G. GUISARD
Directeur Général Adjoint des Services techniques de la VILLE DE TOULOUSE
INTRODUCTION
La ville de Toulouse est traversée du sud au nord par la Garonne. La ville ancienne se situe pour sa majeure partie sur la rive droite, entre la Garonne et une chaîne de collines. Le développement de la commune s'effectue depuis les dernières décennies surtout sur la rive gauche qui est une zone plate.
L'alimentation en eau de la ville est réalisée, suivant ce partage naturel (voir fig. 1), à partir de deux usines de traitement :
- l'usine de PECH-DAVID, située à flanc de colline, dessert la rive droite. Mise en service en 1932, elle fournit la plus grande partie du volume distribué, à une pression variant suivant le relief de 1,5 à 3 bars, gravitairement. Sa capacité de production est de 130 000 m³/j ;
- l'usine de CLAIRFONT alimente la rive gauche. La première tranche a été mise en service en 1970, la deuxième en 1975, portant ainsi sa capacité de production à 110 000 m³/jour. Son refoulement direct dans le réseau permet une pression minimum de 6 bars en tout point de sa zone d'influence.
Les réseaux de distribution s'étendent vers le nord, à partir des deux usines, situées au sud de la commune. Ils sont reliés par trois conduites, deux de Ø 500 mm et une de Ø 700 mm.
HISTORIQUE DE L'USINE DE PECH-DAVID
L'usine fut construite au cours des années 1930-1932, par la Société CHABAL et Cie, pour une capacité d'épuration de 45 000 m³ par jour en période d'eau claire, et 30 000 m³ par jour en période d'eau turbide, suivant le procédé de la filtration lente sur trois étages de filtres :
- • dégrossisseurs,
- • préfiltres,
- • filtres.
En 1944, la ville de Toulouse a fait porter par la même société ce potentiel de traitement à 70 000 m³ par jour, en tous temps, au moyen de quelques travaux d'aménagements divers.
En 1948, la création de nouveaux bassins dégrossisseurs portait ce potentiel à 80 000 m³ par jour.
En 1951, la construction de nouveaux bassins préfiltres permettait une capacité à 100 000 m³ par jour.
De 1959 à 1961, la ville dut procéder à la remise à neuf des couches filtrantes, ainsi que des bassins filtres qui n'avaient pas supporté convenablement la surcharge de débit qui avait élevé la vitesse de filtration de 9,40 m par jour à 20,80 m par jour.
En 1964, à la demande de la Ville, la même société a procédé enfin à diverses modifications, rénovations et transformations sur tous les étages de traitement, sauf les filtres, pour porter la capacité théorique de traitement à 150 000 m³ par jour. Plus particulièrement, les bassins dégrossisseurs ont été vidés de leur couche filtrante et utilisés en décanteurs.
Tous ces remaniements n'ont eu finalement pour objet que d'augmenter le volume d'eau produit, mais, mis à part les systèmes de chloration et de floculation qui ont été successivement ajoutés et qui sont d'une instrumentation très rudimentaire, rien n'a été fait pour l'amélioration de la qualité de l'eau.
INCERTITUDES CONCERNANT LE FONCTIONNEMENT DE PECH-DAVID
POURQUOI UNE NOUVELLE USINE ?
Qualité de l’eau produite
Conçue à l'origine pour une filtration lente, PECH-DAVID s’est vue transformée par des extensions successives de production sans que le paramètre « qualité » soit pris en compte.
Malgré un gros effort d'adaptation, la structure générale des installations ne permet plus de maintenir sans défaillance l'eau traitée dans le cadre des règlements actuels du Ministère de la Santé.
D’autre part, la possibilité pour les Toulousains de pouvoir comparer pour un même prix cette eau avec celle fabriquée à CLAIRFONT suscite de nombreuses réclamations.
En plus d'un système de lavage devenu depuis 1964 totalement insuffisant, la transformation des bassins anciens en floculateurs-décanteurs ne permet pas de tirer suffisamment partie de l'injection des ingrédients, d'où un gaspillage de ceux-ci pour une décantation non satisfaisante.
Le caractère éminemment turbide de l'eau de Garonne est certainement moins bien résolu à ce jour que ce qu'il était à régime très lent, en 1930.
La stérilisation à l'eau de javel, sans possibilité de répartition efficace, est difficile à maîtriser et induit, après une filtration imparfaite, des goûts désagréables.
Considérant la médiocrité des résultats ci-dessus et, par ailleurs, la structure de l'usine et le mauvais état de son Génie Civil, il n’existait pas de remède simple et, par conséquent, peu coûteux pour obtenir une eau de bonne qualité.
Difficultés d’exploitation
L'usine de PECH-DAVID offre actuellement deux types de postes de travail :
- — poste de lavage des bassins,
- — poste de préparation des réactifs.
Si par beau temps et eau brute peu turbide, le site est très agréable, il en est tout autrement par temps froid ou pluvieux, en période de crue.
Le personnel affecté au premier type de poste doit rester dehors, exposé aux intempéries, pour effectuer les lavages indispensables et continus des filtres et préfiltres.
