HYDRAULIQUE HYDRAULIQUE URBAINEURBAINE

GénéralitésGénéralités

Consommation d ’eau Consommation d ’eau domestiquedomestique

Boisson 1%Nourriture 6%Vaisselle, linge 22%Sanitaires 20%Bains, douches 39%Lavage voiture, jardin 6%Divers domestiques 6%

Consommation d ’eau Consommation d ’eau moyenne par usagemoyenne par usage

Cuisson, boisson 5/10 l

Douche 40/80 l

Bain 150/200 l

Chasse d’eau 6/12 l

Lave - linge 100/120 l

Lave-vaisselle 25/40 l

Arrosage pelouse et fleurs 15/20 l par m²

Lavage voiture 200 l

Consommation d ’eauConsommation d ’eau l/jour/personne(World ressource 1990-91)l/jour/personne(World ressource 1990-91)

Grande Bretagne 135 lAllemagne 146 lFrance 147 lEspagne 158 lSuède 199 lItalie 220 lSuisse 264 l

Utilisation annuelle en Utilisation annuelle en FranceFrance

Centrales électriques 25 milliards de Centrales électriques 25 milliards de mm33

Autres industries 4 milliards de mAutres industries 4 milliards de m33

Agriculture 5 milliards de mAgriculture 5 milliards de m33

Particuliers (habitations individuelles Particuliers (habitations individuelles et lieux publics) 6 milliards de met lieux publics) 6 milliards de m33

Eau Potable - ressources Eau Potable - ressources

Eaux souterraines, Eaux souterraines, 60 % des captages. 60 % des captages. Nappes libres sur Nappes libres sur

couche couche imperméableimperméable

Nappes captives Nappes captives entre deux couches entre deux couches imperméablesimperméables

Eaux de surfaceEaux de surface 40 % des captages40 % des captages Rivières, lacs, Rivières, lacs,

fleuvesfleuves

Cycle technique de l’eauCycle technique de l’eau

CaptageCaptage

Périmètres de protection Périmètres de protection (loi sur l ’eau (loi sur l ’eau 3/1/92)3/1/92) immédiate immédiate (service des eaux en pleine propriété)(service des eaux en pleine propriété) rapprochéerapprochée (activités interdites) (activités interdites) éloignéeéloignée (activités réglementées) (activités réglementées)

Pompage de l ’eau dans le milieu naturelPompage de l ’eau dans le milieu naturel Alimentation de l ’usine de traitementAlimentation de l ’usine de traitement

TraitementTraitement Dégrillage Dégrillage élimination des corps flottantsélimination des corps flottants

Tamisage Tamisage élimination de plus petits déchetsélimination de plus petits déchets

Tour d ’eau brute Tour d ’eau brute floculant, pH, désinfectionfloculant, pH, désinfection

Décantation, floculation Décantation, floculation élimination du flocélimination du floc

Filtration sur sable Filtration sur sable rétention des plus petites rétention des plus petites particules, élimination bactérienne de particules, élimination bactérienne de l ’ammoniaquel ’ammoniaque

Ozonation Ozonation action bactéricide et antiviraleaction bactéricide et antivirale

Chloration Chloration idem, tout au long du parcours en idem, tout au long du parcours en canalisationscanalisations

PompagePompage

L'eau est L'eau est pompée dans le pompée dans le fleuve ou dans la fleuve ou dans la nappe nappe souterraine.souterraine.

DégrillageDégrillage

Le filtrage de Le filtrage de l'eau à travers l'eau à travers des grilles arrête des grilles arrête les corps les corps flottants et les flottants et les gros déchets.gros déchets.

TamisageTamisage

L'eau traverse L'eau traverse des tamis fins des tamis fins qui retiennent qui retiennent les déchets les les déchets les plus petits.plus petits.

Tour d'eau bruteTour d'eau brute

L'eau arrive dans des L'eau arrive dans des bassinsbassins où un ou plusieurs où un ou plusieurs réactifs sont injectés : réactifs sont injectés : - un floculant qui permet - un floculant qui permet aux particules de aux particules de s'agglomérer en floc,s'agglomérer en floc,- des réactifs sont ajoutés - des réactifs sont ajoutés si nécessaire pour ajuster si nécessaire pour ajuster le pH,le pH,- la désinfection est - la désinfection est assurée par du bioxyde de assurée par du bioxyde de chlore.chlore.

