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Le poste de relèvement : un élément clé des réseaux d'assainissement

30 septembre 2011 Paru dans le N°344 à la page 41 ( mots)
Rédigé par : Marc MAUDUIT

Qu'ils transfèrent 1 ou 500 m3/h, les postes de relèvement sont un élément clé des réseaux d'assainissement. Les principes qui régissent leur conception, mais aussi leur exploitation, ont notablement évolué ces dernières années sous l'effet de la percée du pompage en ligne mais aussi du développement massif de postes préfabriqués, prêts à être branchés, capables de faire face à la plupart des configurations. Si la fiabilité de ces équipements demeure essentielle, de nombreuses innovations visent à diminuer les coûts d'exploitation tout en améliorant la sécurité du personnel exploitant.

Réalisé par

[Photo : Réalisé par Marc Mauduit]

Qu’ils transfèrent 1 ou 500 m³/h, les postes de relèvement sont un élément clé des réseaux d’assainissement. Les principes qui régissent leur conception, mais aussi leur exploitation, ont notablement évolué ces dernières années sous l’effet de la percée du pompage en ligne mais aussi du développement massif de postes préfabriqués, prêts à être branchés, capables de faire face à la plupart des configurations. Si la fiabilité de ces équipements demeure essentielle, de nombreuses innovations visent à diminuer les coûts d’exploitation tout en améliorant la sécurité du personnel exploitant.

Lorsque l’exutoire d’un réseau, qu’il soit unitaire ou séparatif, se situe à une altitude plus élevée que le départ des écoulements d’eaux usées ou d’eaux pluviales, il devient impossible d’acheminer les eaux par écoulement gravitaire. L’implantation d’un ou de plusieurs postes de relèvement, dont la fonction consiste à faire transiter les effluents sous pression pour franchir un obstacle, le plus souvent un relief, pour rendre à nouveau possible l’écoulement gravitaire des effluents, devient nécessaire.

On dénombre en France environ 70 000 postes de relèvement en fonctionnement et il s’en poserait chaque année environ 6 000,

[Photo : La majorité des stations de relevage actuellement en service relèvent d’une conception relativement ancienne : il s’agit le plus souvent de postes maçonnés, construits sur site, enterrés, que l’on classe habituellement en deux catégories : les postes de relèvement dont le groupe submersible est placé dans la bâche et les postes de relèvement dont le groupe de pompage est placé en fosse sèche.]

En neuf ou en réhabilitation. « La moitié sont des postes standards pré-équipés et prêts à être branchés et l'autre moitié sont construits sur place à partir d’éléments préfabriqués en béton » estime Claude Berthier, Manager Solutions Clients à la direction commerciale d’ITT France.

Le relèvement des effluents n’est pas une opération neutre : il doit être assuré en toutes circonstances alors même que les débits d’arrivée au sein des postes sont très variables selon le moment de la journée ou de la nuit, les conditions climatiques ou plus simplement selon le taux d’occupation des zones desservies.

Le poste de relèvement est donc un maillon essentiel au bon fonctionnement du réseau. « En cas de défaillance, c'est tout le fonctionnement de ce dernier qui s’en trouve affecté avec bien souvent de lourdes conséquences au plan environnemental comme au plan sanitaire » souligne Stéphane Quertain, Responsable produits stations de relevage chez KSB.

La majorité des postes de relèvement actuellement en service relèvent d'une conception relativement ancienne : il s’agit le plus souvent de postes maçonnés, construits sur site, enterrés, que l'on classe habituellement en deux catégories : les postes de relèvement dont le groupe submersible est placé dans la bâche et les postes de relèvement dont le groupe de pompage est placé en fosse sèche. Les postes immergés, les plus répandus, permettent de simplifier la conception et la réalisation des travaux de génie civil ce qui se traduit par des investissements allégés. Ils permettent également une réduction sensible du niveau de bruit des groupes électropompes installés. À l’inverse, les stations à fosse sèche, plutôt adaptées aux ouvrages de taille importante, facilitent l’exploitation en raison d'un accès plus aisé aux équipements, mais nécessitent un génie civil plus important et donc plus onéreux.

Au côté de ces deux types de postes, qui constituent l’essentiel du parc en service actuellement, sont apparus plus récemment une troisième catégorie d’ouvrages reposant sur le principe du pompage en ligne directe, un concept qui bouscule le principe conventionnel du pompage qui voudrait qu'une pompe centrifuge n’aspire pas d’air pendant son fonctionnement.

