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L'usine des eaux de l'île au Bourg à Angers

30 mai 1980 Paru dans le N°45 à la page 29 ( mots)
Rédigé par : Nouaille DEGORCE et J-de FRESCHEVILLE

Jusqu'en 1972, le District Urbain d'Angers était exclusivement alimenté en eau potable par de l'eau puisée dans des forages implantés dans la nappe de la commune des Ponts-de-Cé. Cette eau d'excellente qualité était purement et simplement injectée dans le réseau de distribution sans autre traitement préalable qu'une stérilisation au chlore gazeux. Malheureusement, au cours de l'automne 1972, cette situation exceptionnellement privilégiée devait connaître de sérieuses perturbations dues à un manque d'eau.

Elles étaient la conséquence de deux phénomènes :

  • — l'accroissement de la consommation du District en eau potable ;
  • — l'abaissement de la capacité de production des forages.

Pour faire face à cette situation difficile, le Conseil du District a été conduit à décider la réalisation immédiate à l'Ile-au-Bourg

  • — d'une usine de traitement d'eau de Loire.

C'est cette dernière usine qui est présentée dans ce qui suit.

2. — SITUATION DU DISTRICT URBAIN D'ANGERS EN 1972

2.1. — Territoire desservi

Le District d'Angers alimente en eau directement ou indirectement quelque 33 communes pour une population totale de l'ordre de 220 000 habitants.

Douze d'entre elles constituent le District Urbain proprement dit, les communes d'Angers, Avrillé, Beaucouzé, Bouchemaine, Cantenay-Épinard, Montreuil-Juigné, Pellouailles-les-Vignes, Le Plessis-Grammoire, Saint-Barthélémy-d’Anjou, Sainte-Gemmes-sur-Loire, Saint-Jean-de-Linières et Trélazé. Leur population totale est de 200 000 habitants. Sur leur territoire, la distribution de l'eau est assurée par le Service des Eaux du District Urbain.

Les autres communes, regroupées ou non en syndicats d'alimentation en eau potable, sont clientes du District uniquement pour leurs fournitures d'eau en gros, l'organisation de la distribution restant de leur responsabilité.

2.2. — Les besoins en eau

Sur l'ensemble du territoire desservi, les besoins en eau se caractérisent comme suit :

  • — besoin unitaire par habitant en jour de pointe de l'ordre de 500 litres se ventilant : besoins domestiques 200 litres, besoins industriels et artisanaux 50 litres, besoins agricoles et horticoles publics et privés 250 litres ;
  • — demande en eau extrêmement variable suivant les saisons, les jours de la semaine et le temps.

Dimanche moyen

  • — d'été : 60 000 m³/j
  • — d'hiver : 40 000 m³/j

Lundi moyen

  • — d'été : 80 000 m³/j
  • — d'hiver : 60 000 m³/j

— besoins en eau

  • - En période de sécheresse
  • - le jour avant la pluie
  • - le lendemain de la pluie ... 60 000 m³/j

en accroissement constant ; de l'ordre de 50 000 m³/j en 1960, ils ont atteint 80 000 m³/j en 1970, et en 1976, année record, le plafond non encore dépassé de 110 000 m³/j. Non encore dépassé, mais qui le sera probablement dans les années à venir, ainsi que le fait ressortir le graphique de l'évolution prévisible (fig. 1 et 2). En effet, si sur un certain nombre de réseaux urbains il est probable que la consommation stagnera dorénavant, il n’en est pas de même sur le territoire du District, bien au contraire.

140 000 m³/j

Deux facteurs principaux sont à considérer :

  • — les installations du District approvisionnent en eau non seulement la ville elle-même, mais aussi la proche et la lointaine banlieue, c'est-à-dire l'ensemble du territoire concerné par la poursuite probable de l'expansion urbaine ;
[Photo : Fig. 1 — District urbain d’Angers : production d'eau annuelle. Production totale. Production usine de traitement.]
[Photo : Fig. 2 — District urbain d’Angers : production d'eau journalière, période de pointe.]
  • — la demande par habitant s'accroîtra très vraisemblablement et parce que l'équipement sanitaire des immeubles est en pleine croissance du fait d'un récent développement des réseaux d'assainissement et parce que l'urbanisation à venir comportera de nombreux pavillons avec jardins ainsi que des espaces verts publics, gros consommateurs d'eau d'arrosage.