Décantation-FloculationDécantation-Floculation

Les particules Les particules agglomérées (floc) agglomérées (floc) sont entraînées sont entraînées par leur poids au par leur poids au fond des bassins fond des bassins appelés appelés décanteurs.décanteurs.

Filtration sur sableFiltration sur sable

L'eau traverse un lit L'eau traverse un lit de sable qui retient de sable qui retient les dernières les dernières particules en particules en suspension et élimine suspension et élimine l'ammoniaque grâce l'ammoniaque grâce aux bactéries aux bactéries nitrifiantes dans le nitrifiantes dans le sable.sable.

OzonationOzonation

L'ozone à forte L'ozone à forte dose a une dose a une action action bactéricide et bactéricide et antivirus. Elle antivirus. Elle rend une partie rend une partie de la matière de la matière organique organique biodégradable.biodégradable.

ChlorationChloration

L'ajout de chlore L'ajout de chlore détruit les dernières détruit les dernières bactéries et bactéries et maintient une maintient une bonne qualité de bonne qualité de l'eau tout au long l'eau tout au long de son parcours de son parcours dans les dans les canalisations.canalisations.

StockageStockage

L'eau rendue L'eau rendue potable est potable est stockée dans stockée dans des réservoirs des réservoirs avant d'être avant d'être distribuée.distribuée.

StockageStockage

Réservoirs en général gravitaires Réservoirs en général gravitaires (châteaux d ’eau)(châteaux d ’eau)

Volume nécessaire pourVolume nécessaire pour alimenter le secteur entre deux périodes alimenter le secteur entre deux périodes

de pompagede pompage assurer la sécurité incendieassurer la sécurité incendie

DistributionDistribution Conduites en chargeConduites en charge

Canalisations principales en béton Canalisations principales en béton armé ou en fonte armé ou en fonte

Petits diamètres Petits diamètres (80 - 125 mm)(80 - 125 mm) en PVC en PVC Réseaux principaux maillésRéseaux principaux maillés Réseaux de desserte ramifiésRéseaux de desserte ramifiés accessoires de fontainerie accessoires de fontainerie (vannes, (vannes,

clapets, ventouses, bornes à incendie…)clapets, ventouses, bornes à incendie…)

Service de l ’eau potableService de l ’eau potable

Responsabilité de la commune Responsabilité de la commune propriétaire des installations de production et de propriétaire des installations de production et de

distributiondistribution GestionGestion

en régie en régie 25% de la population25% de la population en délégation à une société spécialisée en délégation à une société spécialisée

75 % de la population75 % de la population • 3 grands groupes Compagnie Générale des Eaux (Vivendi), 3 grands groupes Compagnie Générale des Eaux (Vivendi),

Lyonnaise des Eaux (Suez), SAUR & CISE (Bouygues)Lyonnaise des Eaux (Suez), SAUR & CISE (Bouygues)

Réseau d ’assainissementRéseau d ’assainissement

Après utilisation les eaux sont collectées Après utilisation les eaux sont collectées dans le réseau d ’assainissementdans le réseau d ’assainissement

Eaux usées Eaux usées provenant des installations domestiques provenant des installations domestiques et industrielles doivent être épuréeset industrielles doivent être épurées

Eaux pluvialesEaux pluviales provenant du ruissellement provenant du ruissellement sur les zones imperméabilisées des villes (zones bétonnées, sur les zones imperméabilisées des villes (zones bétonnées,

goudronnées, toitures…) goudronnées, toitures…) sur les zones de culturesur les zones de culture

Pollution par papiers, engrais, déjections, Pollution par papiers, engrais, déjections, hydrocarbures...hydrocarbures...

Collecte des eaux uséesCollecte des eaux usées

Le réseau Le réseau d'assainissement des d'assainissement des eaux usées d'une eaux usées d'une agglomération a pour agglomération a pour fonction de collecter fonction de collecter ces eaux pour les ces eaux pour les conduire à une conduire à une station d'épuration.station d'épuration.