Le pompage en ligne directe : une remise en cause des principes conventionnels du pompage

Le pompage en ligne repose sur la reprise des eaux usées directement au fil d'eau d'une canalisation gravitaire, au fur et à mesure de leur arrivée, sans passer par une bâche de stockage classique. Il a été popularisé en France par un système baptisé DIP, acronyme de « Direct In-Line Pump », développé depuis une quinzaine d’années par Side Industrie (Voir notamment EIN n° 322 et 323). Le dispositif, assez simple, se compose d’un corps hydraulique chaudronné en acier inoxydable AISI 304 L sur lequel vient se greffer un groupe de pompage à deux moteurs qui relève les effluents dès leur sortie de la canalisation gravitaire. Un système de contrôle-commande asservi à une varia-

[Encart : Prévenir les risques liés à l’accès au poste de relèvement La formation d’H₂S se produit en atmosphère anaérobie et engendre un risque mortel élevé. Le phénomène s'amplifie lorsque les vitesses d’écoulement de l’effluent sont faibles. Les émanations importantes se rencontrent le plus souvent à l'aval du poste de relèvement et à l'intérieur même de la bâche. L'INRS s'est penché sur ce problème et a émis plusieurs recommandations pour une maintenance des postes plus sûre. Une première possibilité, pour éviter la formation d’atmosphères riches en H₂S dans la bâche, est d'implanter des pompes de relèvement ou des aéro-éjecteurs en ligne. Les postes à fosse sèche constituent une autre possibilité qui facilite les interventions de maintenance et de surveillance. Mais d'autres solutions existent qui permettent de réduire les risques comme par exemple l'implantation d'une chambre de vannes séparée pour les postes de relèvement avec groupe submersible dans la bâche. Dans la bâche de reprise d'un poste de relèvement, il convient également de limiter le nombre d’équipements à demeure pour éviter l'encrassement, la dégradation (panier dégrilleur...) et la possibilité de descendre (pas d’échelle fixe à demeure...). À noter également que certains fabricants déploient des efforts particuliers pour améliorer les conditions d'entretien de leurs stations de relevage à l'image de Techneau qui a développé une vanne de sectionnement en inox (vanne HydroVSR) ayant la possibilité d'intégrer un panier dégrilleur amovible. Simple d'installation, elle peut être mise en place sur un ouvrage existant et permet d'isoler le poste du réseau pendant les opérations d'entretien et de maintenance.]
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[Photo : Le pompage en ligne directe popularisé par Side Industrie repose sur la reprise des eaux usées directement au fil de l’eau d’une canalisation gravitaire, au fur à mesure de leur arrivée, sans passer par une bâche de stockage classique.]

La variation de vitesse permet d’assurer un pompage continu et régulé en fonction du débit entrant. Une vanne d’entrée et une armoire de commande pré-équipée complètent l’ensemble, disponible dans plusieurs gammes de puissances pour faire face à la plupart des configurations.

Ce système se caractérise par un faible encombrement, ce qui permet de simplifier les installations et ainsi de concevoir des postes de relèvement dans peu d’espace, donc à un faible coût. Il présente également l’avantage de s’adapter à la réhabilitation des stations existantes comme à la création de postes neufs et sa maintenance est simple, grâce à sa vanne d’arrivée fournie, à la standardisation des pièces et à un accès aisé aux parties en mouvement. Il existe également désormais une gamme de stations prêtes à brancher pré-équipées du système DIP, et construites à partir de modules finis étanches en inox, baptisée Sidinox.

Mais surtout, le pompage en ligne présente l’avantage de s’affranchir des inconvénients liés à la présence de volumes de rétentions : apparition d’odeurs, formation d’H₂S, accumulation de sables et/ou de graisses, corrosion des équipements. Il permet également de ne plus avoir à curer les postes tout en offrant un accès sécurisé aux différents équipements. Odeurs, formation d’H₂S, corrosion, refus de dégrillage, des dysfonctionnements récurrents qui affectent fréquemment les postes de relèvement et qui ont permis au système Dip, perçu dans un premier temps comme une solution temporaire pour assurer la continuité du pompage des effluents durant les travaux de réhabilitation d’un poste de relèvement, de s’imposer finalement comme une véritable alternative aux solutions traditionnelles. Aujourd’hui, ce système équipe plus de 800 sites en France, dont certains sont des réseaux complets équipés de systèmes DIP en cascade, comme par exemple le SIAMM de Montrichard (13 DIP en cascade, réalisation Haberts SA), le SYTTEAU de la Vallée du Doubs (9 DIP en cascade, réalisation Safege-H. Viard-Sogreah-INEO-SPIE Batignolles), le SMABLA du Pays du Royans (7 DIP à terme, réalisation Alp’Études-Sogreah-SPIE) ou bien encore le SIAV de la Vanoise (8 DIP en cascade, réalisation Sagefe-Scercl-IRH-Lyonnaise des Eaux). À l’origine du choix de ce dernier syndicat : des conditions d’exploitation améliorées pour un investissement inférieur de 25 % par rapport aux solutions de pompage classique.

