Diagnostic hydro-sédimentaire et proposition de solutions pour limiter l’ensablement des collecteurs d'assainissement
Retour d'expérience d'Orléans Métropole sur un de ses collecteurs principaux
L’ensablement progressif d’un collecteur cause des dysfonctionnement du réseau d’assainissement, telle qu’une réduction de sa capacité d’évacuation hydraulique. Les solutions de curage ne suffisent parfois pas à contrer l’ensablement conséquent d’un linéaire important.
Orléans Métropole a souhaité identifier les tronçons les plus à risque sur son réseau d’assainissement et comprendre les causes de l’ensablement afin de prioriser les efforts d’investissement et d’exploitation et de disposer d’un panel de solutions associé.
Prélèvement et caractérisation des zones d'ensablement du collecteur d'assainissement
Pour cela, Orléans Métropole avec le Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, ont réalisé un profil en long détaillé de la hauteur des dépôts en prélevant sur trois points des carottes de dépôts. Celles-ci ont ensuite été analysées en détail pour en déterminer la granulométrie et l’alternance des phases minérales et organiques. Cela permet de retracer l’historique des phases d’apport, de dépôt et, éventuellement, d’érosion.
Diagnostic hydro sédimentaire et priorisation des zones à risque d'ensablement dans le réseau d'assainissement
3D EAU a ensuite, sur la base des données géométriques et hydrauliques du collecteur issues du modèle 1D, établi une carte des tronçons à risque en se basant notamment sur plusieurs paramètres de la littérature, tels que les vitesses d’écoulement et les contraintes de cisaillement.
Cette phase de diagnostic met en évidence que 15 % du collecteur présente une pente nulle ou négative. Ces parties constituent des obstacles au charriage et favorisent l’accumulation des dépôts, tout en limitant la vitesse au niveau des tronçons amont. Par ailleurs, l’étude démontre que, pour une pluie mensuelle, l’écoulement n’est pas en mesure d’éroder les dépôts les plus grossiers et minéraux, expliquant ainsi leur accumulation sur site.
Proposition et dimensionnement de solutions pour limiter l’ensablement du collecteur d'assainissement
Dès lors, le transport par l’écoulement de ces sédiments, jusqu’à une chambre à sable en aval, n’est pas possible. Plusieurs grandes familles de solutions sont identifiées :
- Limiter l’apport de sédiments dans le réseau, par la mise en place de paniers dégrilleurs au niveau des avaloirs ;
- Intercepter les sédiments au niveau des principaux points d’apport, à l’aide de pièges à charriage, ciblant principalement les sables et graviers responsables des dépôts observés ;
- Augmenter la capacité d’autocurage du collecteur par deux solutions : le reprofilement complet du collecteur, inenvisageable en raison de coûts excessifs, ou la mise en œuvre de vannes de curage basculantes, également inenvisageable en raison de la pente trop faible ;
- Curage du collecteur à l’aide de camions, en priorisant les zones à risque identifiées par l’étude.
La solution globale passe donc par un mix de plusieurs mesures agissant sur chacun de ces leviers. 3D EAU a établi une évaluation technique et économique qualitative pour le cas spécifique d’Orléans Métropole.