Fiabilisation de la mesure du débit d'une source d'eau potable
Retour d'expérience de la Métropole de Rouen (76)
1) Mesurer le débit d'une source d'eau potable pour mieux gérer la ressource
La Métropole Rouen Normandie souhaite élaborer un dispositif de mesure/estimation du débit de cinq sources de Fontaine-sous-préaux.
Dans cette optique, 3D EAU a étudié la fiabilisation du dispositif de mesure des débits au sein de la 1ère chambre de répartition du système de Fontaine-sous-préaux de Rouen Métropole.
Situation et caractéristique de la 1ère chambre de répartition : Les eaux prélevées sur les différentes sources amont rejoignent une première chambre de partage (1ère chambre de répartition). De là, une part des écoulements est acheminée vers l’usine d’ultrafiltration de Fontaine-sous-Préaux qui permet d’alimenter en eau la commune, une autre part rejoint le milieu naturel. L’ouvrage est alimenté par un dalot. La chambre présente une surverse vers le milieu naturel constituée par une crête en béton surmontée d’une rehausse avec échancrure. L’eau non déversée transite vers l’Aqueduc, via une vanne qui l’obture partiellement.
A noter, que la chambre est équipée d’une sonde piézométrique. Le déversoir présente une chute puis une forte pente ou la crète y est dénoyée. La réhausse de la crête présente une échancrure
Légende : Schéma et photos de la 1ère chambre de répartition.
2) Analyse des données de la source d'eau potable
Dans un premier temps, 3D EAU a réalisé une analyse préalable des données afin de vérifier qu’elles étaient fiables et cohérentes. Ensuite, nous avons étudié les différentes hauteurs des lames déversantes par rapport au volume total déversé.
Le but est d’éviter une solution fiable, même pour les petits débits, en évitant les lames déversantes trop faibles.
La complexité et les enjeux de l’ouvrage conduisent à préconiser un aménagement de la crête (josette) que 3D EAU a modélisé en 3D afin de la calibrer.
3) Solution proposée pour mesurer le débit de la source d'eau potable
Le principe du dispositif envisagé repose sur la sonde de mesure de hauteur piézométrique actuelle couplée à la mise en place d’une rehausse avec échancrure en arcs de cercle : la josette. Pour garantir son bon fonctionnement, le zéro doit absolument être ajusté au niveau du point bas de la crête. L’aménagement proposé a pour objectif de réaménager la crête de façon à disposer d’une lame déversante suffisamment importante pour les débits courants. L’incertitude de mesure sera ainsi suffisamment faible pour disposer d’une mesure de qualité.
La josette, seuil à échancrure en arcs de cercle
L’aménagement se compose d’un seuil composé d’une section d’arcs de cercle, appelé josette, dont le point bas sera le seuil actuel lui-même. Le seuil possède ainsi un profil en V arrondi qui présente l’avantage suivant : en cantonnant l’écoulement sur une largeur réduite aux faibles débits, ce type de seuil permet une bonne précision de mesure. L’absence de point saillant réduit le risque d’accroche de déchets flottants, par ailleurs rares dans ce contexte.
4) Dimensionnement de la solution retenue et instrumentation de la source d'eau potable
Ce dispositif a fait l’objectif d’une procédure de dimensionnement rédigée par 3D EAU qui s’appuie sur des simulations hydrauliques , dont la validation sur banc est publiée dans TSM : https://astee-tsm.fr/numeros/tsm-5-2021/wertel/. Afin de dimensionner le seuil pour atteindre le fonctionnement souhaité, 3D EAU exploite des calibrations numériques du seuil sous différentes configurations qui permettent par la suite d’aboutir à une relation hauteur – débit spécifique au site étudié.