Pourtant, même si nul ne conteste ses apports dans des cas bien précis, le pompage en ligne directe suscite encore ici et là certaines réserves. On lui reproche pêle-mêle ses piètres rendements et surtout sa propension à régler les problèmes localement en n’en générant d’autres, plus en amont ou plus en aval : création d’instabilités dans les réseaux, dépôts dans les regards amont, modifications des caractéristiques gravitaires de la conduite d’amenée...

[Photo : Le système de pompage en ligne proposé par ITT France se compose de pompes submersibles capables de fonctionner en cas d’inondation de la fosse sèche et équipées de la technologie N en lieu et place de la classique roue vortex radiale ce qui leur assure un rendement voisin de 70 %.]
[Photo : ITT France propose une station polyester en fosse sèche pour pompage en ligne (SPM 2802) dont plusieurs exemplaires sont déjà opérationnels à Toulouse, Bordeaux, etc.]
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[Photo : KSB a présenté au dernier salon Pollutec son nouveau concept modulaire de station de relevage en ligne : la S.R.L. (Station de relevage en Ligne), équipée de pompes standard à brides à haut rendement. Asservies à un variateur de fréquence, les pompes adaptent leur fonctionnement au débit d'arrivée de l'effluent.]

né, débits trop faibles à l'aval préjudiciables à l'autocurage, etc...

Reste que, soucieux de pouvoir répondre aux appels d'offres qui prescrivent le pompage en ligne en principal ou en variante, les pompistes ont développé leurs propres solutions, à l'exception notable de Grundfos. « Nous estimons que le pompage en ligne, qui tend à réduire la vitesse des écoulements, peut poser d'importants problèmes de curage », indique Dominique Gautier, directrice commerciale chez Grundfos. « D'une manière plus générale, nous considérons que la variation de vitesse en assainissement sur de grandes plages est néfaste pour le réseau et souvent source de dysfonctionnements ».

Pour améliorer la gestion des stations de pompage, Grundfos a développé une pompe intelligente, l'AutoAdapt, présentée lors du dernier salon Pollutec. Ce concept repose sur des capteurs et une électronique embarquée dans la pompe, qui devient capable de s'adapter automatiquement à la situation prévalant dans le poste, en rationalisant l'exploitation, en simplifiant l'installation, la mise en service et l'entretien, et en augmentant en même temps la fiabilité en rendant inutiles tous les capteurs externes, câbles, interrupteurs et autres flotteurs.

Salmson se démarque également avec sa station Emuport : « Sans reposer sur le principe du pompage en ligne, elle en procure tous les avantages, notamment en matière de protection vis-à-vis de H2S, tout en offrant des rendements bien supérieurs », indique Philippe Laveissière, directeur du département Cycle de l'Eau chez Salmson.

ITT France propose une station polyester en fosse sèche pour pompage en ligne (SPM 2802), dont plusieurs exemplaires sont déjà opérationnels à Toulouse, Bordeaux, etc. Le système se compose de pompes submersibles (moteurs de classe H) capables de fonctionner en cas d'inondation de la fosse sèche et équipées de la technologie N en lieu et place de la classique roue vortex radiale, ce qui leur assure un rendement voisin de 70 %. « Et surtout, assure Claude Berthier, ce système fonctionne sous les eaux d'arrivée, ce qui évite de mettre la conduite d'amenée en charge et de perturber le réseau en amont ». Un variateur de vitesse assure une souplesse de fonctionnement en ajustant la plage de fonctionnement en fonction des exigences du système.

