoirs, canaux jaugeurs

Cette relation est tablie partir dune loi hydraulique normalise (exemples : normes Afnor X10-311 pour les dversoirs mince paroi, normes Afnor NF ISO4359 pour les canaux jaugeurs) ou dune courbe dtalonnage hauteur deau-dbit fournie par le constructeur.

Les conditions dapplication de ces lois hydrauliques et courbes dtalonnage rpon-dent des exigences trs prcises, dfinies dans les normes ou par les constructeurs.Il est donc indispensable de tenir compte des dispositions suivantes :

Le canal dapproche

Il permet de tranquilliser lcoulement en amont du dispositif de mesure. Il doit tre rectiligne, de section rectangulaire et constante, la pente du radier doit tre nulle et ses parois lisses.Dans le cas dune approche dans laxe, sans perturbation en amont (coude, chute, rtrcissement, pente importante, siphon), la longueur dun canal dapproche doit tre au moins gale 10 fois la largeur du canal.Dans des configurations plus dfavorables, il peut tre ncessaire daugmenter la longueur de ce canal ou de construire lamont de celui-ci une fosse de dissi-pation dnergie de dimensions adaptes pour permettre une tranquillisation de lcoulement au niveau du point de mesure. Le raccordement de la fosse au canal dapproche seffectuera sans angle vif.

Lorgane de mesure

Pour viter leur dformation durant leur pose ou lors de leur fonctionnement, les canaux destins la mesure de dbits importants (suprieurs 200 m/h) devront faire lobjet dune structure renforce propose par le fournisseur. Lentreprise en charge des travaux devra veiller au strict respect des prescriptions de pose dfinies dans la notice du fournisseur.Il ne pourra tre accept aucune dformation de louvrage dpassant les tolrances fixes par les normes ou les constructeurs.

A laval de lorgane de mesure

Lcoulement ne devra pas tre ralenti pour permettre un dnoiement total de lor-gane de mesure. Dans le cas des canaux jaugeurs, le rapport hauteur deau amont sur hauteur deau aval ne doit pas tre infrieur 1,25.

6 Le dbitmtre

La mesure de dbit consiste en une mesure de niveau ou de pression, traduite en une mesure de hauteur deau au niveau des points de mesure se situant lamont de lorgane de mesure (dversoir, canal jaugeur). Les dbitmtres utiliss compren-nent des capteurs (bulle bulle, pizorsistifs, ultrasons) positionns en amont de lorgane de mesure selon une distance fixe par les normes ou les constructeurs. Le choix du capteur dpendra des conditions de mesures et des caractristiques des eaux rsiduaires (charge des effluents, temprature, prsence de flottants).Les sondes ultrasons devront tre protges des rayons solaires pour empcher les drives dues la temprature.

Afin de permettre le contrle du fonctionnement du dbitmtre, il est ncessaire de mettre en place :

un moyen de contrle de la hauteur deau au niveau du point de mesure, par exemple une chelle gradue prcisment (au centimtre minimum), cale sur le zro de lorgane de mesure, ou dans le cas de canaux profonds une pige

(cf annexe 1),

un systme dindication de la hauteur deau et/ou du dbit mesurs par le dbit-mtre au niveau de lorgane de mesure.

Si le canal de mesure est couvert, il convient de prvoir au niveau du capteur de mesure une trappe daccs facile manuvrer et suffisamment grande pour per-mettre linstallation dun dbitmtre en parallle lors des contrles.

3.1.2.Ecoulement en conduite ferme

Les principaux systmes existants pour mesurer le dbit sont :

les dbitmtres lectromagntiques,

les dbitmtres ultrasons (effet Doppler ou mesure par temps de transit),

les appareils dprimognes : diaphragme, tuyre, tube de Venturi,

les dbitmtres effet Vortex

Lappareil de mesure doit tre install sur un tronon droit de la conduite de faon que les perturbations dcoulement dues la configuration de la conduite ne puis-sent pas provoquer derreur de mesure. Les rgles respecter pour la position de lappareil et la pose dventuels accessoires, tels que les cnes de rduction et stabi-lisateurs dcoulement, sont celles prconises par les normes ou les constructeurs.

Quel que soit le type dappareil utilis, il doit permettre lindication du dbit instan-tan mesur et doit tre quip dun totalisateur.

Dans le cas o le dbitmtre est implant dans un endroit difficilement accessible, la partie lectronique devra tre porte hauteur dhomme.Outre les sorties priphriques utilises, chaque dbitmtre devra tre quip dune sortie impulsionnelle supplmentaire (contact sec sans tension) afin dasservir un prleveur mobile externe.

73.1.3.Enregistrement des dbits

Dans tous les cas, les dispositifs de mesure des dbits devront tre quips dun enregistreur et/ou dun systme dacquisition des donnes avec un totalisateur du dbit journalier.

