De l'autosurveillance au diagnostic permanent

Cette demande accrue en mesure fait nécessairement appel à des outils informatiques pour le contrôle, l’archivage, la validation et l’exploitation des données.

Ces besoins se font sentir aussi bien dans le métier d'ingénieur-conseil (besoins internes pour réaliser des campagnes de mesures et des diagnostics et produit à fournir aux clients en fin d’étude) que pour les exploitants qui doivent mettre en place un système d'autosurveillance avec l’édition de rapports présentant des bilans mensuels et annuels sur le fonctionnement du système d’assainissement.

Safege a développé, lors de l'étude diagnostic du réseau d’assainissement de Paris, une base de données pour l’archivage, la validation et l'exploitation des mesures du réseau d’assainissement. Cette base de données EMMA est perfectionnée dans le cadre de l’étude de diagnostic du réseau d’assainissement de la ville de Nice afin de prendre en compte les exigences particulières du cahier des charges et de développer les fonctionnalités concernant l’autosurveillance et le diagnostic permanent des réseaux d’assainissement.

Pour définir les besoins des services d’assainissement pour l’autosurveillance des réseaux, il nous paraît important de rappeler le contexte réglementaire.

Rappel de la réglementation sur l’autosurveillance

L’arrêté du 22 décembre 1994 (arrêté « surveillance ») oblige les responsables des systèmes d’assainissement à mettre en place un programme d’autosurveillance. Il a consacré l’autosurveillance comme le premier moyen de connaissance du fonctionnement des ouvrages d’assainissement. Celle-ci doit répondre aux objectifs suivants (Circulaire du 12 mai 1995 du Ministère de l’Environnement) :

• • permettre le contrôle de l’efficacité du système par le service de Police des Eaux et vérifier l'innocuité vis-à-vis du milieu récepteur, notamment en cas de circonstances exceptionnelles ;
• • permettre à l’exploitant d’assurer le bon fonctionnement du système, de l’alerter rapidement sur son dysfonctionnement, d’assurer l'information du Maître d’Ouvrage ;

• * alimenter le Réseau National des Données sur l’Eau en informations dont certaines sont dues par la France à la Commission en vertu de la directive européenne ;
• * informer le public sur l’état de l'assainissement ;
• * permettre un échange d'informations entre services et répondre aux besoins de l’Agence de l'Eau.

Les principales prescriptions techniques relatives à la surveillance des systèmes d’assainissement et de leurs sous-produits sont :