KSB n'est pas en reste et a présenté au dernier salon Pollutec son nouveau concept modulaire de station de relevage en ligne, assemblée en usine et livrée clé en main : la S.R.L. (Station de relevage en Ligne), équipée de pompes standard à brides à haut rendement. Asservies à un variateur.

[Photo : Grundfos a développé des pompes AutoAdapt permettant de se passer des flotteurs dans les postes de relevage.]
[Photo : Chez Grundfos, les postes Waterlift sont basés sur des centaines de sous-ensembles standards pouvant être combinés entre eux pour répondre à tout type de besoins. Un configurateur permet de créer le poste sur mesure en fonction des spécificités de l'installation.]
[Encart : Emuport de Salmson offre un système de séparation de solides qui permet d’éliminer le dégrillage. La station recueille à la sortie du collecteur les effluents ; les matières solides sont retenues à l’intérieur des réservoirs séparateurs par les clapets dégrilleurs placés à l’aspiration des pompes. Lorsque les pompes sont arrêtées, les eaux usées ainsi filtrées continuent à travers la pompe à contre-courant et aboutissent dans le réservoir collecteur commun. Lorsque les pompes démarrent, les eaux sont à nouveau pompées de manière à refouler les matières solides et à les évacuer vers la conduite de refoulement. Seuls les effluents dégrillés traversent la pompe.]

Grâce aux variateurs de fréquence, les pompes adaptent leur fonctionnement au débit d’arrivée de l’effluent. La station se compose d'une cuve en polyester standard (diamètre : 1600, hauteur : 2000), de deux pompes de type Sewabloc (2,2 kW à 11 kW), de tuyauteries (DN 80 ou DN 100) installées avec clapets et vannes sur chaque refoulement, ainsi que d’un coffret complet comprenant des variateurs de fréquence programmés. La station est livrée équipée, prête à être branchée, avec coffret électrique complet et programmé. Elle est prête à poser, en réhabilitation, par simple installation du module à l'intérieur du poste existant, ou directement en terre pour un poste neuf. Elle constitue également un pas important en contribuant à fiabiliser la technique du pompage en ligne.

« La SRL est équipée de composants hauts de gamme, développés par KSB, qui ont fait leur preuve, explique Stéphane Quertain. Elles intègrent des pompes Sewabloc dédiées aux eaux usées, équipées de doubles garnitures mécaniques, de chambre à huile entre les deux, et sont dotées d’hydrauliques très étudiées, le plus souvent de roues vortex à haut rendement. »

Autre particularité, le groupe de pompage de la SRL est structuré autour d’un piquage vertical situé sous la conduite d’amenée évitant de dénoyer les pompes.

« Ce piquage, qui joue le rôle de mini-collecteur, permet de maintenir les pompes en charge, explique Stéphane Quertain. Résultat : on ne pompe pas d’air, on améliore le rendement, on diminue les consommations d’énergie sans modifier le fonctionnement hydraulique du réseau ni en amont ni en aval du poste de relèvement. »

Bien que basée sur une technique de pompage innovante, la SRL reflète bien cette nouvelle génération de postes de relèvement préfabriqués, prêts à être branchés, qui séduisent les exploitants.

Chez Side Industrie, l’inventeur du système DIP, on se déclare serein. « Nous sommes heureux de constater que les grands constructeurs de solutions de relevage traditionnelles tentent de nous emboîter le pas sur le chemin du pompage en ligne avec du matériel classique revisité », indique Stéphane Dumonceaux, PD-G de Side Industrie. L'entreprise continue à développer son offre en proposant une solution dédiée aux applications individuelles nommée DomoDIP™, une extension de sa gamme “gros débit” jusqu’à 110 kW, une réponse aux fortes HMT jusqu’à 110 mce, des fonctions d’automatismes embarqués intelligentes telles que l’autoréglage et l’auto-débourrage, ainsi qu'une gamme de stations de pompage en ligne directe Sidinox (1,5 à 55 kW) prêtes à brancher et fabriquées en France.