Par ailleurs, et par suite tant d'un prix de vente de l'eau relativement bas (Agence de Bassin inclus, 1,54 F le mètre cube hors taxes) que d'un excellent développement de ses réseaux de distribution en milieu rural, le District court le risque que les agriculteurs en cas de sécheresse semblable à celle de 1976 procèdent à des arrosages plus importants encore qu’en cette année-là.

Toutes ces données ont amené les autorités du District à conclure :

  • — qu'il fallait disposer d'installations de fonctionnement extrêmement souples pouvant s'adapter quasi instantanément à la demande ;
  • — que la capacité totale des installations devait être de l’ordre de 160 000 m³/jour pour l’horizon 1985.

2.3. Ressources en eau : captages d'eau de nappe

En fin d'année 1972, lorsque fut prise la décision de construire une unité de production d'eau potable à partir d'eau prélevée directement en Loire, le District disposait pour approvisionner en eau l’agglomération de sept puits forés dans les alluvions de la Loire, à savoir :

  • — quatre puits à barbacanes construits au début des années 50 et d'une capacité de production unitaire oscillant suivant les périodes de l’année entre 450 et 250 m³/h ;
  • — trois puits à drains rayonnants construits en 1962, 1968 et 1972, d'une capacité de production unitaire extrêmement variable d'une saison à une autre et d'un ouvrage à un autre (en période d’étiage, 600 m³/h pour l'un, 400 m³/h pour un autre, 300 m³/h pour le troisième).

Tous ces ouvrages sont implantés en bord de Loire au lieu-dit l'Ile-au-Bourg, sur le territoire de la commune des Ponts-de-Cé. Au total, à partir de ces ouvrages, le District Urbain d’Angers peut fournir :

  • — 100 000 m³/jour environ lorsque la nappe alluviale est bien réalimentée, en hiver ou au printemps, malheureusement lorsque la demande en eau est la plus faible ;
  • — 50 000 m³/jour seulement en période de faible débit de la Loire, lorsque les algues en suspension dans l'eau colmatent les sables de son lit et empêchent une réalimentation suffisante de la nappe sous-fluviale.

3. — L'USINE DE TRAITEMENT DES EAUX DE L'ÎLE-AU-BOURG

La décision de construire une usine de traitement à l'Île-au-Bourg fut prise après un automne exceptionnellement sec ayant entraîné un abaissement tel de la nappe d'eau alluviale que la production n’avait pu, trois semaines durant, couvrir la demande, et ce malgré la mise en service récente d'un nouveau puits à drains rayonnants.

La preuve ainsi faite que la nappe alluviale était par trop sensible aux aléas climatiques, le Conseil de District considéra que la seule solution susceptible de garantir radicalement le District contre tout manque d'eau était la réalisation d'une installation de traitement permettant d’alimenter les abonnés à partir de l'eau coulant dans la Loire. Il n’était pas pensable que la ville d’Angers, située au confluent de trois rivières et d'un fleuve, puisse manquer d'eau, tout au moins tant qu'il resterait de l’eau dans le fleuve.

Au départ, l'usine à construire devait n’être qu'une usine auxiliaire capable d’assurer un appoint de 40 000 m³/jour d'eau de Loire avec un traitement minimum de base très classique. Un certain nombre de réservations étaient toutefois prévues pour lui permettre de devenir à terme l'usine principale du District en mesure :

  • — d'une part, de produire la majeure partie de l'eau nécessaire à l'agglomération par traitement très complet d'eau de Loire à concurrence de 120 000 m³/jour et même au-delà ;
  • — d'autre part, d’assurer un traitement d’affinage de l'eau des captages dans la limite de 80 000 m³/jour.