La phase de lavage à la lance des filtres finisseurs nécessite des agents une immersion jusqu’à la ceinture.
Au second poste, une crue moyenne entraîne la mise en œuvre de 16 tonnes de sulfate d’alumine en poudre, ce qui représente la manutention de 320 sacs de 50 kg par jour.
Etat du Génie Civil
Construit depuis cinquante ans, à une époque où la qualité des bétons et surtout celle des chapes d’étanchéité ne peut être comparée à celle qui est obtenue actuellement, la majeure partie de cet ouvrage à caractère totalement hydraulique est encore d’origine, car lors des transformations successives, seules quelques parties en superstructure élevées ont été reprises.
L’effet des ans sur le béton et les enduits de cet ouvrage, aggravé par le gel et les ruissellements intempestifs mais durables, inhérents à plusieurs années successives de fonctionnement aux limites du possible, ont eu raison en de nombreux endroits visibles de l’enrobage des aciers dont la rouille s’applique maintenant à diminuer de jour en jour leur résistance mécanique.
L’emploi, postérieur à la construction, d’ingrédients très oxydants, en contact avec ce béton qui n’a jamais reçu la protection correspondante, accélère certainement sa déchéance.
Les deux réservoirs situés sous l’installation présentent depuis de nombreuses années des fissures importantes qui ont déjà fait l’objet de travaux en sous-œuvre, mais qui se rouvrent à nouveau, soumettant chaque fois les aciers à la corrosion et les couches de fondation à une circulation d’eau dont les conséquences incontrôlables ne peuvent qu’aboutir à accélérer les désordres de l’ensemble.
Par ailleurs, les bétons poreux des préfiltres et filtres ont atteint l’âge où les effets des oxydants utilisés pour le traitement de l’eau les désagrègent et leur rénovation partielle très coûteuse a déjà dû être entreprise pour maintenir ces ouvrages en service.
Pression insuffisante dans le réseauNécessité de l’augmenter
La pression moyenne dans les quartiers du centre de la rive droite est de 2 bars environ, d’où la nécessité que toutes les constructions nouvelles soient pratiquement équipées de surpresseurs individuels.
Outre les contraintes supplémentaires que le service public occasionne ainsi aux constructeurs, l’exploitation et les conditions hygiéniques de ces installations, en particulier pour les bâches de reprise, sont souvent inquiétantes.
Le prix de l’eau pour ces abonnés est majoré dans des proportions considérables par la construction et le fonctionnement de ces installations à caractère privé.
D’autre part, la faible pression de la rive droite supprime tout confort dans la sécurité incendie d’un site, aussi dense que le centre d’agglomération d’une grande ville.
Par ailleurs, étant donné la différence de pression entre les deux rives, il n’y a pas possibilité de secours de la rive droite vers la rive gauche : certaines manœuvres sur le réseau qui permettraient suivant les besoins, à l’occasion de difficultés prévues ou imprévues, de faire passer momentanément certains quartiers sous l’influence d’une usine ou de l’autre, sont impossibles.
Enfin, certains ouvrages datant de la première distribution de TOULOUSE en 1865, tels que les réservoirs enterrés en maçonnerie, de PERIOLLE, et surtout de GUILHEMERY, points névralgiques du réseau et dont l’unicité de cuves rend l’exploitation difficile, pourraient voir leur rôle achevé par le choix d’une nouvelle usine conduisant à une augmentation de pression.
Les dépenses excessivement importantes de rénovation de ces ouvrages en service pourraient ainsi être évitées.
Les raisons développées ci-dessus militaient donc en faveur d’une valeur de la pression dans les quartiers du centre de la rive droite, sensiblement égale à la pression existant sur la rive gauche, c’est-à-dire 6 bars, et de la mise en place d’un autre moyen de production alliant dans la solution la plus économique, la qualité de l’eau produite et la facilité d’exploitation.
CHOIX DU SITE
Reconstruction de l’usine de PECH-DAVID
1. — SUR L’EMPLACEMENT ACTUEL
Il faut préciser au préalable,
— d’une part, que les palliatifs qui ont été successivement apportés au cours des divers remaniements de PECH-DAVID ne pouvaient entrer dans une réorganisation complète de l’usine ;
— d’autre part, que les réservoirs de départ à construire devraient se trouver à une cote bien supérieure.
En conséquence, il n’y avait pas lieu d’envisager la réutilisation d’une quelconque partie des installations actuelles.
Réaliser alors un ouvrage entier, dont la conception des fondations et des superstructures est entièrement différente, sur une usine dont le potentiel de
production et de stockage doit être conservé en tout temps à 100 %, n’est pas possible dans la réalisation de travaux provisoires de Génie Civil, de conduites, d’installations électromécaniques, de très grande envergure.