3.2.Prlvement dchantillon

3.2.1.Point de prlvement

Le point de prlvement sera situ dans un milieu homogne afin dapprhender correctement les matires en suspension et flottantes. Un prlvement dans un coulement laminaire est donc le plus frquemment proscrire et une implantation laval dun organe de mesure de dbit conseiller.

Dans tous les cas, le point de prlvement lentre de la station se situera suffisam-ment en aval du dernier raccordement au rseau et en amont des retours en tte et des injections des apports extrieurs.

3.2.2.Matriels mis en uvre

Linstallation dun bac de prlvement de volume modeste pression atmosph-rique est ncessaire pour un dispositif dautosurveillance sur conduite en charge (aprs un relevage par exemple), celui-ci devant tre aliment en permanence par un piquage correctement implant et dimensionn, situ si possible en amont du dbitmtre.

Les prlvements sont raliss laide des prleveurs automatiques dchantillons, asservis au dbit et sont reprsentatifs de la qualit de leffluent sur une priode de 24 heures.Les prleveurs sont obligatoirement de type rfrigrs et thermostats ( 4C).Cependant pour les stations de moins de 10 000 EH, le prleveur plac en sortie de station pourra tre de type isotherme.Afin de limiter le nombre de manipulation des chantillons, lutilisation dun seul bidon par jour est conseille. Pour des programmes dautosurveillance soutenus (plusieurs fois par semaine), linstallation de prleveurs chantillonneurs multi flacons (4 x 12 litres au minimum) est privilgier. Pour les prleveurs chantillon-neurs installs en extrieur, il est ncessaire de prvoir une enceinte de protection.

3.2.3.Critres de fonctionnement

Les matriels voqus ci-dessus doivent obligatoirement respecter la norme ISO-5667-10, fixant des critres de fonctionnement et notamment : une vitesse daspiration minimale de 0,5 m/s,

un diamtre minimal du tuyau daspiration de 9 mm mais infrieur 15 mm,

un volume unitaire prlev par cycle suprieur 50 ml,

un cart limite de 10 % entre le volume dchantillon prlev et celui devant tre thoriquement obtenu sur 2 heures,

lexistence dun systme de purge pralable du circuit de prlvement avant chaque cycle de prlvement,

la temprature interne de lair dans le prleveur doit tre de 4C +/- 2C (sauf cas isotherme),

8 asservissement du prleveur une mesure en continu du dbit (de prfrence, le prleveur sera pilot par une impulsion dlivre par le dbitmtre ou dfaut en labsence de dbitmtre au temps de fonctionnement des pompes de refoule-ment),

frquence soutenue des cycles de prlvement, au minimum 6 7 en moyenne par heure de rejet effectif soit 150 en moyenne journalire pour un rejet continu.

Il importe de fiabiliser linstallation du prleveur, garantir sa prennit de bon fonc-tionnement, permettre un entretien et une maintenance aise. Ainsi, une des prio-rits est de crer des circuits de prlvement de longueur rduite afin de limiter les dures de cycles de prlvement, les risques de colmatage et dviter les points bas.Lorsque les contraintes dimplantation ne permettent pas de disposer le prleveur chantillonneur proximit du milieu de prlvement, il est ncessaire de crer une boucle primaire de circulation de leffluent prlever sur laquelle est dispos le point de prlvement.Un soin particulier est accord au choix et dimensionnement du dispositif de pom-page assurant la circulation de leffluent. Il est adapt aux caractristiques du rejet (dbit, nature de leffluent).

3.2.4.Frquence Dure des prlvements

Except les cas particuliers, lautosurveillance consiste prlever des chantillons moyens sur 24 heures asservis au dbit.En se rfrant la plus grande frquence de mesure des paramtres, en loccurrence MES et DCO, la frquence des prlvements en fonction de la capacit de traitement de la station est rcapitule dans le tableau suivant.

Tableau : Frquence des prlvements en fonction de la capacit de traitement de la station

Capacitde traitement (kg DBO5/j)

Frquence des prlvements

1/jour 5/semaine 3/semaine 2/semaine 1/semaine 2/mois 1/mois

18 000 x

2 000 et < 18 000 x

6 000 et < 12 000 x

3 000 et < 6 000 x

1 800 et < 3 000 x

300 et < 1 800 x

120 600 x

3.2.5.Conservation, transfert et stockage des chantillons

Lors de la mise en flacon avant laboratoire, il est important que les flacons soient remplis ras bord et bouchs pour viter la prsence dair.Les chantillons doivent tre maintenus en enceinte rfrigre (temprature com-prise entre 0 et 4C) pendant toute la dure du transport jusquau laboratoire, qui doit se faire le plus rapidement possible.Les conditions de conservation et de transport des chantillons doivent permettre de dmarrer les analyses dans un dlai infrieur 24 heures aprs constitution de lchantillon.