Actuellement, en ce début d’été 1979, soit moins de sept ans après que fut prise la décision, l’usine est devenue pour l'agglomération un équipement d’une importance capitale ainsi que le fait ressortir le graphique de production (fig. 2). Grâce à elle notamment, le District Urbain d’Angers n'a pas eu en 1976 à souffrir de la sécheresse exceptionnelle qui prévalut. Bien au contraire, il put à tout moment faire face à la demande, quelle qu'elle fût, un jour même de réalimentation en eau d'une rivière, l'Authion, où puisaient des réseaux d'irrigation.

3.1. — Principes du traitement de l’eau de Loire

3.1.1. — Traitement minimum de base

L’eau de Loire est une eau superficielle classique dont les principales caractéristiques moyennes sont :

— pH ................................................. 8,5  
— TAC ............................................... 9°  
— TH ................................................ 12°  
— Matières organiques oxydables au permanganate en milieu alcalin ............... 3,5 mg/l  
— Ammonium .................................... 0,10 - NH₄  
— Fe ................................................... 0,9  
— Mn .................................................. 0,02  
— Algues ................................ 150 à 700 millions de cellules/litre  

Le traitement minimum de base pratiqué dès l’origine est donc très classique. Ce traitement comporte les opérations suivantes :

  • — Préchloration pour l'oxydation du fer, de l’ammoniaque et la destruction des algues.
  • — Oxydation éventuelle au permanganate pour élimination du manganèse si le taux ci-dessus vient à augmenter.
  • — Clarification par :
    • • coagulation au sulfate d’alumine,
    • • filtration dans un filtre Fluorapid,
    • • filtration sur sable.
  • — Neutralisation à la soude. Ce réactif a été adopté de préférence à la chaux, car il est d'un usage beaucoup plus pratique que celle-ci et le TH suffisant de l’eau brute autorise son utilisation.

Avant injection dans le réseau de distribution, l'eau ainsi traitée est mélangée à l’eau des captages non traitée.

— Stérilisation au chlore gazeux après mélange avec l’eau des puits non traités à l’origine.

Le traitement de base ainsi appliqué à l'eau de Loire fait de celle-ci une eau potable dont les caractéristiques sont excellentes au regard de la réglementation en vigueur. Il est cependant possible d’aller plus loin et de conférer à une telle eau des caractéristiques physico-chimiques, bactériologiques et organoleptiques de haute qualité grâce à un traitement complémentaire d’affinage. Il est maintenant devenu courant de comparer les eaux ainsi traitées aux meilleures eaux de source sans pouvoir les distinguer les unes des autres.

3.1.2. — Amélioration du traitement actuel

Les deux possibilités dont on dispose actuellement pour parfaire ce traitement sont essentiellement l’ozone et le charbon actif. On peut d’ailleurs utiliser soit l’une ou l’autre de ces techniques, soit les deux simultanément.

Les responsables du District, soucieux de distribuer une eau de qualité irréprochable digne d’une grande cité, ont donc décidé de compléter le traitement minimum de base en y intégrant une ozonation. L'utilisation du charbon actif demeurera possible dans l’avenir si besoin était.

L’ozone judicieusement appliqué au cours du traitement concourt puissamment à élever le niveau des qualités de l'eau produite (fig. 3). Ce résultat est essentiellement dû à son caractère oxydant et à son

[Photo : L’ozone judicieusement appliqué au cours du traitement concourt puissamment à élever le niveau des qualités de l'eau produite. Vue intérieure d'un ozoneur (Photo Alain POL).]

Action floculatrice.

En fait, l’ozone peut être appliqué de diverses manières et les résultats obtenus sont différents dans chaque cas.

Jusqu’à ces dernières années, l’ozone était le plus souvent utilisé en fin de traitement pour la stérilisation finale. Les résultats obtenus sont alors bien connus : destruction des germes pathogènes, inactivation des virus, élimination d’une forte proportion de divers micropolluants, décoloration et destruction de presque tous les goûts et odeurs.

