Vanne de stockage en réseau : réduire les déversements des réseaux d'assainissement
Depuis 2020, 3D EAU conçoit et met en œuvre des solutions de stockage en réseau par vannes hydrodynamiques. Une approche sur mesure permettant de réduire les déversements vers le milieu naturel, sans nécessiter la création de nouveaux bassins d’orage.
Problématique
Comment réduire les déversements vers le milieu naturel en exploitant les capacités de son réseau d'assainissement ?
La conformité des systèmes d’assainissement est conditionnée à leur bon fonctionnement, évalué à travers les déversements directs d’eaux usées au milieu naturel. Réduire ces déversements est donc un enjeu majeur pour les collectivités. Exploiter les capacités de stockage des collecteurs d’assainissement est une alternative à la construction de bassin d’orage.
La solution 3D EAU
La vanne de stockage en réseau
Deux configurations pour maximiser la capacité de stockage
À l’échelle d’un réseau, ces vannes peuvent se positionner selon deux configurations complémentaires, qui peuvent être combinées sur un même bassin versant pour maximiser la capacité de stockage mobilisable, tel qu’illustré dans l’animation.
La vanne de stockage et régulation est posée directement en collecteur pour stocker en ligne.
La vanne fusible est installée entre un point de déversement et le milieu naturel. C’est une réhausse mobile de déversoirs d’orage.
Vanne hydrodynamique de régulation
Les vannes n’impactent pas le fonctionnement par temps sec : Un ajustage de fond permet de laisser passer la pointe de temps sec, afin de ne pas impacter la ligne d’eau — préservant ainsi l’autocurage du collecteur, la continuité de traitement et la charge sédimentaire.
Lors de pluies de faible intensité, la vanne reste fermée, régulant ainsi le volume retenu allant vers la STEP. Pour les évènements plus intenses, la vanne s’ouvre progressivement afin de maximiser le stockage le plus longtemps possible avant de s’ouvrir complètement pour rendre sa capacité d’évacuation au réseau et éviter tout débordements en surface.
Vanne basculante fusible
Dans les déversoirs d’orage, ces vannes se positionnent sur la crête de l’ouvrage.
Agissant comme une rehausse du seuil des premiers déversements, elles permettent de stocker dans le réseau les volumes excédentaires produits par les pluies dont la hauteur en collecteur reste en deçà d’un seuil de basculement. Au-delà de ce seuil, son ouverture complète rend sa capacité d’évacuation au réseau. La vanne n’a alors plus d’impact sur son fonctionnement. Elle se referme lorsque le niveau d’eau amont redescent jusqu’à la hauteur de l’axe de rotation.
Fonctionnement schématique de la vanne hydrodynamique de régulation - Vue en coupe
Testez le fonctionnement de cette vanne en réglant le niveau d'eau amont avec le curseur ci-dessous.
Fonctionnement schématique de la vanne fusible Deomatic — Vue en coupe
Faites avancer le curseur pour voir un cycle de stockage complet sans influence aval.
Une démarche en six étapes, pilotée avec le maître d'ouvrage
Étude d’éligibilité
Cette première étape consiste à :
- Statuer sur la pertinence du réseau pour une fonction de stockage.
- Identifier des collecteurs éligibles.
Résultat : une cartographie du réseau indiquant les collecteurs candidats pour une fonction de stockage.
Positionnement des vannes
Déterminer leur nombre via une analyse de type Pareto pour optimiser le rapport coût/efficacité, en évitant une solution excessivement coûteuse par rapport à une solution classique de stockage en bassin
Dimensionnement hydraulique
En collaboration avec le maître d’ouvrage, un bureau d’études procède au dimensionnement des ouvrages et valide leur performance sur une chronique annuelle représentative, tout en garantissant qu’il n’y ait pas d’aggravation du risque d’inondation pour un orage de référence.
Il compare la solution avec un bassin d’orage aux performances équivalentes pour une évaluation financière pertinente.
Étude de conception
- Utiliser la CFD et une étude structurelle, en tenant compte des spécificités géométriques et hydrauliques de chaque site.
- Dessin SolidWorks : division de l’ouvrages en pièces détachées transportables et passant à travers les regards.
- Tests sur bancs d’essais pour valider les hauteurs d’ouverture et de fermeture.
Fabrication et pose des vannes hydrodynamiques
Les vannes sont conçues et fabriquées en INOX sur-mesure dans nos ateliers en France.
3D EAU les teste sur banc d’essai afin de valider leur fonctionnement hydraulique. Elles sont ensuite livrées sur site pour être posées.
La pose des vannes de stockage en réseau se fait sans tranchées et en quelques jours, avec un minimum de génie civil. Les vannes sont descendues par le regard d’accès existants et posées dans le réseau.
Instrumentation
- La solution est conçue pour l’autosurveillance et le diagnostic permanent grâce à des capteurs (hauteur, inclinomètres) intégrés dans une supervision.
- La calibration par modélisation 3D est possible pour disposer d’une précision de mesure élevée, tenant compte des spécificités hydrauliques et géométriques du site.
