Schéma directeur d’assainissement collectif des eaux usées

Cadre réglementaire

La directive européenne de 1991 sur les eaux résiduaires urbaines oblige les États membres à collecter et traiter les eaux usées des agglomérations en fixant des niveaux de traitement à respecter. En France, cette directive est transposée en droit par l’arrêté du 21 juillet 2015, qui impose la réalisation d’un diagnostic du système d’assainissement collectif tous les dix ans. Ce diagnostic a pour objectifs d’identifier et de localiser les points de rejets, de quantifier les flux polluants déversés, de vérifier la conformité des raccordements, d’estimer les quantités d’eaux claires parasites et de recueillir des informations sur l’état structurel et fonctionnel du système d’assainissement. Le texte souligne également l’importance de concevoir globalement l’assainissement pour garantir les performances des unités de traitement et l’étanchéité du réseau de collecte.

Équipe engagée et références

NCA environnement dispose des moyens humaines nécessaires en ingénieurs et techniciens pour la réalisation de tout schéma directeur allant de quelques milliers d’EH à quelques dizaines de milliers.

Nous réalisons ce type d’étude depuis plus d’une décennie à hauteur d’une dizaine chaque année.

Déroulé d’une étude

Phase 1 : état des lieux

Cette phase a pour but de dresser un état des lieux des installations actuelles, notamment en fournissant des plans des réseaux d’assainissement mis à jour, des schémas annotés et cotés des ouvrages annexes équipant les réseaux, un inventaire des rejets au milieu naturel, un recensement des désordres constatés, des résultats de l’exploitation des listings des abonnés, un descriptif des installations de traitement existantes, un recensement des données manquantes, ainsi que la localisation des points de mesures de la phase 2. Les données piézométriques concernant le secteur d’étude seront également recherchées.

Une réunion de préparation de l’étude sera organisée avec des représentants du maître d’ouvrage, des communes, de l’Agence de l’eau et de tous les acteurs concernés. Cette réunion permettra d’exposer au Maître d’Ouvrage le déroulement de l’étude et la méthode retenue.

La collecte et l’analyse des données permettront d’évaluer le fonctionnement du réseau, de recenser les anomalies, de quantifier la pollution rejetée et son impact sur le milieu naturel.

Phase 2 : campagnes de mesures

La phase 2 de l’étude a pour objectif de quantifier les différents apports en volume et en pollution, pour mieux comprendre le fonctionnement hydraulique des réseaux de collecte en identifiant les principales zones d’apport d’eau clair dans le réseau d’eaux usées. Cette phase permet également d’évaluer les taux de collecte réels de la pollution domestique et industrielle raccordée au réseau.

Pour atteindre ces objectifs, des campagnes de mesure sont prévues en nappe haute et en nappe basse sur une période de quelques semaines. L’objectif du suivi hydraulique des collecteurs est de quantifier les débits transitant dans les réseaux de collecte des eaux usées desservant l’aire d’étude et de distinguer les apports d’eaux parasites de captage et d’eaux parasites de drainage.

Les mesures de pollution seront également asservies aux débits, et un échantillon moyen sera confectionné proportionnellement aux débits mesurés au point de prélèvement. Les analyses porteront sur les paramètres physico-chimiques tels que le pH, la DBO5, la DCO, les MES, le NGL, le NTK, le NH4+, le Ptotal et la conductivité. La réalisation des bilans de pollution servira à la caractérisation des effluents collectés par les réseaux et à leur traitement par la station.

Des mesures de pollution auront également lieu sur les principaux dispositifs d’ouvrages du système en nappe haute et en nappe basse. Cela permettra de caractériser l’effluent déversé au milieu naturel. Des tests bandelette sont réalisés dès la reconnaissance du réseau en cas de déversement au niveau des ouvrages de déversement.

Parallèlement, un suivi piézométrique est effectué sur plusieurs puits en cohérence avec la topographie, la profondeur du réseau et l’instrumentation du suivi hydraulique. Les résultats sont comparés aux données du piézomètre le plus représentatif du secteur d’étude afin de caractériser le fonctionnement hydrogéologique du territoire tout au long de l’année. Les niveaux d’eau des puits communaux peut également être relevé.

Il est important de noter que la méthodologie pour la campagne de mesures est présentée lors de la réunion de phase 1 afin que l’ensemble du comité de pilotage puisse valider les propositions de mesures. Il est recommandé de ne pas découper des bassins de collecte d’une taille inférieure à une taille générant un débit journalier de l’ordre de 20-30 m³/h, si le point aval est un point gravitaire.

Phase 3 : localisation précise des anomalies et dysfonctionnement du réseau

La phase 3 du projet consiste en des inspections complémentaires du réseau d’assainissement pour localiser plus précisément les secteurs à l’origine des apports d’eaux claires parasites. Une inspection télévisuelle et l’hydro-curage préalable du réseau permettent par exemple de visualiser l’état structurel d’une partie du réseau. L’objectif est d’affiner les localisations des tronçons collectant une quantité non négligeable d’eaux claires parasites et de comprendre l’origine des problèmes. La méthode utilisée pour l’interprétation de la vétusté du réseau est la méthode RERAU et le guide relatif à la gestion patrimoniale de l’ASTEE.