Mais depuis quelques années on s’aperçoit que l'on peut obtenir davantage de l’ozone à condition de l’utiliser avant la filtration finale. En effet, dans les filtres, même s'ils sont rapides, s’établit une vie microbienne intensive qui concourt efficacement à l’élimination des matières organiques biodégradables ainsi que de l’ammoniaque. L’ozone, par son caractère oxydant, brise les doubles liaisons carbonées des molécules organiques qui deviennent ainsi plus biodégradables. Ces matières sont donc ainsi, grâce à l’action préalable de l’ozone, éliminées en plus forte proportion au passage des filtres et l'eau produite est de meilleure qualité, car ces composés organiques complexes pourraient, s’ils n’étaient détruits, se combiner au chlore final en engendrant des produits hygiéniquement suspects et saporigènes. Des réalisations récentes montrent que ce résultat est acquis sur des filtres à sable classiques, mais que l’utilisation du charbon actif comme masse filtrante est susceptible d’améliorer encore le résultat. Ce qui précède suppose bien entendu qu’il n’y a aucune préchloration et que le lavage des filtres s’effectue à l’eau non chlorée.

Bien entendu, on a intérêt à ozoner l’eau déjà clarifiée juste avant filtration et non l’eau brute. Celle-ci contient en effet des quantités importantes de matières réductrices destinées à être retenues dans le clarificateur et il n’y a aucune raison de gaspiller l’ozone pour oxyder ces matières. Cependant une légère préozonation de l’eau brute avant toute clarification a une action oxydante et floculatrice doublement bénéfique pour la réduction :

  • — du taux de coagulant nécessaire à la clarification maximale,
  • — la demande globale en ozone nécessaire pour la condition virulicide de 0,4 g/m³ pendant 4’.

Cette action de l’ozone dans la préparation des eaux brutes au traitement de clarification a récemment été mise en évidence au cours d’essais prolongés qui ont conduit le Syndicat des Communes de la banlieue de Paris pour les Eaux à adopter la préozonation de l’eau brute de l’Oise et de la Seine dans les usines de Méry-sur-Oise et de Choisy-le-Roi. C’est cette expérience acquise à Paris qui a conduit la Compagnie Générale des Eaux à proposer aux responsables du District Urbain d’Angers de tester ce même traitement sur l’eau de la Loire.

Ces essais ont eu lieu pendant tout le mois de septembre 1978. La filière testée sur pilote (fig. 4) était rigoureusement conforme à celle projetée. Le pilote comportait :

  • — une tour de préozonation (contact variable de 1 à 2') — 25 m³/h
  • — un flash-mélange — 1,17 m³/h
  • — un filtre fluorapid — 10 m/h
  • — une tour d’ozonation principale (contact 6')
  • — un filtre à sable
  • — un ozoneur de laboratoire

Les résultats obtenus ont confirmé pour l’eau de la Loire ceux obtenus en région parisienne :

  • — caractéristiques optimales du traitement de préozonation :
    • • temps de contact : 1'30"
    • • taux de préozonation : 0,4 à 0,5 g/m³
  • — économies observées sur les taux :
    • • de sulfate d’alumine : 17 % environ
    • • d’ozone total : 5 % environ.
  • — pas d’ozone résiduel dans l’air.

3.2. — Principes du traitement de l’eau des puits

Les principales caractéristiques majeures de l'eau des puits sont :

— pH ............ 7,4
— TAC ........... 10°
— TH ............ 13°
[Photo : Fig. 4. — District urbain d’Angers : essais de préozonation.]
— Matières organiques oxydables au permanganate en milieu alcalin : 1,8 mg/l
— Ammonium : < 0,14 mg/l (NH₄⁺)
— Fer : < 0,6 mg/l
— Mn : < 0,3 mg/l

Ces taux sont inégaux pour les divers puits et, pour le manganèse, les taux moyens dans l’eau produite étaient jusqu’à maintenant tolérables. Ils deviendront par contre tout à fait inacceptables si l’on applique, comme il est logique de le faire, à l’eau des puits l’ozonation prévue pour l’eau de Loire. L’ozone en effet ne manquera pas d’oxyder le manganèse qui conférera à l’eau une fâcheuse coloration rose.

