Binôme 2 : Modélisation du réseau des eaux usées

Modélisation du réseau des eaux usées

 

Contexte de l'étude :

   Les eaux usées des communes de Saillagouse, Llo et Err et Estavar sont actuellement traitées par la station d'épuration espagnole située dans l'enclave de Puigcerdà. Cependant, suite à la forte augmentation de population, le gouvernement de Madrid ne souhaite plus traiter les eaux usées des communes ftançaises. Une nouvelle station d'épuration va donc être construite sur la commune d'Estavar d'ici 2015. Notre binôme s'attachera donc à dessiner le réseau d'eaux usées depuis les habitations jusqu'à la nouvelle station.

Emplacement des communes de Err, Llo, Estavar et Saillagouse

 

   Le réseau d'eaux usées est séparatif. Cela signifie que les eaux de pluie sont traitées indépendamment des eaux rejetées par les communes. Cependant, de nombreuses eaux parasites viennent affectées le réseau. Elles sont dûes aux particuliers branchés illégalement sur le réseau des eaux usées (gouttières ...). Ces eaux parasites modifient les volumes à prendre en charge et donc la gestion des canalisations. Malgré le travail de la régie visant à diminuer les branchements illégaux, le réseau est toujours affecté par les eaux parasites. Nous devons donc les prendre en compte lors du dimensionnement des canaux.

   Notre travail consistera tout d'abord à récolter les données des volumes d'eaux rejetés par les communes de Estavar, Err, Llo et Saillagouse ainsi que les volumes dûs aux eaux parasites. Nous devrons ensuite estimer la hausse de la population d'ici 2030 et donc les volumes d'eaux associés. Ensuite, nous dessinerons le réseau entre les communes et la nouvelle station d'épuration. Nous utiliserons pour cela les logiciels Autocad et Canoe. Enfin nous modéliserons l'écoulement des eaux usées dans les canalisations.

 

Méthodologie

 

Collecte des données

   Notre première étape est de collecter les données sur les volumes d'eaux rejetées par les communes de Err, Llo, Saillagouse et Estavar. Pour cela, il suffit de prendre la quantité d'eau passée au compteur d'eau potable des habitations. En effet, environ 99.9% de l'eau potable repart dans le réseau d'eaux usées.  Ci-dessous les volumes d'eau distribués dans les communes concernées de 2007 à 2011 exprimés en m^3.

Volumes distribués
Années Err Estavar Llo Saillagouse Total
2011 198 304 103 933 27 796 260 421 590 454
2010 186 679 129 089 37 145 222 742 575 655
2009 211 022 133 842 31 441 279 998 656 303
2008 203 930 121 707 41 434 246 710 613 781
2007 202 039 141 376 39 890 198 386 581 691

   Il est important de noter que les volumes d'eaux traversant les communes sont dépendent de la population et donc des saisons. En effet, en été, la population peut être multipliée par quatre. Ci-dessous, un graphique montre l'évolution de la consommation en eaux de la commune de Err au cours des mois pour les années 2007 à 2011. Nous remarquons la hausse en été. Des évolutions similaires sont constatées sur les communes de Llo, Saillagouse et Estavar.

Notre travail consiste maintenant à estimer la hausse de population d'ici 2030 afin que les canalisations soient adaptées à la hausse de volumes d'eau à traiter.

Estimation de la population et des volumes d'eau en 2030
Communes Population sédentarisée en 2008 Volumes d'eau Population sédentarisée en 2030 Volumes d'eau Pic de population estival en 2030 Volumes d'eau
Err 652 203 930 875 273 679 2929 821 037
Estavar 463 121 707 476 125 124 3028 750 744
Llo 158 41 434 211 55 333 424 110 666
Saillagouse 1035 246 710 1654 394 259 5211 1 182 777
Total 2308 613 781 3 216 848 395 11 592 2 865 224

La technique utilisée pour estimer la hausse de population est détaillée dans la partie du Binôme 3 : http://hmf.enseeiht.fr/travaux/bei/beiere/content/estimation-de-la-population-lhorizon-2030

Les canalisations doivent donc être dimensionner afin de pouvoir faire transiter les volumes d'eaux ci-dessus ainsi que les eaux issues des branchements parasites. Lors d'une visite du site, nous réaliserons des tests fumés afin de repérer les branchements illégaux et d'entamer une campagne de sensibilisation des abonnés. Ces tests consistent à détecter les branchements d'eau pluviale des particuliers sur le réseau d'eau usée. De la fumée est injectée dans le réseau d'eau usée et si les gouttières des riverains y sont raccordées, de la fumée s'en échappe. Ces eaux parasites provoquent des débordements des collecteurs de transit et perturbent le fonctionnement de la station d'épuration.

   Nous pouvons ensuite dessiner le réseau des eaux usées.

 

Le réseau

   Le réseau d'eaux usées est très étendu. Nous serons donc sûrement amenées à devoir le simplifier. Il faudra regrouper de façon la plus perspicace possible les abonnés. Le réseau est majoritairement gravitaire mais les postes de relevage (pompes) compliquent quelque peu le réseau. Les schémas des réseaux des villages sont déjà cartographiés sous Autocad, un logiciel de dessin. Nous aurons donc facilement accès aux informations sur les longueurs et diamètres des canalisations. De plus, l'ancienne station d'épuration et la nouvelle sont situées assez proches l'une de l'autre. Nous pourrons donc nous baser sur le réseau existant. Nous dessinerons ensuite le réseau avec l'aide du logiciel Canoe qui est un outil utilisé lors de la formation Génie de l'Environnement. Notre second objectif est de modéliser l'écoulement à l'intérieur des canalisations.

Une visite du site est prévue prochainement afin de clarifier les attentes de nos contacts et les moyens mis en oeuvre mais aussi afin de se rendre compte de la géographie particulière du site.

Les documents à fournir à la fin du projet seront les suivants:

- un tableau de l'estimation des volumes d'eau rejetés en 2030 ainsi que l'estimation des volumes d'eau parasites

- le dessin du trajet des canalisations entre les habitations et la nouvelle station d'épuration