Limiter l'ensablement : Conception et dimensionnement d'un piège à charriage
Retour d'expérience du piège à charriage d'Aurillac
Objectif : La Communauté d’Agglomération du Bassin d’Aurillac (CABA) souhaite prévenir de l’accumulation de sables grossiers et graviers/cailloux au niveau de la station de traitement des eaux usées (STEU), et ainsi retenir ces matières minérales en amont pour faciliter leur extraction.
La solution doit stocker les cailloux de diamètre <5cm et les sables de diamètre >500 µm en laissant passer les matières organiques vers la STEU.
Pour cela, 3D EAU a conçu, fabriqué et installé un piège à charriage (PAC) à l’amont de la station de traitement des eaux usées d’Aurillac. Les travaux de pose ont été réalisés avec SCAM TP.
Description d'un piège à charriage
Le piège à charriage est une solution brevetée 3D EAU. Il se compose d’un caniveau de transit en inox intégré dans un ouvrage de stockage en béton. Une ouverture en fond de caniveau est présente pour permettre le piégeage des matières solides. Celle-ci est équipée d’une trappe afin d’isoler la zone de stockage lors des opérations de maintenance, notamment de curage des matières décantées.
Le piège à cailloux, alternative à la chambre à sable, permet de :
- Limiter le piégeage des matières organiques, graisses et flottants,
- Réduire la remise en suspension des matières décantées,
- Diminuer la formation d’H2S,
- Optimiser les coûts d’investissement et de maintenance,
- Maximiser la sécurité d’accès aux installations.
Conception d'un piège à charriage
3D EAU étudie l’environnement hydraulique des différents sites dans une étude de faisabilité afin de valider la pertinence de ce produit vis-à-vis des objectifs de stockage.
Dans les conditions hydrauliques du site d’Aurillac, l’étude réalisée par 3D EAU, s’appuyant sur la modélisation 3D, présente l’efficacité attendue pour le piège à cailloux avec le taux d’abattement des particules en fonction de différents débits d’alimentation. L’ouverture en fond de caniveau a été dimensionnée à 40 cm.
La totalité des particules de diamètre supérieur à 500 µm est capturée pour le débit de temps sec, alors que les matières organiques (diamètre <100µm) restent en suspension (taux d’abattement inférieur à 10%).
Plus le débit augmente, plus des particules de diamètre plus grand sont remises en suspension par la vitesse de l’écoulement. Cependant, pour une pluie extrême de période de retour 10 ans, toutes les particules de diamètre supérieur à 1 500 µm sont capturées. Les performances du piège à charriage correspondent donc aux attentes de la CABA.
Dimensionnement du piège à charriage
3D EAU dimensionne ensuite le caniveau en inox. La largeur du caniveau est déterminée en fonction du diamètre de la canalisation du réseau. La hauteur du caniveau est déterminée en fonction de la hauteur d’eau dans le caniveau pour une forte pluie.
Dans le cadre de cette étude, la modélisation 3D a permis de visualiser et de prévoir la hauteur d’eau maximale acceptable dans le caniveau.
Le volume de la zone de stockage est déterminé par le volume des camions hydrocureurs et leur fréquence de passage afin que le PAC puisse être entièrement vidangé à chaque passage.