93.3.Analyses

Au dbut de chaque anne, la commune doit adresser le programme de mesures au service charg de la police de leau pour acceptation et lagence de leau.Les informations principales recueillir doivent permettre de dterminer la qualit des rejets et les lments essentiels du fonctionnement des stations dpuration.

3.3.1.Paramtres analyser

Les principaux paramtres analyser sont : matires en suspension (MES),

demande chimique en oxygne (DCO),

demande biochimique en oxygne en 5 jours (DBO5),

azote total Kjeldahl : organique et ammoniacal (NTK),

azote ammoniacal (N-NH4),

nitrites : azote nitreux (N-NO2),

nitrates : azote nitrique (N-NO3),

phosphore total (PT).

3.3.2.Frquence danalyses

Les frquences des mesures dpendent de la capacit de la station dpuration. Elles sappliquent lensemble des entres et sorties, y compris les ouvrages de driva-tion. Elles pourront galement tre adaptes en fonction des priodes de lanne, ou lorsque le milieu rcepteur lexige. Les frquences minimales sont rcapitules dans le tableau suivant :

Tableau : Paramtres et frquences minimales des mesures (nombre de jours par an) selon la capacit de traitement de la station dpuration

Cas Paramtres

Capacit de traitement en kg/j de DBO5

> 120 et < 600

600et < 1 800

1 800et < 3 000

3 000et < 6 000

6 000et < 12 000

12 000et < 18 000

18000

Cas gnral

Dbit 365 365 365 365 365 365 365

MES 12 24 52 104 156 260 365

DBO5 12 12 24 52 104 156 365

DCO 12 24 52 104 156 260 365

NTK 4 12 12 24 52 104 208NH4 4 12 12 24 52 104 208

NO2 4 12 12 24 52 104 208

NO3 4 12 12 24 52 104 208

PT 4 12 12 24 52 104 208Boues (*) 4 24 52 104 208 260 365

Zones sensibles leutrophisation (paramtre azote)

NTK 4 12 24 52 104 208 365

NH4 4 12 24 52 104 208 365

NO2 4 12 24 52 104 208 365

NO3 4 12 24 52 104 208 365

Zones sensibles leutrophisation

(paramtre phosphore)PT 4 12 24 52 104 208 365

(*) Quantit de matires sches.Sauf cas particulier, les mesures en entre des diffrentes formes de lazote peuvent tre assimiles la mesure de NTK.

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3.3.3.Normes

Chaque paramtre entrant dans le cadre de lautosurveillance fait lobjet dune norme (AFNOR, EN, ISO) qui doit tre respecte scrupuleusement.

3.3.4.Le laboratoire de la station dpuration (cas des analyses ralises sur place)

Le laboratoire de la station dpuration doit disposer du matriel adquat pour raliser les analyses suivant les normes requises.

3.3.5.Ralisation des analyses

Les analyses effectues par un laboratoire agr par le ministre charg du dvelop-pement durable sont valides de fait.

La liste des laboratoires agrs par le ministre charg du dveloppement durable est consultable ladresse suivante : http://www.labeau.ecologie.gouv.fr/index.php

Lorsque les analyses sont effectues par un laboratoire non agr par le ministre charg du dveloppement durable, un double des chantillons doit tre soumis analyses comparatives. Ces analyses seront confies un laboratoire extrieur agr.

Une attention particulire doit tre porte aux points suivants :

Le dlai de rception des chantillons, en lien avec les conditions et dlais voqus prcdemment (cf 3.2.5 Conservation, transfert et stockage des chantillons).

Les dlais de mise en uvre des analyses doivent respecter ceux imposs par les normes concernant les analyses.

Le dlai de restitution des rsultats doit tre le plus court possible afin dtre infor-m dun dysfonctionnement sans retard. (La mise disposition des rsultats par messagerie lectronique, ds leur validation, peut constituer une rponse cette proccupation).

Pour les matres douvrage quips pour ce type de transmission, les laboratoires agrs par le ministre charg du dveloppement durable peuvent transmettre leurs rsultats selon le format SANDRE.

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4 - Vrification de la conformit initiale du dispositif dautosurveillance ou audit dautosurveillance4.1.Validation de la dbitmtrie

La validation de la dbitmtrie se fait dune part sur la conformit du dispositif de mesure pour chaque point concern et dautre part par le biais de mesures compa-ratives.

4.1.1.Validation du dispositif de mesure

Dans le cas dune mesure de dbit sur canal ouvert, quatre conditions sont juges indispensables pour valider la structure : un canal de mesure en bon tat, correctement pos, plan et horizontal,

aucune fuite ni dbordement possible,

un bon dimensionnement permettant une hauteur deau moyenne suprieure 5 cm,

un bon fonctionnement hydraulique amont et aval.