Il apparaît donc indispensable d’éliminer le manganèse et d’ailleurs aussi le fer oxydés par l’ozone. Cette élimination s’opérera grâce à une filtration sur sable qui aura de plus l’avantage d’assurer sous l’action des bactéries nitrifiantes l’élimination de l’ammoniaque pour autant que celle-ci demeurera présente dans l’eau à des teneurs voisines de celles constatées actuellement.

3.3. Programme et calendrier des réalisations

C’est compte tenu des données précédentes que les responsables du District Urbain ont décidé en novembre 1972 et poursuivi depuis cette date la réalisation de l’usine de traitement des eaux de l’Ile-au-Bourg. Les étapes successives en ont été ou seront les suivantes :

  • Première étape : ordre de service en février 1973 et mise en service en août 1973 pour une première file de traitement minimum de base d’eau de Loire de 40 000 m³/j. La réalisation en a été confiée à l’issue d’un concours à la Compagnie Générale des Eaux pour la conception générale et la réalisation des équipements et à la Société Brochard et Gaudichet pour les travaux de génie civil. L’eau produite est mélangée à celle des captages à son arrivée à l’usine élévatoire située à quelque distance.
  • Deuxième étape : réalisation d’octobre 1974 à décembre 1976 d’une seconde file de traitement identique à la précédente.
  • Troisième étape
    • • Première phase : ordre de service le 20 novembre 1978 pour mise en service le 20 mai 1980 pour la réalisation d’une troisième file de traitement d’eau de Loire identique à la précédente et accroissement de la capacité de stockage et de distribution des réactifs pour faire face à l’accroissement de la production. À l’issue de cette phase, la capacité de production de l’eau de Loire a été portée à 120 000 m³/j.
    • • Deuxième phase à venir pour :
      • — ozonation de la totalité de l’eau de Loire produite,
      • — traitement de 40 000 m³/j d’eau de puits.

Les dispositions adoptées permettront de traiter dans les files de deuxième et troisième étapes d’eau

de Loire, le surplus d'eau des puits au-delà de 40 000 m³/j et dans la limite de 40 000 m³/j de plus en remplacement d'un débit égal d’eau de Loire. C'est donc l'eau des puits qui sera utilisée par priorité dans les limites de la capacité globale de production des captages.

— Étapes ultérieures : réalisation possible de trois nouvelles files de traitement complet d’eau de Loire d'une capacité unitaire de 40 000 m³/j (tableau 1).

TABLEAU 1

Capacité de production de l'usine de traitement des eaux de l’Île-au-Bourg à l'issue des différentes étapes de réalisation.

Capacité totale (m³/j) L’eau de Loire (m³/j) L’eau de puits (m³/j)
Trois premières étapes 160 000 120 000 40 000
80 000 80 000
Ultérieurement 120 000 120 000
280 000

3.4. — Consistance des installations

Les installations réalisées ou à réaliser en bordure immédiate de la Loire sont (fig. 5 et 6) :

— la station d'exhaure,

— les ouvrages de traitement d’eau de Loire :

• tours de préozonation d'eau brute,

• batteries de filtres fluorapids,

• tours d'ozonation principales,

• batteries de filtres à sable,

• citerne d'eau de lavage des filtres,

— les ouvrages de traitement d'eau de puits :

• tours d'ozonation principales,

• batteries de filtres à sable communs à l'eau des puits et à celle de la Loire,

— le bâtiment d'exploitation.

Le terrain naturel situé à la cote 19,00 NGF environ sur le site choisi, alors que le niveau d'eau de la Loire y est de 20,80 NGF, a été et sera remblayé à la cote 21,50 NGF à mesure de la construction des ouvrages pour assurer une circulation hors d'eau aux abords des ouvrages en toutes circonstances.