Les petites ou moyennes installations : le succès des postes prêts à brancher

De la maison individuelle aux réseaux d’assainissement urbains en passant par les petites collectivités, les postes de relèvement préfabriqués sont partout et couvrent un large spectre d’applications. « Ils sont cependant réservés aux relevages de petite ou moyenne importance avec des pompes de 1 jusqu’à 15 kW, en termes de débit jusqu’à 400 m³/h », indique Claude Berthier. Ces postes peuvent cependant atteindre des dimensions respectables : ITT France a ainsi posé sur le bord des pistes de l’aéroport de Roissy un poste de 12 mètres de profondeur pour 3 mètres de diamètre et, à Cergy-Pontoise (95), une station Top de 17 mètres de hauteur pour 1800 mm de diamètre a été récemment mise en service. Plébiscités pour la simplicité et la rapidité de leur mise en œuvre, ces équipements ont profité de toutes les avancées enregistrées ces dernières années en termes d’hydraulique, de pompage, de régulation et de télésurveillance et n'ont plus grand-chose à envier aux postes traditionnels. L’offre

[Photo : La nouvelle station de relevage en polyester SRK de Techneau comporte une tête monobloc autoportante qui permet l’accès aux éléments de régulation, de pompage et à la robinetterie, une base intégrant une pente à 45° côté entrée, un regard de puisage central et un fond sandwich doté de pattes d’ancrage intégrées.]
[Photo : Sidinox, la station DIP prête à brancher de Side Industrie. Les pompes et tous leurs accessoires sont montés, branchés, et testés avant la livraison sur le chantier. L’enveloppe fosse sèche inox 100 % étanche ne craint pas les remblaiements hasardeux et comporte des entrées/sorties soudées.]

est abondante et permet de répondre à la plupart des configurations dans une large gamme de matériaux et de débits. Salmson, Techneau, Simop, Sebico, Side Industrie, Grundfos, Jetly, Eau Claire, Eau’Rizon, Pedrollo ou encore Technirel proposent des postes en béton, PEHD ou polyester, voire même en inox pour Huber Technology et Side Industrie, couvrant une gamme de débit allant de 1 à 500 m³/h. ITT France propose tout à la fois des stations standardisées et modulaires qui permettent de répondre, selon les cas, aux besoins conventionnels ou spécifiques pour des débits allant de 5 jusqu’à 400 m³/h avec de 1 à 4 pompes. KSB propose de son côté deux gammes de postes de relevage classiques permettant de répondre à toutes les configurations. La première, baptisée SRP, en polyester armé de fibres de verre, a été conçue pour s’adapter aux besoins spécifiques du client. « Tout est modulable, souligne Stéphane Quertain, des dimensions de la cuve jusqu’aux équipements qui la composent, c’est une station qui est construite à la carte en fonction des besoins exprimés par le client et qui peut être équipée de toutes les gammes de pompes et d’hydrauliques existant chez KSB ». La gamme SRS repose à l’inverse sur une standardisation de la cuve et de ses équipements. « Elle a été conçue pour répondre complètement et simplement aux besoins les plus courants dans des délais très courts et au meilleur prix » indique Stéphane Quertain.

Grundfos couvre l’ensemble des besoins par des postes préfabriqués en polyéthylène (gamme Pust), ou en polyester (gamme Waterflift) jusqu’à des diamètres de 3 m avec possibilité de doubles cuvelages, ce qui permet d’installer des pompes en fosses sèches. « Sur nos postes en polyester, on peut utiliser deux gammes de pompes : les gammes SLI/SLV ou bien les gammes SE1/SEV à chemise inox, qui présentent la particularité de pouvoir fonctionner de la même façon qu’elles soient immergées ou installées en fosse sèche, sans perte de performance et sans liquide de refroidissement » souligne Dominique Gautier. « Ces deux gammes de pompes ont été étudiées pour que la maintenance soit facilitée et réalisable sur place ».

Le polyester et le polyéthylène, dont les diamètres progressent grâce aux innovations enregistrées en matière de renforts, sont les matériaux les plus répandus. KSB utilise exclusivement le polyester sur ses gammes SRP, SRS et SRL tout comme ITT France sur ces gammes Top, Top compacte et SPM. « Contrairement à une fosse toutes eaux par exemple, un poste de relèvement est toujours vide ou presque, et la cuve n’est jamais en contrepression. Le polyester, contrairement au PEHD, permet de reprendre des forces dues à la poussée d’Archimède et les contraintes de terrain qui sont souvent très fortes » explique Claude Berthier. Salmson utilise également le polyester « très résistant face aux effluents agressifs » selon Nicolas Leleu, Technico-commercial Grands Comptes Water Management, et le polyéthylène éventuellement renforcé par des anneaux de sable ou de béton pour reprendre les charges latérales.