Si lun de ces critres nest pas respect, le dbit sur le point donn est jug non-conforme, remettant ainsi en cause toute lautosurveillance effectue sur ce point.

4.1.2.Mesures de dbit en coulement surface libre

Organe de mesure

Pour valider lorgane de mesure, il faut vrifier :

ses caractristiques dimensionnelles vis--vis de celles dfinies par le constructeur ou par la norme en vigueur, de son tat dentretien (propret, niveau dengrave-ment du canal dapproche),

le fonctionnement hydraulique en amont de lorgane (tat de tranquillisation) et en aval (tat du dnoiement),

la bonne implantation du capteur de mesure et lexistence dun systme adapt de mesure de la lame deau au niveau du point de mesure : chelle limnimtrique, pige ou autre systme de mesure,

une loi hydraulique utilise pour le capteur (transformation hauteur-dbit) conforme.

12

Mesure de la hauteur deau

Il faudra vrifier de manire instantane, ventuellement pour plusieurs niveaux, la cohrence entre la mesure de la hauteur deau assure par le dbitmtre en place et celle mesure au niveau de limplantation du capteur de mesure.

Relation hauteur-dbit

Il faudra vrifier, ventuellement pour plusieurs niveaux, la valeur de dbit fournie par le dbitmtre pour une hauteur deau par rfrence la loi hydraulique caract-risant lorgane de mesure.

4.1.3.Mesure de dbit en coulement en charge

Linstallation de mesure doit respecter les prescriptions fixes par le fournisseur de lappareil, notamment les distances rectilignes en amont et aval dobstacles (coudes, vannes).

Si les conditions le permettent, il sera procd une mesure de dbit, parallle linstallation en place, par un dispositif tel que dbitmtre effet Doppler, ultra-sons - mesure par temps de transit -, ou tout autre systme adapt. Dans ce cas, une comparaison des volumes mesurs par le dbitmtre en place et celui install, sur une priode minimale de deux heures sera ralise.

4.2.Validation du dispositif de prlvement

La structure de prlvement est valide selon six critres principaux, savoir :

asservissement de lchantillonneur au dbit,

diamtre intrieur du tuyau de prlvement suprieur 9 mm et infrieur 15 mm,

vitesse daspiration suprieure 0,5 m/s,

volume unitaire de prlvement suprieur 50 ml,

nombre de prlvement sur 24 heures suprieurs 6 prlvements par heure de fonctionnement (soit 150 prlvements/j. pour un fonctionnement continu),

pas darrt ou de dbordement avant la fin de la mesure.

5 - Vrification annuelle du dispositif dautosurveillanceDans le cadre de larrt du 22 juin 2007, les matres douvrage sont tenus de proc-der annuellement au contrle du fonctionnement du dispositif dautosurveillance .

Le contrle du dispositif de mesure est ralis, sur la base notamment des normes (cf annexe 2) et de ltude inter-agences N 50 (guide de lautosurveillance des sys-tmes dassainissement).Les rsultats de cette vrification doivent tre transmis annuellement dans le cadre du bilan annuel au service charg de la police de leau et lagence de leau.

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5.1.Contenu de la vrification

Cette vrification concerne les stations dpuration recevant une charge brute de pollution suprieure 120 kg/j de DBO5.

Elle doit permettre au matre douvrage de sassurer du bon fonctionnement de son dispositif dautosurveillance, et au service de police de leau ainsi qu lagence de leau de contrler que :

le dispositif dautosurveillance dans son ensemble, garantit une autosurveillance fiable,

les performances puratoires sont rgulires et conformes aux prescriptions appli-cables.

Nanmoins, limportance et la nature des vrifications de fonctionnement du dis-positif lautosurveillance doivent tenir compte de la taille des ouvrages surveiller.

La vrification annuelle comprend, a minima, le contrle de fiabilit :

de lappareillage mis en place pour les mesures des dbits, et pour le prlvement des chantillons,

des procdures danalyses ralises par lexploitant ou pour le compte du matre douvrage.

5.2.Vrification du fonctionnement des dbitmtres

Cette vrification est effectue par point de mesure.

5.2.1.Cas des dbitmtres installs sur des canaux coulement surface libre

Les critres prendre en compte sont :

la planit et lhorizontalit de lorgane de mesure, y compris le canal dapproche, sont-elles toujours conformes aux prescriptions des normes ou du constructeur ?

le fonctionnement hydraulique en amont et en aval est-il satisfaisant ?

la propret et ltat des organes de mesure y compris le canal dapproche sont-ils satisfaisants ?

la loi hydraulique utilise est-elle cohrente avec les caractristiques de lorgane de mesure ?

la position de la sonde (calage du zro) est-elle correcte ?

lcart entre la courbe thorique et la courbe relle (nombre de points de contrle suprieur ou gal 10), mesur dans la page de fonctionnement la plus utilise par le dbitmtre est-il infrieur ou gal 10 % ?

lcart sur au moins une heure entre le rsultat du volume obtenu hauteur constante par lappareil de contrle et celui du totalisateur est-il infrieur ou gal 5 % ?