La station d’exhaure

La conception des ouvrages de prise d'eau devait tenir compte de deux données : d'une part, une déni­ vellation de 6,50 m entre les plans d'eau extrêmes dans la Loire, d'autre part, la possibilité d’obstruction par le sable d'un ouvrage en Loire. Celle-ci se carac­ térise en effet par la présence dans son lit de nom­ breux bancs de sable dont les déplacements sont parfois difficiles à prévoir.

L'ouvrage réalisé en première étape et doublé en deuxième étape est essentiellement constitué par un puits d’exhaure descendu 5 m plus bas que le niveau d’étiage. Ce puits était équipé de :

— un siphon en Ø 700 mis sous vide dont l’extré­ mité articulée côté Loire était maintenue grâce à un flotteur à 1 m sous la surface de l’eau quel que soit le niveau de celle-ci. Au bout de quelques essais parfaitement satisfaisants on s'est aperçu que toute crainte d'ensablement était vaine et l’aspiration a été bloquée sur un pilier foncé dans le lit de la Loire. Cette mesure a permis d’éviter la réalisation d’un duc d’Albe de protection de l’aspiration articulée né­ cessairement plus fragile qu’une aspiration fixée ne nécessitant aucune protection ;

— trois groupes d’exhaure de 850 m³/h chacun dont un ou deux en fonctionnement. En troisième étape, l'adjonction d’un quatrième groupe permettra

[Photo : Fig. 5. — Plan-masse de l'usine de traitement des eaux de l’Île-au-Bourg.]
[Photo : Fig. 6. — District urbain d’Angers : schéma du traitement de l’usine de l’Île-au-Bourg. 1 Sulfate d'alumine A Prises d’eau B Préozonation C Filtres fluorapids D Filtres à sable E Inter-connexions F Locaux annexes G Bâtiment H Registre futur]

de porter pour chaque puits le débit à 2 550 m³/h, soit 60 000 m³/jour ;

— un filtre rotatif à vide de mailles de 1 mm pour le dégrossissage de l'eau brute. Cet appareil à décolmattage permanent est placé en pression sur le refoulement d’eau brute.

Tours de préozonation d'eau brute de Loire

Il y a une tour de préozonation par file de traitement de 40 000 m³/j. L'eau brute y séjourne une minute et demie. Une turbine immergée dans l'ouvrage y aspire directement et assure la diffusion de l'air ozoné résiduel provenant des tours d'ozonation principales. Le taux d'ozone injecté pourra être sensiblement augmenté par arrivée directe d'ozone frais provenant des ozoneurs.

Filtres Fluorapids pour eau brute préozonée de Loire

Le filtre Fluorapid (fig. 7 et 8) est un appareil breveté et mis au point par la Compagnie Générale des Eaux. L'eau brute coagulée injectée à la base de l'ouvrage en forme de dièdre et sur toute la longueur de celui-ci traverse successivement :

— une zone de réaction occupée par un voile de micro-sable qu'elle maintient en expansion. Dans cette traversée, les micro-flocons d'hydrate se séparent de l'eau en se collant aux grains de micro-sable enduits d'amidon. Les grains de micro-sable ainsi enrobés sont relativement allégés et s'acheminent à la partie supérieure du voile ;

— une zone occupée par des modules lamellaires qui constituent un décanteur lamellaire à contre-courant (fig. 9). Dans cette zone s'effectue la séparation du micro-sable enrobé d’hydrate et de l'eau clarifiée soutirée à la partie supérieure. Le dispositif modulaire constitue pour les grains de micro-sable un obstacle d'autant plus infranchissable que la vitesse de chute de ces grains est très supérieure au pouvoir de coupure du dispositif.