Trois avant-projets succincts d’implantation ont été étudiés. Il ressortait de cette étude :
1° Que, dans une première solution, la préservation de la presque totalité de la capacité de production actuelle durant les travaux aurait entraîné la division de la nouvelle usine en deux parties identiques situées de part et d’autre de l’usine existante, c’est-à-dire distante de 220 m, et dont les cotes des plans d’eau différeraient de 20 m, supprimant ainsi toute possibilité de banalisation et multipliant les secours, pour les groupes électropompes d’exhaure en particulier.
L’usine de traitement des boues implantée entre les deux demi-usines, après démolition de l’usine existante, n’aurait pas été de nature à apporter au centre de ce complexe l’esthétique et la netteté que l’on doit attendre.
2° Que les deux solutions qui auraient pu aboutir à une nouvelle usine finie rationnelle étaient impossibles à réaliser compte tenu de l’importance des démolitions à faire, préalablement à tout commencement, entraînant jusqu’à la mise hors service des deux tiers des installations actuelles, dont certains organes fonctionnels.
Dans tous les cas, il aurait été nécessaire de construire un réservoir de reprise et une station pour amener l’eau aux réservoirs de stockage, à implanter obligatoirement à une quarantaine de mètres plus haut, pour atteindre les objectifs de pression et de simplification d’exploitation du réseau.
2. — EN BORDURE DE L’ARIÈGE
En période de l’accroissement de la pollution des rivières et des périls encore plus graves que font peser les pollutions accidentelles, il ne nous a pas semblé inutile d’envisager a priori l’implantation de la nouvelle usine en bordure d’une rivière, autre que la Garonne qui alimente déjà CLAIRFONT.
L’Ariège était alors la seule rivière à laquelle on puisse penser, mais son confluent avec la Garonne était :
— d’une part, éloigné (10 km environ), — et d’autre part, de liaison très difficile (à cause du relief) avec les conduites maîtresses existantes au départ de PECH-DAVID.
3. — EN BORDURE DE LA GARONNE
La rive droite de la Garonne sur la partie intéressée est constituée d’une bande de terre très étroite et située contre le flanc d’une colline où est installée l’actuelle usine de PECH-DAVID.
Ce n’est qu’à 8 km qu’on pouvait trouver des terrains acceptables. Mais alors on retrouvait les inconvénients de la solution précédente et l’économie résultant de la réduction du volume à transporter (l’eau traitée au lieu de l’eau brute) et de la facilité de rejet des eaux de lavage se trouvait largement dépassée par les investissements à réaliser pour rejoindre les conduites de transport partant de PECH-DAVID.
4. — SUR LES COTEAUX DE PECH-DAVID
Une étude du réseau ayant montré que la cote minimum pratique des départs des réservoirs devait se situer à 215 NGF et que, par ailleurs, il importait économiquement que la nouvelle usine soit implantée près de l’existante pour se joindre au mieux économiquement, avec les conduites de transport existantes, nous avons pensé l’implanter sur les coteaux de PECH-DAVID, à 40 m environ de dénivelé au-dessus de l’usine existante sur une parcelle au relief acceptable.
Cette situation est également intéressante par la possibilité de conserver le principe de distribution gravitaire existant.
La zone retenue permet suivant les besoins une extension de la future usine, jusqu’à une capacité de production de 250 000 m³ par jour.
Seule, la station d’exhaure est dans ce cas construite en bordure de Garonne.
5. — CHOIX
Sur l’emplacement actuel, la topographie du terrain, la qualité du sol, l’existence de l’usine actuelle avec ses ramifications, l’obligation de maintenir cette usine à son potentiel maximum ne nous aurait fait aboutir qu’à une usine dispersée avec les inconvénients d’un investissement plus élevé de 40 % au moins, pour travaux provisoires très nombreux et très difficiles, d’une exploitation plus coûteuse et d’une fiabilité plus douteuse.
En bordure de la Garonne ou de l’Ariège, l’investissement de cinq kilomètres de conduites de très gros diamètres en terrain topographiquement difficile et privé sur de longues sections ne compensait pas la sécurité qu’apportait contre une grave pollution accidentnelle la prise d’eau sur deux rivières différentes.
Il a donc été proposé de construire la nouvelle usine sur les coteaux de PECH-DAVID. Bien que les caractéristiques du sol ne soient pas des meilleures, il est possible d’y réaliser avec très peu de contraintes, une usine fonctionnelle compacte, sans travaux ni transferts provisoires, et en conséquence aux meilleures conditions économiques d’investissement et d’exploitation.
CONCLUSIONS
Le principe de la construction d’une nouvelle usine ayant été arrêté par le conseil municipal, un concours a été lancé en octobre 1977, sur la base d’un projet d’une capacité de 250 000 m³ par jour à réaliser en trois phases :
- — une première phase de 150 000 m³ par jour,
- — deux tranches futures de 50 000 m³ chacune.
Trois sociétés ont été admises à concourir. Après étude des dossiers, le jury a retenu le projet présenté par le groupement d’entreprises :
- — Compagnie européenne de Traitement des Eaux,
- — C.G.T.H. - Sade,
- — Entreprise René Marion.
Un délai de trente-deux mois est prévu pour les travaux qui doivent être terminés en mai 1981.