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5.2.2.Cas des dbitmtres installs sur des conduites en charge

Les critres minima prendre en compte sont :

si une mesure comparative est possible, lcart sur au moins deux heures entre le rsultat obtenu sur le point de mesure et celui obtenu par lappareil (du matre douvrage ou de lorganisme) ralisant le contrle est-il infrieur ou gal 5 % ?

si une mesure comparative est impossible, mais quun bilan eau (entre-sortie par exemple) peut tre tabli, est-il cohrent ?

dans tous les cas, existe-t-il un contrle priodique (au moins tous les 7 ans) du fonctionnement du dbitmtre par le fournisseur, le constructeur ou lexploitant (talonnage rgulier sur banc) ?

si oui, le rapport dintervention conclut-il un bon fonctionnement et une incer-titude de mesure infrieure ou gale 5 % ?

5.3.Vrification du fonctionnement des prleveurs

Cette vrification est effectue par point de mesure.Le principe de cette vrification est strictement identique celui dcrit prcdem-ment pour les dbitmtres.

La vrification sur le site des critres minima suivants est ncessaire :

volume unitaire prlev

nombre dchantillons unitaires prlevs

le point de prlvement est-il correctement implant (milieu homogne et brass) ?

la propret du tuyau daspiration ainsi que celle de la chambre daspiration est-elle satisfaisante ?

le circuit de prlvement (y compris la boucle primaire) prsente-til un tat de fonctionnement satisfaisant, son diamtre est-il compris entre 9 et 15 mm ?

le volume de prlvement par cycle est-il suprieur ou gal 50 ml ?

ce volume est-il rptable sur plusieurs cycles ?

la vitesse daspiration est-elle suprieure ou gale 0,5 m/s ?

le nombre de prlvements sur 24 heures est-il suprieur 6 prlvements par heure de fonctionnement ?

lcart entre le volume thorique et le volume prlev sur 2 heures est-il infrieur ou gal 10 % ?

la temprature interne de lair dans le prleveur (si celui-ci est rfrigr thermos-tat) est-elle de 4C (plus ou moins 2C) ?

5.4.Vrification des analyses (contre analyses)

La vrification analytique a pour but de sassurer que les analyses dautosurveillance sont reprsentatives de la ralit. Il concerne tous les paramtres pour lesquels une valeur limite de rejet a t fixe (donc y compris le cas chant la bactriologie).

Cette vrification est ralise dans le cas o les analyses sont effectues par un laboratoire non agr. Toutefois, les rgles relatives au partage, la conservation et la transmission des chantillons sont applicables dans tous les cas.

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En ce qui concerne les mesures sur leau pure, on sassurera que la mthode danalyse permet de mesurer les valeurs infrieures aux valeurs-limites fixes notamment lorsque des performances leves sont exiges pour le phosphore ou lazote ammoniacal.

Le contrle analytique doit tre ralis en comparant les rsultats obtenus par deux laboratoires diffrents (un laboratoire de rfrence agr et le laboratoire ra-lisant les analyses dautosurveillance) sur deux chantillons identiques.

En consquence, une attention particulire est apporte au partage de lchantillon, au mode et la dure de transport au laboratoire de lchantillon partag, ainsi quaux conditions de sa conservation avant le dbut de lanalyse.

Le partage de lchantillon doit tre ralis immdiatement aprs le mlange dont la dure doit tre suffisante (suprieure ou gale trois minutes).Le transport de lchantillon au laboratoire est ralis une temprature de 4C (plus ou moins 2C) et dans les 24 heures suivant le partage.

Avant le dbut des analyses, les chantillons sont conservs 4C (plus ou moins 2C) et les analyses doivent commencer le mme jour dans les deux laboratoires. Le dlai entre la fin du prlvement et le dbut des analyses ne devrait pas en prin-cipe excder 24 heures sans conditionnement pralable conforme la norme du paramtre considr, tant rappel quune tolrance sur ce dlai doit souvent tre accepte, ne dpassant en tout tat de cause jamais 48 heures.

Pour une mme station, un mme point, un mme paramtre, une mme date, on dispose de deux oprations de mesure. Un pourcentage dcart est calcul.