Au-delà du matériau, la capacité de l’ouvrage et plus précisément le volume de la bâche doit faire l’objet de toutes les attentions. « Dans un poste bien dimensionné, le temps de séjour des effluents ne doit pas excéder 4 heures, rappelle Claude Berthier. Au-delà, la formation de gaz est inévitable. L’apparition d’odeurs ou de H₂S est souvent le fait de postes dont les bâches, surdimensionnées, entraînent des temps de séjour trop longs. Notre gamme Top a été conçue avec le souci de réduire au maximum le volume de la bâche et sont le fruit d’un savant compromis entre l’encombrement minimum pour recevoir les pompes, le temps de séjour des effluents et la proximité des parois pour ne pas perturber le fonctionnement de l’hydraulique ».

Le choix de la pompe et de l’hydraulique est également déterminant. « Il sera

[Encart : Vers une norme en matière d’interchangeabilité L’innovation se porte bien en matière de postes de relevage. Chaque constructeur développe ses propres éléments de montage et accessoires spécifiques, rendant souvent impossible le remplacement d’une pompe par un modèle d’une autre marque sans modifications lourdes et coûteuses. Pour les exploitants, cette situation complique la maintenance, augmente les stocks de pièces de rechange et renchérit les interventions. D’où la demande croissante d’une normalisation destinée à favoriser l’interchangeabilité. Un groupe de travail a été constitué et devrait présenter un premier rapport en fin d’année.]
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[Photo : Certains industriels commercialisent des solutions prêtes à poser qui présentent un avantage indéniable en termes de temps de pose, de fiabilité et de facilité d’installation, à l’image des postes proposés par la société Simop avec, ici, le poste Maximop.]

En fonction de la nature de l’effluent à relever selon qu’il s’agisse d’eaux chargées, d’eaux industrielles, d’eaux vannes ou encore d’eaux pluviales », indique Nicolas Leleu, Salmson. Sur ses gammes TOP et SPM, ITT France propose ses pompes Flygt 3000 comprenant les hydrauliques traditionnelles C, D et M mais aussi la nouvelle génération d’hydraulique N. « Nous privilégions l’hydraulique centrifuge ou la technologie N par rapport aux roues Vortex, pour trois raisons : le rendement, l’empreinte carbone et la maintenance », souligne Claude Berthier.

Salmson propose également une large gamme de pompes de relevage équipées sur sa gamme Sir Delta de roues monocanal pour les eaux pluviales et de roues vortex pour les effluents. « La station Emuport, dotée d’un système de séparation des solides, est équipée de pompes centrifuges à roue monocanal qui permet de gagner en rendement et de diminuer la puissance moteur ; volumes métriques (rotor excentré) permettant d’atteindre jusqu’à 120 mCE d’HMT », précise Philippe Laveissière, Salmson, qui annonce par ailleurs la commercialisation avant la fin de l'année 2011 d’une nouvelle roue “imbouchable”, présentée au dernier salon Pollutec, dont le rendement devrait avoisiner 50 %.

Au-delà de l’aspect fiabilité, essentiel sur ce type d’ouvrage, les fabricants proposent de nombreuses innovations pour sécuriser et réduire les opérations de maintenance tout en abaissant les coûts.

Sécuriser et réduire les opérations de maintenance tout en abaissant les coûts

« La sécurité et la maintenance sont devenues primordiales », souligne Stéphane Quertain, KSB. Ces préoccupations qui montent en puissance depuis quelques années expliquent une bonne part du succès des stations de relevage en ligne. Même constat chez Salmson : « Nous percevons une modification des priorités chez nos clients qui se montrent de plus en plus sensibles aux risques encourus par le personnel exploitant », indique Philippe Laveissière.

Pour réduire la maintenance et sécuriser les interventions, Salmson a développé Emuport, une station de relevage prête à poser qui offre un système de séparation de solides permettant d’éliminer le dégrillage. La station recueille à la sortie du collecteur les effluents ; les matières solides sont retenues à l’intérieur des réservoirs séparateurs par les clapets dégrilleurs placés au refoulement des pompes. Lorsque les pompes sont arrêtées, les eaux usées ainsi filtrées continuent à travers la pompe à contre-courant et aboutissent dans le réservoir collecteur commun. Lorsque les pompes démarrent, les eaux sont à nouveau pompées de manière à refouler les matières solides et à les évacuer vers la conduite de refoulement.