Bien entendu, le sable doit être lavé et l'hydrate évacué. Ce résultat s’obtient grâce au dispositif suivant :

[Photo : Vues en coupe du FLUORAPID.]
[Photo : Usine de traitement des eaux de l'Ile-au-Bourg : FLUORAPIDS de première et deuxième tranches.]
[Photo : Usine de traitement des eaux de l'Ile-au-Bourg : Vue supérieure des modules lamellaires.]
  • — soutirage permanent par un groupe de recyclage à débit constant du micro-sable au niveau convenable de la zone de réaction ;
[Photo : Fig. 10. — Usine de traitement des eaux de l’Ile-au-Bourg : HYDROCYCLONES (Photo C.T.E.)]
[Photo : Fig. 11. — Schéma de fonctionnement d’un HYDROCYCLONE]
  • — séparation du micro-sable et de l’hydrate dans un hydrocyclone (fig. 10 et 11), sorte de centrifugeuse statique qui éjecte par sa sousverse le sable propre réinjecté dans l’ouvrage à travers une solution d’amidon et par sa surverse les boues hydroxydes qui sont dirigées vers un épaississeur (fig. 12) ;
  • — épaississement des boues hydroxydes à travers un décanteur lamellaire à courant croisé. Le débit traversier débarrassé de la majeure partie des boues est réinjecté dans l’ouvrage, tandis que les boues épaissies s’accumulent dans les alvéoles qui constituent le fond de l’épaississeur ;
  • — rejet des boues accumulées dans les alvéoles vers un collecteur qui les évacue.

Remarquons que le fluorapid est en réalité un filtre lavé en permanence dont la masse filtrante est retenue dans l’ouvrage par un décanteur lamellaire à contre-courant. L’efficacité d’un tel ouvrage, filtre ou décanteur, s’apprécie essentiellement par la surface spécifique de piégeage des flocons. Le tableau II permet de comparer sur ce critère ainsi que sur la densité du floc à piéger l’efficacité des divers types d’ouvrages.

L’intérêt de la technique du fluorapid est multiple :

  • — fiabilité, simplicité et stabilité d’exploitation, car il n’y a dans cet appareil ni automatismes ni réglages et par conséquent aucun déréglage possible. De plus, la forte densité du floc lesté à retenir comparé au pouvoir de coupure élevé des modules confère une grande stabilité au lit de boue lestée ;
  • — évacuation permanente des boues à débit constant préréglé. Les boues s’évacuent à leur cadence d’arrivée et il n’est jamais nécessaire de vider l’ouvrage pour nettoyer d’éventuels dépôts ;
  • — aucune prolifération d’algues possible tant en raison du très faible temps de séjour de l’eau dans
[Photo : Fig. 12. — Usine de traitement des eaux de l’Ile-au-Bourg : Équipement des HYDROCYCLONES (Photo Le Coniat – Rennes)]

TABLEAU III

Comparaison de l’efficacité des divers types d’ouvrages.

Paramètre Décanteurs classiques Fluorapid Filtre rapide
Temps de séjour/mn > 60’ Lit : 7 à 15’ — Modules : 5’ Masse filtrante : 8 à 15’
Surface de piégeage - m²/m³ horizontaux < 1 (1) Lit : 1 000 (1) — Modules : 4 à 50 (2) 1 000 (1)
Densité du floc 1,003 2,2

(1) pour piéger l’hydrate(2) pour piéger le floc lesté

L’ouvrage bénéficie de l’obscurité totale qui règne au sein du lit de microsable. Notons que la prolifération intempestive des algues est toujours à craindre dans les décanteurs en raison de l’importante concentration de CO₂ libre due à l’hydrolyse du coagulant ;

  • — aucune perturbation du traitement au démarrage ;
  • — qualité exceptionnelle de l’eau clarifiée. Il est courant d’obtenir à partir d’eau brute fortement turbide une eau clarifiée de turbidité voisine de 5 gouttes de mastic ;
  • — faible surface au sol et économie sur les ouvrages de génie civil. La vitesse de surverse de l’ouvrage est en effet pour le débit nominal de 10 m/h.

L’installation réalisée à Angers est la plus importante réalisée au monde selon la technique Fluorapid (fig. 13). Elle comprend pour chaque file de traitement six ouvrages indépendants capables de traiter 300 m³/h.

