Une solution originale et efficace a été élaborée : leur transport sous haute pression au moyen d’une pompe de conception comparable à celle des pompes à béton « Éléphant » bien connues.
L’installation complète et le procédé adopté sont décrits dans l'article ci-dessous.
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Le curage des bassins portuaires, des lacs de barrage et des rivières pose des problèmes multiples qui peuvent maintenant être résolus d’une façon rationnelle et économique grâce à l'utilisation de pompes à matières épaisses haute pression capables d'atteindre des débits de 250 m³/h et des pressions de 100 bars. L'intérêt de cette méthode réside dans le fait qu’il n’est plus nécessaire de procéder à une déshydratation coûteuse de la boue avant sa mise en décharge. Ce nouveau procédé fait appel soit à une drague associée à une pompe, soit à une pompe immergée.
Une longue expérience
Dès les années 1970, les premiers essais ont été entrepris en Allemagne pour mettre au point une méthode permettant de pomper les boues du Neckar : dans ce cas, une pompe à matières épaisses immergée fut utilisée pour le déchargement des barges ; en France, par contre, on a adopté la solution de monter la pompe sur un radeau et de l’alimenter directement par drague en déversant la boue dans une trémie de grande capacité. Au Japon, des pompes à pistons à course longue ont également été utilisées pour nettoyer des bassins portuaires. C’est ce procédé, relativement peu coûteux, et particulièrement bien adapté au curage des rivières, qui vient d’être utilisé au barrage d’Assouan.
Le pompage des boues du Nil
Dans le cadre de la construction d'une deuxième usine hydro-électrique à Assouan, le département dragage de l’entreprise GTM a été chargé d'une opération de grande envergure destinée à évacuer les limons compacts déposés par le Nil en amont du barrage, au niveau de la prise d'eau.
La boue, de consistance plastique, dont la masse apparente est de 1 600 kg par m³, est composée d’environ 50 % d’argile et de 50 % de phyllite et de sable ; elle se distingue par sa teneur relativement élevée en quartz (environ 35 %) de granulométrie très fine (60 % < 0,04 mm et 98 % < 1,25 mm) engendrant une usure importante dont il faut tenir compte dans la définition de la machine destinée à l’évacuer.
Les références acquises dans divers pays ont contribué à orienter le choix des responsables sur une pompe Putzmeister. Vu les différentes caractéristiques de la boue, on pouvait considérer qu’elle serait pompable par des pompes à doubles pistons. La quantité totale à pomper est estimée à environ 200 000 m³ ; pour garantir une exécution rationnelle des travaux, il faut réaliser un débit journalier de 1 000 m³, soit des débits instantanés de 100 m³/h au maximum.
[Photo : Vue d'ensemble de l'installation.]
La solution du problème
Le schéma montre la conception de l'installation : l'ensemble est monté sur une plateforme flottante qui est déplacée à l'aide de treuils. Elle comprend une benne preneuse de grande capacité suspendue à un portique et vidant son chargement directement dans un silo tampon. La benne est conçue de façon à enfermer hermétiquement la boue ramassée à environ 7 m de profondeur pour éviter des pertes ou une dilution avec l'eau ; elle est donc chargée à l'état compact où elle se trouve au fond du lac. Le silo est équipé d’un extracteur qui alimente un malaxeur à double vis. La trémie de la pompe du type BRA 2100 HE est directement branchée sur la sortie du malaxeur.
[Photo : Schéma de l’installation de pompage des boues du Nil à Assouan. (1) Benne preneuse ; (2) Silo tampon ; (3) Extracteur ; (4) Malaxeur à double vis directement bridé sur la pompe BRA 2100 HE ; (5) Tuyauterie flottante ; (6) Plateforme.]
Un système asservi à la puissance absorbée par les moteurs (elle-même fonction du couple) permet de doser l'eau pour obtenir une consistance régulière de la boue, laquelle, ainsi traitée, est aspirée dans la trémie par les cylindres de refoulement qui l’envoient sous haute pression dans la tuyauterie, longue de 1 500 m. Celle-ci, dont le diamètre s’élargit de 150 à 200 mm au niveau de la plateforme, est soutenue sur des flotteurs jusqu’à la berge. Les mouvements à la surface de l'eau ou les variations de niveau sont compensés par des articulations en forme de double S (comparables à des tuyaux ciseaux) et par des flexibles afin d’éviter toute tension dans la tuyauterie.
À partir de la berge, la canalisation longe le barrage pour amener finalement la boue dans les dunes du désert tout proche.
Trompe de répartition système éléphant
[Photo : Trompe de répartition système éléphant. La « trompe » (répartiteur coudé parfaitement étanche) permet le transport de boues compactes à granulométrie très fine.]
Le cœur de l’installation
Le débit effectif, d’environ 1 000 m³/j sous des pressions de 30 à 40 bars, ne peut être obtenu qu’avec des pompes à doubles pistons de conception moderne. La pompe BRA 2100 HE utilisée à Assouan est équipée du système « trompe » mondialement éprouvé depuis de longues années : un tuyau coudé ainsi appelé pivote dans la trémie d'une ouverture de cylindre à l’autre : le cylindre libre aspire le produit et, après inversion de la trompe, le refoule dans la tuyauterie. Un anneau à rattrapage de jeu automatique assure l'étanchéité parfaite du seul endroit de jointure de ce système « Éléphant » ; il est d’autant plus efficace que la pression est élevée, ce qui est particulièrement avantageux lorsqu’il s’agit de pomper des produits très fins tels que la boue d’Assouan.
Les pressions et la consistance indiquées ne représentent d’ailleurs nullement des limites : pour des distances plus importantes et des pressions élevées (jusqu’à 50 bars), on peut disposer d’un système de tuyauterie à haute pression équipée de colliers spéciaux (Centrifix).
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L’évolution du pompage des boues de siccité élevée se manifeste non seulement dans le domaine du dragage, mais aussi dans celui de la mise en décharge, où des volumes plus faibles, contenant moins d'eau, permettent de réduire les problèmes de stockage ainsi que les dépenses correspondantes.
Grâce à l'emploi d'un matériel bien au point, l'avenir dans le domaine de la déshydratation des boues et de leur transport paraît appartenir désormais au pompage à haute pression.
Documentation Putzmeister France