RéseauxRéseaux

En général écoulement à surface En général écoulement à surface librelibre

Conduites en ciment, béton, grès ou Conduites en ciment, béton, grès ou PVCPVC

Importance de la pente de poseImportance de la pente de pose Accessoires : Accessoires : branchements particuliers, branchements particuliers,

regards de visite, séparateurs d ’huiles, siphons regards de visite, séparateurs d ’huiles, siphons disconnec-teurs, avaloirs, déversoirs d ’orage...disconnec-teurs, avaloirs, déversoirs d ’orage...

Station de relèvementStation de relèvement

Il est parfois Il est parfois nécessaire de nécessaire de relever les eaux relever les eaux usées ou de pluie usées ou de pluie avant leur arrivée à avant leur arrivée à la station de la station de traitement ou au traitement ou au milieu naturelmilieu naturel

RelèvementRelèvement

Une station de Une station de relèvement permet relèvement permet d'acheminer les eaux d'acheminer les eaux usées dans la station usées dans la station d'épuration lorsque ces d'épuration lorsque ces dernières arrivent à un dernières arrivent à un niveau plus bas que les niveau plus bas que les installations de installations de dépollution. dépollution.

Vis d’ArchimèdeVis d’Archimède

Cette opération de Cette opération de relèvement des relèvement des eaux s'effectue eaux s'effectue grâce à des grâce à des pompes ou à des pompes ou à des vis d'Archimède.vis d'Archimède.

ÉpurationÉpuration

Relèvement Relèvement vis d ’Archimède, station de refoulementvis d ’Archimède, station de refoulement

DégrillageDégrillage Dessablage Dessablage en fonden fond, déshuilage , déshuilage en surfaceen surface

Décantation primaire Décantation primaire boues primaires boues primaires vers vers épaissiseursépaissiseurs

Bassin d’aération Bassin d’aération à boues activées contenant des à boues activées contenant des bactéries aérobies consommant la pollution, insufflation bactéries aérobies consommant la pollution, insufflation d ’aird ’air

Clarification Clarification décantation des boues et décantation des boues et éventuellementéventuellement filtration sur sablefiltration sur sable

Les prétraitementsLes prétraitements

Les prétraitements ont Les prétraitements ont pour objectif d'éliminer les pour objectif d'éliminer les éléments les plus éléments les plus grossiers, qui sont grossiers, qui sont susceptibles de gêner les susceptibles de gêner les traitements ultérieurs et traitements ultérieurs et d'endommager les d'endommager les équipements. Il s'agit des équipements. Il s'agit des déchets volumineux déchets volumineux (dégrillage), des sables et (dégrillage), des sables et graviers (dessablage) et graviers (dessablage) et des graisses (dégraissage-des graisses (dégraissage-déshuilage).déshuilage).

Traitement primaireTraitement primaire

Le traitement "primaire" Le traitement "primaire" fait appel à des fait appel à des procédés physiques, procédés physiques, avec décantation plus avec décantation plus ou moins aboutie, ou moins aboutie, éventuellement assortie éventuellement assortie de procédés physico-de procédés physico-chimiques, tels que la chimiques, tels que la coagulation- floculation. coagulation- floculation.

Traitements secondairesTraitements secondaires

L ’élimination L ’élimination biochimique des biochimique des polluants polluants s ’effectue, en s ’effectue, en bassin aéré grâce bassin aéré grâce aux bactéries aux bactéries aérobie présentes aérobie présentes dans les boues dans les boues activéesactivées

ClarificationClarification

À l'issue des traitements, À l'issue des traitements, une ultime décantation une ultime décantation permet de séparer l'eau permet de séparer l'eau épurée et les boues ou épurée et les boues ou résidus secondaires issus résidus secondaires issus de la dégradation des de la dégradation des matières organiques. matières organiques. Cette décantation est Cette décantation est opérée dans des bassins opérée dans des bassins spéciaux, les spéciaux, les clarificateursclarificateurs. .

Rejet dans le milieu naturelRejet dans le milieu naturel

L'eau épurée peut alors être L'eau épurée peut alors être rejetée dans le milieu naturel.rejetée dans le milieu naturel.Les boues récupérées en fond Les boues récupérées en fond d'ouvrage sont pour partie d'ouvrage sont pour partie renvoyées vers le bassin renvoyées vers le bassin d'aération pour y maintenir la d'aération pour y maintenir la concentration voulue en concentration voulue en micro-organismes épuratoires micro-organismes épuratoires et, pour partie, extraites et et, pour partie, extraites et envoyées sur la ligne de envoyées sur la ligne de traitement des boues.traitement des boues.