La formule de calcul des carts peut tre de deux types :

Formule n1 :(Valeur labo rf valeur labo station) x 100

Valeur labo rf

Formule n2 :[(Valeur labo station [(Valeur labo station + valeur labo rf) x 0,5]] x 100

(Valeur labo station + Valeur labo rf) x 0,5

Compte tenu dune part, des performances actuelles des stations dpuration et dautre part, des limites de quantification de chaque paramtre, il est plus important de juger le contrle sur les eaux en entre station (eaux brutes) que les eaux de sortie (eaux traites).Cest pour cette raison que napparaissent dans le tableau suivant que les carts admissibles sur les eaux dentre.

Lapplication des deux formules prcdentes ne conduisant pas aux mmes valeurs dcart, les carts maxima tolrs seront diffrents selon les formules utilises.

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A condition que le rsultat obtenu soit au-dessus de la limite de quantification et du seuil de comparaison de chaque paramtre, les carts admissibles sur les eaux dentre sont les suivants :

Paramtres

Ecart maximum tolr sur les eaux d'entre de station Limite de

quantification (*)

Seuil de comparaison (**)

Formule n1 (%)

Formule n2 (%)

DBO5 25 20 4 mg/l 15 mg/l

DCO 15 10 30 mg/l 80 mg/l

MES 20 20 5 mg/l 15 mg/l

NTK 10 10 3 mg/l 6 mg/l

N-NH4 10 10 3 mg/l 6 mg/l

N-NO2 - - 0,5 mg/l 1 mg/l

N-NO3 - 20 1 mg/l 5 mg/l

PT 15 20 0,5 mg/l 1 mg/l

* La limite de quantification est la valeur que la mthode danalyse utilise est capable de dnombrer. Cette limite est donc intimement lie la mthode utilise par le laboratoire. Les limites indiques dans le tableau correspondent celles attaches aux mthodes les plus couramment utilises en eaux uses.

** Le seuil de comparaison fixe la valeur partir de laquelle une comparaison peut tre effectue. En dessous de ce seuil, il est estim que la comparaison nest pas pertinente et elle nest donc pas effectue par le systme.

6 - Cas particuliers 6.1.Les lagunes

Du point de vue rglementaire, le lagunage ne fait pas lobjet de dispositions par-ticulires, aussi doit-il tre trait comme nimporte quel dispositif dpuration en ce qui concerne lautosurveillance.Les problmes poss sont :

La non conservation des dbits entre lentre et la sortie,

La faiblesse des dbits mesurs, notamment sur les dispositifs infrieurs 1 000 EH,

Labsence frquente dnergie sur le site.

Comme pour tout ouvrage dpuration, les exploitants des lagunes doivent mettre en place un cahier dexploitation qui doit contenir au minimum les informations concernant les dbits entrant et sortant du systme, les valeurs des tests en sortie et les observations diverses sur le dispositif dassainissement (couleur des bassins, tat des digues, etc.).

6.1.1.Mesure des dbits traits sur les lagunes existantes

Dbit entrant

Lepremierbassinestalimentparpompage

La mesure du dbit entrant peut tre ralise partir dun talonnage

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annuel des pompes de relvement et par relev des compteurs de temps de fonctionnement.

La mesure de dbit peut tre ralise au moyen dun dbitmtre lectro-magntique poste fixe (le tarage des pompes pouvant servir alors de contrle de ce dbitmtre).

Lepremierbassinestalimentgravitairement

La mesure du dbit entrant ne peut tre ralise que par linstallation dun dispositif de mesure de dbit correct (canal venturi) et par la mise en place dun dbitmtre (classique sil y a une source dnergie proxi-mit ou solaire, olien ou autre). Dans la mesure du possible, le disposi-tif de mesure sera installer aprs le dgrillage/dessablage.

Pour les dbits trs faibles, la mesure en canal ouvert classique peut savrer onreuse tout en tant peu prcise. Linstallation dun systme rustique de types augets basculeurs ou chasses peut tre une solution envisageable (ce sont cependant des matriels la plupart du temps fragiles).

Dbit sortant

Lvaluation du dbit sortant peut tre ralise au moyen dun canal jaugeur quip dune rglette de mesure de hauteur deau. Toutes les semaines (lors de la ralisation des tests en sortie), la hauteur deau est releve et transforme en dbit par application dun abaque correspon-dant la courbe hauteur/dbit du seuil. Cette mesure qui reste sujette des imprcisions difficilement estimables a cependant le mrite de rester simple.

Comme pour lentre, lvaluation du dbit de sortie peut tre ralise par la mise en place dun auget basculeur.

Pour les lagunes de petite capacit, il est possible galement de mesurer le dbit par empotage dune capacit jauge.

Autre solution et particulirement pour les lagunes > 1 000 EH : mise en place dun dbitmtre nergie solaire, olienne, ou autre sur un canal ouvert.

Conclusions concernant les mesures de dbits

Dans labsolu et compte tenu de la non conservation des dbits dans ce procd de traitement, il y aurait ncessit davoir deux points de mesure (entre et sortie).