[Photo : L’installation réalisée à l’usine de traitement de l’Île-au-Bourg selon la technique FLUORAPID est la plus importante au monde. Au premier plan, on aperçoit une partie des FLUORAPIDS de deuxième tranche. Au deuxième plan, on distingue : à gauche, les filtres métalliques ; à droite, un des FLUORAPIDS de première tranche. (Photo Le Coniat - Rennes).]

Tours d’ozonation principales pour eau de Loire et pour eau des puits

Pour l’ozonation de l’eau de Loire, le projet en cours d’étude tend à la réalisation de deux tours de contact disposées en parallèle entre la batterie de filtres Fluorapids et les filtres à sable. L’eau y suivrait un trajet successivement descendant et ascendant avec un temps de contact de deux minutes dans le premier compartiment et de quatre minutes dans le second. À la sortie de l’ouvrage, une neutralisation à la soude contribuerait à la destruction rapide de l’ozone résiduel dans l’eau.

L’ozonation de l’eau des puits serait pour sa part réalisée :

  • — à concurrence de 40 000 m³/jour dans deux tours d’ozonation spécifiques, semblables à celles réalisées pour chaque file de traitement d’eau de Loire ;
  • — pour le solde de la production des ouvrages en cause dans les tours d’ozonation affectées au traitement de l’eau de Loire, à concurrence de leur capacité maximale de traitement.
[Photo : 5 filtres métalliques de 33 m² chacun subsisteront de la première file de traitement réalisée en 1973. (Photo Le Coniat - Rennes).]

Filtres à sable pour eau de Loire et pour eau des puits

Les filtres à sable seront communs à l’eau de Loire issue des Fluorapids préozonée deux fois et à l’eau des puits préozonée. Ils comprendront à l’achèvement total de la troisième étape :

  • — 5 filtres métalliques de 33 m² chacun. Ces filtres sont ceux qui subsisteront de la première file de traitement réalisée en 1973 (fig. 14). Ce type de filtre avait alors été adopté en raison du très court délai d’exécution imposé (fig. 15) ;
  • — 12 filtres en béton de 49 m² chacun.

Toutes les vannes de commande des filtres sont électriques et le lavage de ceux-ci est semi-automatique.

[Photo : Usine de traitement des eaux de l'Ile-au-Bourg : équipement des filtres]

La vitesse de filtration pour 160 000 m³/jour sera à peine inférieure à 9 m/h. Des essais de fonctionnement prolongé à ce régime ont montré que la qualité de l'eau filtrée ainsi produite était la même que celle obtenue avec une vitesse de filtration de 6 m/h.

L’eau issue des filtres est stockée par priorité dans une citerne exclusivement réservée au lavage des filtres. Celui-ci s’effectue donc à l'eau non chlorée et le traitement biologique souhaité dans les filtres pourra donc s'y instaurer dans les meilleures conditions possibles. Si besoin était d’ailleurs, une partie du sable des filtres pourrait être remplacée par du charbon actif pour renforcer ce traitement biologique.

Bâtiments d’exploitation

Les bâtiments d'exploitation comprennent tous les équipements nécessaires au fonctionnement de l’installation. Les plus importants sont :

  • — pour le stockage et la distribution du sulfate d'alumine liquide : quatre citernes de 40 000 l ;
  • — pour le stockage et la distribution de la soude en lessive à 50 % : quatre citernes de 10 000 l ;
  • — pour le stockage et la distribution du chlore gazeux : cinq tanks de 1 tonne et deux chloromètres à dépression équipés chacun de trois directions pour la stérilisation finale. Les équipements de chloration sont, par mesure de sécurité, implantés dans un bâtiment annexe et les locaux qui leur sont réservés débouchent exclusivement sur l’extérieur. De plus, un dispositif de neutralisation des fuites de chlore conforme à la réglementation en vigueur est prévu ;
  • — pour l'ozonation : trois ozoneurs de 5 100 g/h et un ozoneur de 3 400 g/h pour une production globale d'ozone de 18 700 g/h correspondant à un taux de traitement de 3 g/m³ pour l'eau de Loire et 2 g/m³ pour l'eau des puits.
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