Boues résiduellesBoues résiduelles

Déshydratation Déshydratation sur filtres à bandessur filtres à bandes

Stockage, transportStockage, transport Décharge, incinération ou Décharge, incinération ou

valorisation en agriculturevalorisation en agriculture

Station d ’épuration de Station d ’épuration de BeauradeBeaurade

Autres procédésAutres procédés

Lagunage Lagunage pour petits ensemblespour petits ensembles

Assainissement individuel Assainissement individuel fosse septique fosse septique puis épandagepuis épandage

Eaux pluvialesEaux pluviales

Évacuation comme pour les eaux Évacuation comme pour les eaux uséesusées

Les conduites peuvent être en Les conduites peuvent être en charge à condition de ne pas charge à condition de ne pas provoquer de débordementsprovoquer de débordements

Rejet direct dans le milieu naturelRejet direct dans le milieu naturel Stockage en bassins de retenue ou Stockage en bassins de retenue ou

dispositifs alternatifsdispositifs alternatifs

Liens avec d ’autres sitesLiens avec d ’autres sites

Centre d ’information sur l ’eauCentre d ’information sur l ’eau Ministère de l’aménagement Ministère de l’aménagement

du territoire et de du territoire et de l’environnement :l’environnement : www.environnement.gouv.fr www.environnement.gouv.fr

Générale des eauxGénérale des eaux Lyonnaise des eauxLyonnaise des eaux SaurSaur

Traitement primaireTraitement primaire

Le traitement "primaire" fait appel à des procédés physiques, avec décantation plus ou moinsaboutie, éventuellement assortie de procédés physico-chimiques, tels que la coagulation- floculation.Ces traitements éliminent 50 à 60% des matières en suspension, mais ne suffi sent généralement pluspour satisfaire les exigences épuratoires de la réglementation actuelle. Avec coagulation etfloculation dans des décanteurs lamellaires, on peut éliminer jusqu'à 90% des MES.- La décantation primaire classique consiste en une séparation des éléments liquides et des élémentssolides sous l'eff et de la pesanteur. Les matières solides se déposent au fond d'un ouvrage appelé"décanteur" pour former les "boues primaires". Ces dernières sont récupérées au moyen d'unsystème de raclage. Ce traitement élimine 50 à 55 % des matières en suspension et réduit d'environ30 % la DBO et la DCO.- L'utilisation d'un décanteur lamellaire permet d'accroître le rendement de la décantation. Ce typed'ouvrage comporte des lamelles parallèles inclinées, ce qui multiplie la surface de décantation etaccélère donc le processus de dépôt des particules. Une décantation lamellaire permet d'éliminerplus de 70 % des matières en suspension et diminue de plus de 40 % la DCO et la DBO.- La décantation est encore plus performante lorsqu'elle s'accompagne d'une floculation préalable.La coagulation-floculation permet d'éliminer jusqu'à 90 % des matières en suspension et 75 % de laDBO. Cette technique comporte une première phase d'adjonction d'un réactif , qui provoquel'agglomération des particules en suspension, puis une accélération de leur chute au fond del'ouvrage. Les amas de solides ainsi obtenus sont appelés "flocs".

Les prétraitementsLes prétraitementsLes prétraitements ont pour objectif d'éliminer les éléments les plus grossiers, qui sont susceptiblesde gêner les traitements ultérieurs et d'endommager les équipements. I l s'agit des déchetsvolumineux (dégrillage), des sables et graviers (dessablage) et des graisses (dégraissage-déshuilage).Au cours du dégrillage, les eaux usées passent au travers d'une grille dont les barreaux, plus oumoins espacés, retiennent les matières les plus volumineuses. Ces éléments sont ensuite éliminésavec les ordures ménagères. Le tamisage, qui utilise des grilles dont l'espacement est plus réduit,peut compléter cette phase de prétraitement. Cependant, il génère beaucoup plus de déchets.Le dessablage débarrasse les eaux usées des sables et des graviers par sédimentation. L'écoulementde l'eau à une vitesse réduite dans un bassin appelé "déssableur" entraîne leur dépôt au fond del'ouvrage. Ces particules sont ensuite aspirées par une pompe. Les sables récupérés sont essorés,puis lavés avant d'être soit envoyés en décharge, soit réutilisés, selon la qualité du lavage.Le dégraissage vise à éliminer la présence de graisses dans les eaux usées, graisses qui peuventgêner l'effi cacité des traitements biologiques qui interviennent ensuite. Le dégraissage s'eff ectuepar flottation. L' injection d'air au fond de l'ouvrage permet la remontée en surface des corps gras.Les graisses sont raclées à la surface, puis stockées avant d'être éliminées (mise en décharge ouincinération). Elles peuvent aussi faire l'objet d'un traitement biologique spécifique au sein de lastation d'épuration.De nombreuses stations utilisent des dessableurs- dégraisseurs combinés.