Dans les faits, cela savre difficile mettre en uvre pour dvidentes raisons finan-cires et techniques, sans parler de la perte de rusticit du systme.

Dans ltat actuel, la meilleure solution est sans doute de :

mesurer le dbit dentre correctement (ce qui permet lasservissement dun pr-leveur en cas de bilan et peut conduire une meilleure connaissance du fonction-nement du rseau),

valuer le dbit de sortie (rglette, auget basculeur, empotage), puisquon peut se passer de lasservissement au dbit pour les prlvements (peu de variation compte tenu du temps de sjour dans les bassins).

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6.1.2.Mesure des dbits traits sur les nouvelles lagunes

Ds la construction :

lentre du premier bassin doit tre quipe soit dun canal de mesure, dun seuil et dun dbitmtre muni dun totalisateur, soit dun dbitmtre lectromagntique. Le dbitmtre doit tre muni dune sortie impulsionnelle afin de pouvoir connecter ventuellement un prleveur,

la sortie du dernier bassin doit tre quipe dun canal, dun seuil et dune chelle limnimtrique. Le dispositif doit permettre un contrle du dbit par la mthode de la capacit jauge.

De plus, mme si le procd de traitement par lagunage est rustique, cela ne justifie ni labsence dune alimentation lectrique, ni celle dune alimentation en eau potable, ni la prsence dun abri (problme dhygine et de scurit). En consquence, lavigilance sur lexistence de ces trois points est de rigueur pour tout nouveau dossier.

6.1.3.Qualit des effluents rejets

Le lagunage tant une technique dpuration comme les autres, des tests (NH4, NO3, PO4) devront tre raliss de manire hebdomadaire sur un chantillon ponctuel prlev en sortie.

De plus, un ou deux bilans annuels devront tre raliss selon la frquence impose par la rglementation.

6.1.4.Ralisation de bilans

Les mmes rgles techniques que celles utilises pour les bilans classiques devront tre mises en uvre. Elles devront tre cependant adaptes au contexte particulier des dispositifs sans conservation de dbit.

Entre station :

Les prlvements doivent tre asservis la mesure de dbit dentre. En aucun cas, le prlvement dentre ne sera asservi un dbit de sortie.

Sortie station :

Les prlvements doivent tre soit :- asservis la mesure de dbit en sortie,- asservis au temps,- faits plusieurs fois de manire ponctuelle sur 24 heures.

6.2.Les bassins dorage

Rappels des modalits de lagence de leau

Les bassins dorages doivent comporter les quipements permettant lvaluation du volume reu par le dispositif, du volume stock et envoy pour traitement la station dpuration et du volume dvers au milieu rcepteur .

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Equipements

Dans la majorit des cas, deux points de mesures suffisent : un sur le dversement au milieu et lautre sur le point le plus facile quiper (gnralement sur une cana-lisation de refoulement des effluents).Les dbitmtres installs doivent permettre la totalisation des dbits journaliers et tre quips dune sortie impulsionnelle pour ralisation de campagnes de mesures ventuelles.

Frquence des analyses

Aucune frquence danalyse sur les points de mesure nest demande ni par la rglementation, ni par lagence. Les concentrations des diffrents paramtres de pollution seront dfinies par des campagnes de mesures spcifiques.

6.3.Les apports externes

6.3.1.Les stations existantes

Pour simplifier les problmes dautosurveillance et dexploitation, ces matires sont souvent injectes en amont du point de mesure dentre de la station. Or, en fonc-tion du mode de dpotage (tal ou brutal), cette mthode peut fausser de manire importante la dtermination de la charge dentre (problme de reprsentativit de lchantillonnage).Pour rsoudre ce problme, il est donc ncessaire dinterdire leur dpotage les jours o il y a un bilan de pollution. Les concentrations thoriques de la littrature seront alors appliques au volume annuel dpot pour obtenir les flux polluants apports sur la station (cf. 6.3.3). Pour cela les quantits dpotes doivent tre estimes ou mesures.

6.3.2.Les stations neuves

Les apports externes doivent tre dpots en aval du point de mesure dentre de la station. Les exigences en fonction de la capacit de la station sont rcapitules dans le tableau suivant :

Stations < 2 000 EH Stations comprises entre 2 000 et 10 000 EH Stations 10 000 EH

Aucune exigence Estimation des quantits Quantification des quantits

Temps de fonctionnement des pompes associ au dbit

Comptage des volumes par dbitmtre

(lectromagntique en gnral)Nombre et volume des camions dpots

NB : Un prleveur (gnralement lectrovanne asservie au

dbitmtre install) sur l'injection des matires de vidanges et des

graisses n'est pas obligatoire mais il est cependant conseill dans le cadre d'une bonne exploitation.

Nombre et volume des bennes

Les concentrations thoriques de la littrature sont appliques aux

volumes estims pour obtenir les flux polluants apports sur

la station.