• * l'exploitant du système d’assainissement, ou à défaut la commune, doit mettre en place un programme d’autosurveillance de chacun de ses principaux rejets et des flux de ses produits de curage. Ce programme concernant les ouvrages de traitement et de collecte consiste à mettre en place un réseau de mesures pour évaluer la qualité et la quantité des effluents. La nature et la périodicité minimale des mesures sont prévues par l’arrêté du 12 décembre 1994 ;
• * les résultats de l'autosurveillance sont transmis chaque mois par la commune au service chargé de la police des eaux et à l’Agence de l'Eau ;
• * en cas de dépassement des seuils autorisés, les résultats de l'autosurveillance sont transmis immédiatement par la commune au service chargé de la Police des Eaux et à l’Agence de l'Eau ;
• * l’ensemble des paramètres nécessaires à justifier la bonne marche de l'installation de traitement et sa fiabilité doit être enregistré ;
• * le suivi du réseau de collecte doit être réalisé par tout moyen approprié (inspection télévisée décennale, enregistrement des débits horaires véhiculés par les principaux émissaires, …) ;
• * le plan du réseau et des branchements est tenu à jour ;
• * l'exploitant vérifie la qualité des branchements particuliers. Il réalise chaque année un bilan du taux de raccordement et du taux de collecte ;
• * un registre avec l'ensemble des informations de l'autosurveillance est mis à la disposition du service chargé de la Police des Eaux et à l’Agence de l’Eau et un rapport de synthèse est adressé à la fin de chaque année à ces services ;
• * le dispositif d’autosurveillance doit être conçu et exploité selon une démarche type “assurance qualité”. L’exploitant doit disposer d'un manuel (régulièrement mis à jour) décrivant de manière précise le dispositif d’autosurveillance, notamment son organisation interne, ses méthodes d’analyse et d’exploitation, les organismes extérieurs à qui il confie tout ou partie de la surveillance et la qualification des personnes associées à ces dispositifs ;
• * les stations de traitement recevant une charge brute de pollution organique supérieure à 600 kg par jour (10 000 EH) doivent disposer de dispositifs de mesure et d’enregistrement des débits amont et aval et de préleveurs automatiques asservis au débit. L'exploitant doit conserver au froid pendant 24 heures un double des échantillons prélevés sur la station. Les stations de traitement recevant une charge brute entre 120 (2 000 EH) et 600 kg par jour (10 000 EH) sont soumises aux mêmes prescriptions, à l’exception de la mesure du débit amont. La fréquence des mesures est précisée dans l’arrêté du 22 décembre 1994 ;
• * les établissements raccordés au réseau d’assainissement qui rejettent plus de 1 000 kg par jour de DCO ou de substances dangereuses pour le système d’assainissement doivent réaliser avant rejet une mesure régulière de leurs effluents ;
• * l'exploitant évalue la quantité annuelle de sous-produits de curage et de décantation du réseau (matières sèches) ;
• * l’exploitant réalise la surveillance des rejets des déversoirs d’orage et dérivations éventuelles situées sur un tronçon destiné à collecter une charge brute de pollution organique par temps sec supérieure à 600 kg par jour (10 000 EH). Il réalise sur ces installations la mesure en continu du débit et estime la charge polluante (MES, DCO) déversée par temps de pluie. Les déversoirs d'orage et dérivations éventuelles situés sur un tronçon destiné à collecter une charge brute de pollution organique par temps sec comprise entre 120 (2 000 EH) et 600 kg par jour (10 000 EH) font l'objet d’une surveillance permettant d’estimer les périodes de déversement et les débits rejetés. Ces dispositions peuvent être adaptées par le préfet sur la base des résultats de l'étude de diagnostic et remplacées par le suivi des déversoirs représentant au moins 70 % des rejets dans le milieu récepteur du système de collecte.

• * Taux de raccordement : rapport de la population raccordée effectivement au réseau à la population desservie par celui-ci (zone d'assainissement collectif). Taux de collecte : rapport de la quantité de matières polluantes captée par le service à la quantité de matières polluantes générée dans la zone d’assainissement collectif desservie par le réseau. La quantité de matières polluantes captée est celle parvenant aux ouvrages de traitement à laquelle se rajoutent les boues de curage et de nettoyage des ouvrages de collecte.

Objectifs du diagnostic permanent

Pour la plupart des exploitants de réseaux d'assainissement, les questions suivantes n’ont pas aujourd'hui de définition et donc pas de réponses opérationnelles :

• * est-ce que le réseau fonctionne bien ? mieux que l'année dernière ?
• * est-ce que le réseau de la commune de X fonctionne mieux que celui de Y ?

Le diagnostic permanent doit permettre de préciser le sens que nous donnons à ces questions et par conséquent les réponses à apporter.

Pour l’exploitant, le diagnostic permanent vise à acquérir une connaissance fine de ce

qui coule dans les réseaux d’assainissement à la fois :

• sur le plan hydraulique (quantitatif) ;
• sur le plan qualitatif (nature des effluents et flux polluants).

L’origine des effluents entrant dans les réseaux peut être :

• eaux usées strictes d'origine domestique et non domestique (industrielle ou pas) ;
• eaux d'origine météorique générée par le ruissellement de la pluie sur les surfaces imperméabilisées ;
• eaux claires parasites (infiltration d’eaux de nappe, milieu naturel).

La variabilité des phénomènes doit être appréhendée tout au cours de l'année en tenant compte des alternances :

• temps sec / temps de pluie ;
• régime de nappe haute / nappe basse ;
• régime de crue du milieu naturel ;
• diurne / nocturne : selon des plages à définir ;
• semaine / week-end : suivant les bassins versants (habitations / ZI).