Collecte des eaux uséesCollecte des eaux usées

La collecte s'eff ectue par l'évacuation des eaux usées domestiques, (et éventuellement

industrielles ou pluviales) dans les canalisations d'un réseau d'assainissement appelés aussicollecteurs. Le transport des eaux usées dans les collecteurs se fait en général par gravité, c'est-à-dire sous l'eff et de leur poids. I l peut parfois s'eff ectuer par refoulement, sous pression ou sousdépression. Les canalisations sont en ciment, parfois en fonte ou en PVC, plus rarement en grès ou enacier. Lorsque la configuration du terrain ne permet pas un écoulement satisfaisant des eauxcollectées, on a recours à diff érents procédés (pompage et stations de relèvement) pour faciliterleur acheminement. La protection du réseau contre l'encrassement et la corrosion est assurée enpremier lieu par le prétraitement de certaines eaux industrielles avant leur rejet dans le réseau.Divers ouvrages, en amont, le protègent contre l'intrusion de matières indésirables : citons les"boîtes à graisse" sur les branchements des restaurants ou les séparateurs à hydrocarbures dans lesstations-service ou dans les aéroports. La régulation du flux, lorsque les eaux usées et les eauxpluviales sont mélangées, est assurée par des équipements destinés à retenir temporairement desarrivées d'eau importantes et soudaines. Elle permet de ne pas perturber le bon fonctionnement desstations d'épuration et de limiter les risques d' inondation.

Eaux pluvialesEaux pluviales

Les techniques de traitement

La conception des équipements peut intégrer de diff érentes manières le traitement des eaux

pluviales :- soit elles sont traitées dans une usine. Cela implique la mise en œuvre d'équipements permettant defaire face aux augmentations soudaines de débit provoquées par les orages, et des traitementsadaptés à la composition particulière des eaux de pluie ;- soit elles sont stockées dans des bassins de retenue ou d'infi ltration, de façon à pouvoir étaler letraitement dans le temps.- soit elles font l'objet d'un traitement ou d'un prétraitement local dans des bassins de décantation,ce qui suppose un entretien permanent, afin d'éviter le développement de bactéries dans les bouesdécantées et les mauvaises odeurs. Mises à part ces techniques, il demeure qu'un des moyens les pluseffi caces pour gérer la pollution pluviale est la mise en œuvre de solutions alternatives (chausséesdrainantes, f ossés d' infi ltration...). Ces solutions reposent sur l'emploi de techniques préventives quivisent à limiter l' imperméabilisation des sols et le ruissellement des eaux afin de réduire l'apportdes eaux de pluie dans les réseaux qui les collectent.

Eaux pluvialesEaux pluviales

En réseau séparatif

Les matières véhiculées dans les eaux par temps de pluie se déposentfacilement. De ce f ait, il est intéressant de les traiter par décantation avant deles rejeter. Ces traitements, qui interviennent à la sortie des principauxcollecteurs d'eaux pluviales, peuvent voir leur effi cacité améliorée par l'ajoutde réactif s chimiques.

En réseau unitaire

Eaux pluviales et eaux usées étant ici regroupées, le principal problème se poselors de f ortes chutes de pluie : éviter que ce mélange, très nocif , ne se répandedans le milieu naturel, du f ait de la "saturation" du système d'assainissement.Pour limiter ces phénomènes de déversement dans le milieu naturel, des "bassinsd'orage" sont aménagés pour stocker une partie des eaux durant lesprécipitations. On peut ensuite, par temps sec, progressivement déstocker ceseaux et les acheminer vers la station d'épuration pour les traiter .