Si les apports extrieurs ne sont pas prlevs et donc pas analyss, les concentrations thoriques de la littrature sont appliques aux volumes mesurs pour obtenir les flux polluants apports sur

la station.

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6.3.3.Concentrations thoriques des apports externes

Apports externes

Concentrations en g/l

DBO5 DCO MES NR P NGL

Matires de vidange 6 15 10 0,70 0,15 0,70

Graisses 50 150 10 0,80 0,10 0,80

Curage de rseau 0 0 400 0 0 0

Refus de tamisage 0 0 200 0 0 0

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Annexe 1

Schma dune pige de mesure

Rglette gradue

Pige

Repre de hauteur

Zone hydraulique du seuil Canal dapproche

Seuil

Hauteur deau lue sur la rglette

Hauteur deau relle transitant par le seuil

Point de blocage

de la pige

}

1 2

1La pige est positionne sur le zro hydraulique du seuil de faon mettre en place la rglette gradue (repre de lecture sur 0).

2La pige est positionne de faon ce que la pointe vienne en contact avec la surface de leau. Le repre de lecture sur la rglette gradue indique la hauteur deau relle transitant par le seuil.

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Annexe 2Liste des normes de mesures de dbit

1 - Mesures de dbit en canal ouvert

2 - Mesures de dbit en conduite ferme

NF X 10 - 311septembre 1983

Mesure du dbit de leau dans les canaux dcouverts au moyen de dversoirs en mince paroi

NF X 10 - 312 ou NF ISO -4360 novembre 1986

Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts au moyen de dversoirs et de canaux jaugeurs (dversoirs profil triangulaire)

NF X 10 - 313 ou NF ISO -4359 novembre 1986

Mesure de dbits des liquides dans les canaux dcouverts : canaux jaugeurs col rectangulaire, col trapzodal et col en U

NF X 10 - 314septembre 1983

Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts au moyen de dversoirs et de canaux jaugeurs. Mthode dvaluation du dbit par dtermination de la profondeur en bout de chenaux rectangulaires dversement dnoy

NF X 10 - 315 ou NF ISO -3846 octobre 1990

Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts au moyen de dversoirs et de canaux jaugeurs. Dversoirs rectangulaires col pais

NF X 10 - 316 ou NF ISO -4377 octobre 1990

Mesure de dbit dans les canaux dcouverts. Dversoirs en V ouverts

NF X 10 - 319 ou NF ISO -4374 dcembre 1991

Mesure de dbit dans les canaux dcouverts. Dversoirs horizontaux seuil pais arrondi

NF X 10 - 334 ou NF ISO -6416 novembre 1986

Mesure de dbit dans les canaux dcouverts. Mesure de dbit laide de mthodes ultrasoniques

NF X 10 - 335 ou NF ISO -6418 novembre 1986

Mesure de dbit dans les canaux dcouverts. Compteurs ultrasoniques de vitesse

NF X 10 - 336 ou NF ISO -9216 novembre 1993

Mesure du dbit total dans les canaux dcouverts. Mthode lectromagntique laide dune bobine induction couvrant toute la largeur du canal

NF X 10 - 102 ou NF ISO -5167 juin 1992

Mesure de dbit des fluides au moyen dappareils dpri-mognes.Partie 1 : diaphragmes, tuyres, venturi insrs dans les conduites en charge de section circulaire

NF X 10 - 105 ou NF ISO / TR 3313dcembre 1992

Mesure de dbit dun coulement pulsatoire de fluide dans une conduite au moyen de diaphragme, tuyre ou venturi

NF X 10 - 113novembre 1982

Dtermination du dbit des fluides dans les conduites fermes de section circulaire : mthode par mesure de la vitesse en un seul point

NF X 10 - 120juillet 1979

Mesure de dbit dun fluide conducteur dans les conduites fermes au moyen de dbitmtres lectromagntiques

NF X 10 - 121 ou NF ISO 9104dcembre 1991

Mthode dvaluation de la performance des dbitmtres lectromagntiques utiliss pour les liquides

NF X 10 - 390 (parties 1 et 2) ou NF ISO / TR 9824(parties 1 et 2) juin 1992

Mesurage de dbit des coulements surface dnoye dans les conduites fermes :1 - Mthodes2 - Matriels

Crdits

Ce guide a t conu et rdig par lagence de leau Loire-Bretagne, service valua-tion de lassainissement.

Lillustration de couverture a t ralise par Forcemotrice.com.

La mise en page et la ralisation de ce document ont t assures par Etienne BOUJU et Christophe BROCHIER, direction de linformation et de la communication de lagence de leau Loire-Bretagne.

Ce document est disponible uniquement en tlchargement sur le sitewww.eau-loire-bretagne.fr

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