« Avantages : une maintenance simplifiée due à l’absence de panier dégrilleur, pas de risque de bouchage par les matières solides, une pompe qui consomme moins d’énergie que dans un poste classique, une station propre installée en fosse sèche, entièrement étanche, sans risque de corrosion, de contact avec les liquides et d’émanation de gaz, au fonctionnement autonome, limitant au minimum les interventions, avec une adaptation facile aux arrivées et sorties des collecteurs existants », souligne Nicolas Leleu, Salmson.

En 2006, la communauté de communes de l’Étang du Stock (57) avait mis en place un réseau de traitement des eaux usées destiné à desservir entre 300 et 2000 habitants selon les saisons. Son choix s’était alors porté sur la station de relevage EMUport dont 4 unités avaient été posées (voir EIN n° 304). À l’occasion de la seconde tranche des travaux engagée en juillet 2011, la communauté de communes a confirmé son choix avec l’installation de 7 stations supplémentaires.

« Cette solution offre une maintenance très réduite. Pour des petites communes comme les nôtres, c’est une exigence car nous ne disposons pas de moyens techniques et humains », explique Bernard Simon, Président de la communauté de communes de l’Étang du Stock. « Par ailleurs, en cas d’intervention il n’y a aucun risque de contact avec les effluents, de corrosion ou d’émanation, puisque c'est une station en fosse sèche. Le travail et la maintenance s’en trouvent facilités et surtout sécurisés ».

L’AutoAdapt de Grundfos constitue également un pas important vers un entretien allégé. « Nous estimons que cette fonction permet de réduire la maintenance des postes d’environ 50 % », indique Dominique Gautier.

[Photo : Pedrollo France propose une station de relevage domestique en polyéthylène haute densité, équipée de 2 pompes sur pied d’assise avec passage diamètre 50 mm.]
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[Encart : Petites collectivités : une nouvelle gamme de postes de relevage Sebico commercialise Drain’up, une nouvelle gamme de postes de relevage particulièrement adaptée pour relever les eaux usées ou chargées des maisons individuelles ou des petites collectivités (lotissements, hôtels, restaurants, campings, etc.). La gamme se compose de 8 modèles dont les caractéristiques et équipements répondent à tout besoin : • de relevage ou de refoulement ; • les cuves sont en polyéthylène haute densité traité anti-UV ; • leur structure est renforcée, ce qui autorise une pose hors sol ou enterrée ; • le couvercle, à visser en polyéthylène, est étanche à l’eau et s’adapte sur la rehausse ; • l’entrée est munie d’un joint souple Ø 180 × 100 mm pour assurer l’emboîtement et l’étanchéité du raccordement ; • les équipements sont livrés en modules prémontés, prêts à poser.]

Pour conserver des performances de pompage optimales et réduire les interventions tout en augmentant la sécurité, ITT a développé sur toute sa gamme une vanne de brassage qui permet d’éliminer le nettoyage manuel : au début de chaque cycle de pompage, la vanne s’ouvre et un jet d’eau la traverse, provoquant une turbulence qui remet les solides et les dépôts de boue en suspension pour en faciliter l’évacuation par la pompe. La vanne se referme ensuite automatiquement au bout d’une trentaine de secondes avant de se rouvrir en fin de cycle, prête à intervenir au démarrage suivant. Sur les gammes Top et SPM, la géométrie des fonds de postes a été conçue pour augmenter les turbulences en cours de pompage et remettre en suspension les solides décantés afin qu’ils soient évacués par les pompes. Les dépôts de boues s’en trouvent minimisés et les interventions de maintenance plus réduites. « La sécurité a été au centre du développement des gammes Top et Top Compacte, indique Claude Berthier. Le fond est autonettoyant, les pompes qui bénéficient de la technologie N sont incolmatables et toute la robinetterie est logée dans un regard externe séparé de l’effluent. Il n’y a donc aucune raison de descendre dans nos postes qui ne sont d’ailleurs pas équipés d’échelle. Si malgré tout un problème survenait sur les pompes, celles-ci seraient sorties du poste sans qu’il soit besoin d’y pénétrer. »