Des vannes de stockage hydrodynamiques installées partout en France
Vannes basculantes autonomes installées et suivies partout sur le territoire. Cliquez sur un point pour lire l'étude de cas.
Entretien des vannes de stockage en réseau
Le système bénéficie d’un entretien simplifié (joints d’étanchéité à changer tous les 3 ans environ, seuls points consommables), garantissant des coûts d’exploitation réduits. Il peut être réalisé par 3D EAU par le biais d’un contrat de maintenance.
Pourquoi choisir les vannes de stockage en réseau 3D EAU ?
Solution économique, sobre et rapide à mettre en œuvre
Système robuste entièrement mécanique sans apport d’électricité, dont la conception a fait l’objet d’une thèse
Dispositif instrumentable dans le cadre de l’autosurveillance et du diagnostic permanent
Fonctionnement adapté aux spécificités de chaque réseau grâce à l’intégration dans un modèle hydraulique 1D
Fonction anti-retour en cas d’influence aval du milieu récepteur
FAQ — vanne de stockage en réseau
Le stockage en réseau risque-t-il d'aggraver les inondations chez les abonnés ?
Objectif zéro aggravation. Le système est calé sur la cote maximale du réseau existant enregistrée lors d’une pluie décennale, sans qu’aucune plainte n’ait été déposée. Le stockage est configuré pour ne jamais dépasser ce niveau de référence historique — caves et branchements profonds restent donc hors d’eau.
Le stockage en réseau risque-t-il de dégrader les collecteurs anciens ?
Préservation du patrimoine avant tout. Pour les vieux collecteurs, le stockage est calculé pour s’arrêter quelques centimètres sous la voûte (génératrice supérieure), évitant toute mise en charge répétée. Une visite préalable valide la faisabilité structurelle via un relevé et une évaluation de l’état du génie civil. L’intégrité du collecteur prime toujours sur l’objectif de stockage : si nécessaire, la réhabilitation du réseau est menée en premier.
L'ouverture soudaine de la vanne ne crée-t-elle pas une vague dangereuse ("effet rupture de barrage") ?
Un phénomène physique maîtrisé. Les modélisations hydrauliques montrent que l’ouverture, bien qu’impressionnante visuellement, génère en réalité un débit inférieur à un rejet au régime permanent uniforme. De plus, les modèles développés depuis 2022 intègrent une ouverture progressive par régulation dynamique, ce qui lisse encore davantage la restitution.
Peut-on ajuster les performances de la vanne après installation si le réseau évolue ?
Un matériel évolutif et sur-mesure. Les vannes hydrodynamiques récentes sont entièrement adaptables : il est possible de modifier le diamètre de l’orifice de temps sec ou de régler la hauteur du seuil de basculement via des plaques coulissantes. Les performances peuvent ainsi être ajustées après coup, sans dépose de l’ouvrage.
Comment la vanne de stockage s'intègre-t-elle dans le dispositif d'autosurveillance réglementaire ?
Des protocoles officiellement reconnus. Les lois hauteur/débit de ces vannes hydrodynamiques sont publiées dans la revue TSM et reconnues par les Agences de l’Eau, qui subventionnent ces projets. L’installation d’un capteur radar en amont, couplé à un inclinomètre robuste (sans fin de course fragile), assure un suivi fiable compatible avec les centrales classiques de type Sofrel.
Les agents d'exploitation peuvent-ils franchir la vanne en toute sécurité ?
Un ouvrage conçu pour l’exploitation. Les vannes hydrodynamiques intègrent des dispositifs dédiés aux égouttiers : un point d’ancrage en voûte pour palan, des goupilles de sécurité permettant de bloquer manuellement la vanne basculante en position ouverte, et une échelle à crochets pour le passage des équipes en toute sécurité.
Faut-il systématiquement créer une nouvelle chambre de visite pour poser la vanne ?
Non. 3D EAU fabrique ses vannes hydrodynamiques sur mesure, en adaptant les pièces aux accès existants. Les éléments sont conçus pour descendre par les regards en place, sans tranchée, sans reprise de regard et sans création de chambre, ce qui réduit significativement le coût et la durée du chantier.
Y a-t-il des pièces fragiles ou des consommables à surveiller sur ces vannes ?
Les vannes hydrodynamiques 3D EAU sont composées d’un cadre et d’un volet rotatif en inox. Aucun organe fragile susceptible de casser ou de se dérégler : la conception entièrement mécanique, sans apport d’électricité, élimine les sources classiques de panne. Les joints d’étanchéité sont les seuls points consommables (remplacement tous les 3 ans environ).
Quelle charge d'exploitation faut-il prévoir pour maintenir les vannes de stockage ?
Le retour d’expérience de 16 ans montre qu’en moyenne, l’exploitation d’une vanne hydrodynamique de 3D EAU revient à environ 10 € par mois. À titre d’exemple, un parc de 10 vannes basculantes mobilise 3 personnes pendant une journée tous les 3 ans. 3D EAU propose par ailleurs des contrats de maintenance pour déléguer entièrement cette charge.
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