Les étapes suivies pour l’évaluation de chaque dysfonctionnement d’un collecteur respectent la codification des observations selon la norme NF EN 13508-2. La contribution de chaque désordre est quantifiée en combinant le niveau de gravité du désordre et l’étendue du désordre relevé.

Des tests à la fumée peuvent également être conduits, dans certains cas réalisés par drone, pour identifier d’éventuelles anomalies de raccordement de gouttières au réseau d’eaux usées.

Cette méthode permet d’évaluer au plus près le besoin de réhabilitation des collecteurs, donc de maîtriser les dépenses du service à court, moyen et long terme, et constitue un outil de planification durable.

Les résultats du classement de l’état structurel sont cartographiés.

Phase 4 : bilan du diagnostic

Le bilan du diagnostic consiste en une phase de synthèse de tous les dysfonctionnements et améliorations à apporter au système d’assainissement. Le volet général du fonctionnement hydraulique du système d’assainissement est présenté en deux points de vue : quantitatif et qualitatif. Du point de vue quantitatif, une comparaison entre les débits théoriques et les débits observés par bassin versant sera effectuée, de même qu’une comparaison entre les volumes observés par temps sec et par temps de pluie. L’évaluation des principaux rejets d’eaux usées dans le réseau d’eaux pluviales ou milieux récepteurs sera également réalisée. La localisation précise des anomalies et des dysfonctionnements sera faite, avec l’établissement de causalité hydraulique. La caractérisation du fonctionnement du système d’assainissement au regard de la réglementation et du Sdage sera également effectuée, en identifiant les portions de réseau en sous-capacité chronique et en analysant le fonctionnement de la station, des bassins d’orage, des déversoirs et des trop-pleins du réseau.

Du point de vue quantitatif, une estimation de la pollution rejetée sera effectuée, ainsi qu’une évaluation de la charge polluante en temps sec dans le réseau. La caractérisation de l’impact du système d’assainissement sur le milieu naturel sera également évaluée.

Les éléments liés à l’exploitation du réseau seront également mis en évidence. En ce qui concerne l’autosurveillance, l’analyse de l’adéquation du dispositif en place avec la règlementation sera faite. Pour ce qui est du coût de fonctionnement, une approche des coûts de fonctionnement du système en distinguant la part du réseau et celle de la station sera effectuée.

Pour remédier aux anomalies constatées et optimiser le fonctionnement des systèmes d’assainissement existants, nous proposerons, au niveau avant-projet sommaire, un ensemble de travaux selon 6 axes majeurs : l’amélioration du taux de collecte, la réduction des eaux claires parasites, l’amélioration du fonctionnement hydraulique des réseaux, les réhabilitations, les créations de réseaux, les aménagements annexes ou équipements permettant d’améliorer le fonctionnement hydraulique des réseaux publics de collecte. Les évaluations de débit à évacuer par les réseaux seront basées sur les perspectives d’évolution de la population communale inscrite dans les documents d’urbanisme et/ou communiquées par le Maître d’Ouvrage. L’ordre de réalisation de ces travaux sera proposé en fonction des priorités. Les travaux proposés porteront sur des modifications des réseaux d’assainissement collectif en domaine public, voire des extensions de celui-ci.

Phase 5 : schéma directeur

Le schéma directeur est un outil d’aide à la décision pour le maître d’ouvrage. La phase 5 de l’étude consiste à analyser l’efficience des investissements passés en matière d’assainissement et à proposer des solutions techniques ou d’actions préventives pour les dix prochaines années.

La méthode utilisée par NCA environnement consiste à fournir une version provisoire du schéma directeur, qui est discutée lors d’une réunion de travail avec le maître d’ouvrage. Une nouvelle version est ensuite proposée jusqu’à validation du Comité de Pilotage.

Le texte propose des solutions pour améliorer les réseaux de collecte et de transfert, en conciliant les besoins en traitement futurs et la capacité du réseau et des ouvrages. Les travaux d’élimination des ECP (eaux claires parasites) sont hiérarchisés en fonction du rapport coût/gain et d’un objectif de réduction d’impact sur le milieu naturel. Les travaux nécessaires à l’atteinte des différents objectifs en fonction des niveaux de service sont définis.

En outre, nous proposons des équipements fixes de mesure en lien avec la gestion patrimoniale du réseau, ainsi qu’une méthode de traitement des données récoltées pour l’utilisation de ces informations tout au long de la vie du réseau. La mise en place du diagnostic permanent nécessite potentiellement l’acquisition de données supplémentaires. Les grandes étapes de la gestion patrimoniale sont décrites, ainsi que les leviers opérationnels et leurs indicateurs de performance.