Techneau, qui propose une gamme de stations en polyéthylène (STAR) ou en polyester (SRK) sur des débits de 5 à 300 m³/h avec des diamètres de cuves allant jusqu’à 2,9 m, propose également plusieurs innovations susceptibles de simplifier et sécuriser la maintenance tout en abaissant les coûts. C’est par exemple le cas en matière de détection des niveaux avec le système par mesure de pression Aero, proposé en série, qui évite les dysfonctionnements et l’entretien inhérent aux systèmes à flotteurs. La dernière née, la nouvelle station de relevage en polyester SRK présentée à Pollutec 2010, comporte une tête monobloc autoportante qui permet l’accès aux éléments de régulation, de pompage et à la robinetterie, une base intégrant une pente à 45° côté entrée, un regard de puisage central et un fond sandwich doté de pattes d’ancrage intégrées. Les fixations des pieds d’assise se font par goujons directement scellés au fond polyester : le fond de la station de relevage n’est alors pas percé (donc sans risque de fuite) et les pieds d’assise peuvent être démontés si nécessaire. Par ailleurs, le fond de la SRK est doté d’une paroi lisse en pente de manière à éviter l’accrochage des graisses et autres matières lourdes : dirigées directement vers le centre du puits, celles-ci seront aspirées par les pompes évitant ainsi les dépôts et les risques de formation de sulfures d’hydrogène. Pour faciliter la vidange éventuelle du poste, le fond est pourvu d’un puisard de nettoyage. L’entretien et l’accès à la robinetterie, entièrement démontable par l’utilisation de brides, sont facilités par le vaste regard de vannage intégré avec une possibilité d’ouverture complète.

À noter que les postes SRK respectent les recommandations décrites dans le document « Postes de relèvement sur les réseaux d’assainissement » (Ed 6076, décembre 2010) élaboré par l’Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS).

Une solution pour lutter contre les lingettes et autres solides

Une aggravation du phénomène de bouchage et de blocage des hydrauliques de pompes est apparue ces dernières années en matière de relevage. Des dysfonctionnements répétés qui ont bien souvent pour origine les lingettes ménagères dont l’utilisation va croissante d’année en année.

Or, les pompes submersibles pour eaux usées utilisées pour de faibles débits (jusqu’à 40–60 m³/h) ont des sections de passage relativement étroites (de 40 à 65 mm, voire moins dans le cas de Hmt importante).

Les pompes à hydrauliques dites broyeuses n’enregistrent qu’un succès limité, ce type d’hydraulique n’étant pas adapté au pompage d’eaux usées chargées de lingettes.

Une solution consiste à implanter de plus grosses pompes avec des sections de passage beaucoup plus importantes, de l’ordre de 100 mm. Problème : ce type de pompe, dont le débit est de 2 à 4 fois supérieur au besoin de l’installation, sont plus coûteuses à l’achat comme à l’exploitation, sans parler du bilan énergétique et environnemental. Le prix d’achat d’un poste de relevage équipé de pompes surdimensionnées est au moins deux fois plus cher qu’un matériel adapté.

D’où l’intérêt de la solution proposée par Hydraustab, le Splitbox, un séparateur permettant de pomper les matières que l’on trouve dans les eaux usées sans que celles-ci ne passent par la pompe.

Les eaux usées sont dirigées vers une boîte de séparation située sur le refoulement de la pompe qui, par un jeu de clapets et de chicanes, retient les matières et laisse passer l’eau. L’eau ainsi séparée arrive dans la cuve en cheminant à travers la pompe, fait monter le niveau et, par le jeu de la régulation classique d’un poste de relevage, démarre la pompe qui, tout en vidant la cuve, génère un courant d’une vitesse définie pour chasser les matières stockées dans la boîte de séparation. En sortie du séparateur, l’eau et les matières sont à nouveau réunies pour être évacuées dans la tuyauterie de refoulement via la station d’épuration. Ainsi le groupe de pompage joue son rôle sans être perturbé par les matières.

« Cet appareil peut être installé en réhabilitation dans pratiquement tous les cas de figure et en standard dans des postes de relevage préfabriqués neufs, souligne Bernard Pigois, Hydraustab. Il trouve un intérêt particulier pour les pompes de petit diamètre (DN 50–DN 65) et les Hmt élevées, car dans ce cas, on peut implanter des pompes à faible section de passage, donc des puissances électriques beaucoup plus faibles. Nous avons réalisé des postes de relevage avec Splitbox dans lesquels la puissance électrique des pompes a été divisée par deux. »

Pour une installation neuve, le coût du Splitbox est à peine supérieur à celui d’un panier de dégrillage classique. À ce jour, Hydraustab revendique une cinquantaine de Splitbox en service qui fonctionnent depuis trois ans pour les plus anciens, pour des débits allant de 15 à 150 m³/h.

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