ECOTECH - Production durable et technologies de l'environnement

Méthodologie et outils opérationnels de conception et de qualification de sites de mesures en réseau d’assainissement. – MENTOR

Comment réussir l’autosurveillance et le diagnostic permanent d’un système de collecte ?

Le projet MENTOR a pour objectif principal de bâtir une méthodologie de conception et d’audit de sites de mesures des débits et des flux polluants appropriée aux activités sociotechniques relevant de la gestion des eaux urbaines.

Améliorer le fonctionnement des réseaux d’assainissement par une adaptation des matériels et méthodes aux spécificités des sites et des organisations

Dans un pays dont, selon l’INSEE, plus de 70% de la population nationale réside en zone urbaine, l’anthropisation du cycle urbain de l’eau est indéniable. L’objectif de recouvrement du bon état écologique des milieux aquatiques et du maintien du cadre de vie ne pourra être atteint sans un bon fonctionnement du système de dépollution dont font partie les réseaux de collecte. Il est nécessaire de mieux connaître le fonctionnement de ces systèmes pour mieux les gérer et, à terme, minimiser les rejets non traités. Cette connaissance passe par la mise en place de systèmes de mesures permanents et par l’intégration de ces systèmes techniques dans les organisations humaines impliquées dans la gestion de l’assainissement <br /> <br />Le projet MENTOR a pour objectif de bâtir une méthodologie de conception de sites de mesures des débits et des flux polluants en réseaux d’assainissement urbain. Il vise à étendre le domaine d’application de mesures sans contact (niveau d’eau) pour évaluer des débits, à améliorer la représentativité spatiale et temporelle de mesures avec contact (vitesses, qualité des eaux). De plus il ambitionne d’analyser les conditions de mise en place de ces systèmes et leurs modalités d’intégration dans les activités des différents acteurs. <br />

Outre les taches générales de coordination et de valorisation, le projet est structuré en six tâches définies par leurs objectifs et les moyens mis en œuvre :
• La tâche 2 s’est appuyée sur des enquêtes auprès de services d’assainissement partenaires du projet pour analyser leurs modalités d’intégration des systèmes de mesure dans les activités des différents acteurs.
• La tâche 3 utilise des modèles numériques 1D et 3D pour étalonner des relations hauteur-débit
• La tâche 4 et une partie de la tâche 6 exploitent respectivement un modèle physique et des modèles numériques pour caractériser la représentativité spatiale de mesures de vitesse par divers types de capteurs et son impact sur les erreurs de mesure
• Les tâches 5 et l’autre partie de la tâche 6 exploitent respectivement des mesures in situ et des modèles numériques pour caractériser la fiabilité et la représentativité spatiale de mesures locales de concentration particulaire et son impact sur les erreurs de mesure
• La tâche 7 explore les potentialités de simulations de Monte Carlo appliquée à des chroniques de référence pour préciser la notion de représentativité temporelle de diverses stratégies de suivi des concentrations et la traduire en termes d’incertitudes.

1. Importance des interactions entre capteurs et sites de mesure et nécessité d’une analyse hydraulique dans les projets d’instrumentation,
2. Concept d’étalonnage numérique de relations hauteur-débit et application à différents contextes,
3. Création de l’entreprise 3D EAU pour mettre en œuvre ces savoir-faire dans le domaine de l’ingénierie,
4. Nécessité de compléter les résultats des mesures en continu par des campagnes ponctuelles de vérification de leur représentativité spatiale, le cas échéant extrapolées par modélisation,
5. Méthode d’évaluation des incertitudes de représentativité temporelle par simulation de Monte Carlo sur des chroniques de référence

1. Diffuser le concept d’étalonnage numérique de relations hauteur-débits et étudier ses conditions d’extension aux mesures de vitesse,
2. Poursuivre les travaux sur l’hétérogénéité spatiale des concentrations en l’étendant aux polluants dissous et aux longueurs de mélange à l’aval d'une confluence,
3. Diffuser la notion d’incertitude dans la culture des différents acteurs et proposer des formations, notamment sur les méthodes adaptées aux mesures en continu,
4. Chercher les voies d’une meilleure appropriation des systèmes de surveillance pour en faire un véritable outil d’amélioration des systèmes de collecte.

Les données acquises ont été proposées à l’ensemble des partenaires du projet et ont fait l’objet de publications académiques (voir section E.1). Les principales avancées ont donné lieu à deux journées techniques et à six guides techniques librement téléc

L’amélioration et le maintien du bon état écologique des milieux récepteurs est un enjeu environnemental majeur car dans notre pays, dont plus de 70% de la population réside en zone urbaine, l’anthropisation du cycle urbain de l’eau est indéniable. Malheureusement, les dysfonctionnements des déversoirs d’orage peuvent être beaucoup plus fréquents que prévus alors que les charges polluantes transférées en milieu urbain par temps de pluie contribuent à la dégradation de la qualité des milieux aquatiques. Les données de l’Institut Français de l’Environnement indiquent que, en 2004, le linéaire total des réseaux de collecte des eaux usées dépassait les 280.000 km pour 24,8 millions de logements raccordés. Ces chiffres donnent une idée des enjeux économiques que représente la gestion des réseaux d'assainissement. Il est donc urgent de mieux connaître les charges polluantes déversées aux échelles événementielle et annuelle, d’améliorer le fonctionnement et la gestion des réseaux pour, à terme, minimiser les rejets non traités. Cette connaissance passe par la mise en place de systèmes d’instrumentation pour appréhender, puis améliorer le fonctionnement effectif des réseaux. Les dispositifs de mesure constituent un outil majeur de surveillance et de gestion, qui prend tout son intérêt dans le cas d’un système de suivi en continu, ainsi que l’impose la réglementation.

Le projet MENTOR a pour objectif de proposer une méthodologie permettant d’analyser et de qualifier des points de mesures pertinents pour une gestion efficace des eaux urbaines, de mettre en place une instrumentation intégrée au droit et au voisinage des déversoirs d’orage dans le but de mieux quantifier et mieux qualifier les rejets aux milieux aquatiques récepteurs. Ce projet permettra la mise au point d’outils opérationnels destinés aux gestionnaires et aux responsables de métrologie des réseaux d’assainissement urbains. Il fournira également des recommandations au niveau organisationnel qui aideront à l’acquisition de « bonnes pratiques métrologiques ».

Coordinateur du projet

Madame Frédérique LARRARTE (INSTITUT Français DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES DES TRANSPORTS, DE L AMENAGEMENT ET DES RESEAUX ( IFSTTAR)) – frederique.larrarte@ifsttar.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

GEMCEA GROUPEMENT POUR L' EVALUATION DES MESURES EN CONTINU DANS LES EAUX ET EN ASSAINISSEMENT - GEMCEA
INSA - ITUS - EVS INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON - INSA
LEESU ECOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSEES (ENPC)
Nantes Métropole - Direction de l'Assain LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSÉES
Grand Lyon - Direction de l'eau LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSÉES
Lyonnaise des eaux - secteur Est Lyonnaise des eaux - secteur est
IFSTTAR - GER/HA INSTITUT Français DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES DES TRANSPORTS, DE L AMENAGEMENT ET DES RESEAUX ( IFSTTAR)
INSA - LGCIE INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON - INSA
IMFS - HU UNIVERSITE DE STRASBOURG
INSA - LMFA INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE LYON - INSA

Aide de l'ANR 837 982 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2012 - 42 Mois

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