Cette connaissance permet d’apprécier :

• la capacité du système assainissement effectivement sollicitée et d’en déduire (en supposant la capacité réelle connue) la capacité résiduelle de ce système ;
• les performances du système assainissement par rapport à son objectif de collecte et de traitement des flux polluants avant rejet au milieu naturel à travers des indicateurs clairement définis ;
• l'état de ce patrimoine.

Il s'agit ainsi d’être en mesure de conseiller la collectivité sur les actions à mener pour poursuivre son développement tout en préservant et en améliorant son patrimoine (environnement et système assainissement).

Il s'agit d'un diagnostic dans la mesure où il est fait appel aux méthodes et techniques (en particulier métrologique) actuellement mises en œuvre dans le cadre d'études diagnostic. Ce diagnostic doit devenir permanent : en tant qu’exploitant notre connaissance du fonctionnement du système assainissement doit permettre de répondre en permanence et de manière très réactive aux interrogations du maître d'ouvrage.

Notons que le diagnostic permanent constitue une démarche volontariste de l'exploitant (a contrario de l'autosurveillance qui elle est une démarche imposée par la loi), pour s’assurer le bon fonctionnement du système au quotidien et la pérennité de ce fonctionnement sur le long terme (gestion du patrimoine collectif).

Métrologie : points permanents

Définition du semis de points de mesures permanents

La mise en place de points de mesures permanents, pour être optimale, nécessite une bonne connaissance du fonctionnement du réseau : identification des zones sensibles nécessitant l'installation de contrôles permanents, conditions hydrauliques particulières d'un site qui imposent un type de matériel de mesures plus qu'un autre.

Safege a réalisé la définition du semis de points de mesures permanents de Paris (44 sites permanents en réseau et 14 pluviographes), Orléans, Chateauroux, Dijon... en s’appuyant sur une pré-modélisation du réseau. Le prémodèle permet de comprendre le réseau, donc de localiser les

points clés à instrumenter, de hiérarchiser les sites de déversement afin de n’instrumenter que les plus représentatifs (en volumes déversés annuels), et enfin de définir le type d'instrumentation le plus approprié.

Maintenance des points de mesures permanents

Dans le cadre de l'étude diagnostique de Paris, Safege a mis au point des procédures pour la maintenance préventive et la maintenance curative des sites. Des maintenances régulières et efficaces permettent de garantir un taux de fiabilité des sites excellent : la campagne de mesures de Paris (6 mois) était soumise à des objectifs de qualité qui ont été largement respectés, le taux de fiabilité des sites a dépassé les 98 %.

Besoin d’un outil pour l’exploitation des mesures

La demande accrue en mesure nécessite des outils informatiques pour le contrôle, l’archivage, la validation et l’exploitation des données.

En effet, une des conditions indispensables à l'amélioration de la qualité des sites de mesures réside dans la réduction du délai entre le moment où un dysfonctionnement a lieu et le moment où il est détecté (temps de détection de la panne).

Quand on exploite un réseau de mesures, les opérations de contrôle du bon fonctionnement s'avèrent très fastidieuses car, en supposant que l’on fait un rapatriement journalier de données, elles impliquent la visualisation quotidienne et l’analyse de nombreuses courbes historiques de données.

Quelle que soit la qualité des équipes d’exploitation, cette opération devient rapidement rébarbative et la fréquence des opérations de contrôle diminue.

Dans ces conditions, une défaillance de sites risque de ne pas être détectée rapidement, pénalisant par là même la qualité de la réponse des sites.

L’idée est donc d’automatiser cette phase de détection d’erreurs.

Cette préoccupation technique a notamment poussé Safege à la réalisation du progiciel Emma, outil d’aide au traitement des données mesurées en assainissement, qui permet :

• la consultation des données mesurées sur le système d’assainissement ;

• la validation de ces mêmes données avec des fonctions métiers spécifiques à l’hydraulique ;

• l'édition de rapports relatifs à l’autosurveillance et au diagnostic permanent des ouvrages d’assainissement.