Légers, faciles et rapides à installer, les postes de relèvement préfabriqués se développent et sont capables de répondre à des besoins individuels aussi bien que collectifs ou industriels. Ils intègrent de nombreuses innovations dans leur conception, leurs équipements et les pompes elles mêmes qui réduisent les coûts de maintenance et améliorent la sécurité de l'exploitation.
Le poste de relèvement est un élément essentiel du réseau, permettant aux effluents de passer des obstacles sous pression pour rendre de nouveau l'écoulement gravitaire possible. Sur les 6 000 postes de relèvement qui seraient posés en France chaque année, environ la moitié sont fabriqués sur place en béton, les autres étant des postes préfabriqués prêts à l'emploi. Dans ces derniers, les stations préfabriquées destinées au secteur domestique ou au petit collectif trouvent une bonne place avec un marché qui bénéficie de la réhabilitation de l'assainissement en France. Qu'il s'agisse de déplacer un système de traitement ancien, de permettre l'infiltration dans la parcelle ou de connecter des assainissements individuels vers le réseau public, il est souvent nécessaire de relever les eaux pour être à bon niveau.
Faciliter l'installation des postes de relèvement
Les stations de relèvement préfabriquées sont de plus en plus demandées pour leur
facilité d'installation. Une fois les aménagements réalisés pour recevoir la cuve, notamment si le sol n'est pas stable, il suffit souvent de quelques heures pour la mettre en place et effectuer les branchements hydrauliques et électriques. De plus, réalisées en polyéthylène, en polyester ou en inox, ces cuves sont très légères et, par conséquent, aisément manipulables lors de leur installation. De nombreux fabricants, comme Xylem, Salmson, Grundfos, Sebico, Simop, Premier Tech Aqua, Techneau, Ebara, Pedrollo, Wilo, Quest Environnement ou Hydrhéco proposent des cuves en polyéthylène rotomoulé pour la maison individuelle et le petit collectif, et en polyester à enroulement filamentaire pour le collectif et l'industriel. Ces matériaux ont l’avantage d’être imputrescibles. Ils ne sont pas affectés par l'H₂S, un gaz dégagé par les effluents, contrairement au béton qui peut, dans certains cas, se désagréger à son contact.
« Mais il y a polyester et polyester, prévient Philippe Loison de Xylem. Toutes nos cuves en polyester sont fabriquées en France, et ont fait l’objet d’études conjointes avec le CETIM pour valider leur résistance, grâce au choix judicieux du type de fibres, de la résine, des angles d’enroulement filamentaire. En outre, grâce à nos 40 ans d'expérience dans les stations polyester, le processus de fabrication a été optimisé pour notamment obtenir une surface intérieure très lisse limitant l'encrassement des parois ».
Side Industrie est le seul à proposer une station prête à l'emploi en inox, Sidinox. « Tous les matériaux utilisés dans la fabrication de la station sont éco-conçus, fabriqués chez nous et recyclables, souligne Valérie Joguet de Side Industrie. De plus, contrairement aux cuves en polyester, les cuves inox ne sont pas sensibles aux chocs et ne nécessitent pas de précautions particulières lors du remblaiement ».
Chez Premier Tech Aqua, M. Pailloux (Responsable Hydraulique appliquée) rappelle que ce sont bien « les qualités de durabilité qui font la différence, pour ces ouvrages devant rester pleinement fonctionnels et fiables plusieurs décennies ».
Plébiscité par les professionnels depuis 1993, Premier Tech Aqua fabrique ses postes en « béton de résine » (centrifugation, avec fibre de verre armée de silice et de résine), à la fois faciles à manutentionner (poids réduit) et très résistants mécaniquement, pour l'enfouissement en toutes conditions. Ils sont également insensibles aux agressions chimiques (effluents en transit), aux électrolyses et géologies difficiles.
Qu'elles soient en polyéthylène, polyester ou inox, les cuves sont toutes munies de pattes ou d’anneaux permettant de fixer la cuve à un support en béton ou de débords anti-soulèvement, et sont équipées de pieds d’assise ou de trépieds, de barres de guidage pour descendre et fixer la pompe à son support, ainsi que de la robinetterie et des canalisations prêtes à être branchées, éventuellement d'un vide-cave (Sidinox, Xylem, Salmson, Odipure, Pedrollo, Wilo, SFA), d'un panier dégrilleur (Sebico, Xylem, Remosa, …), d'un dégrilleur automatique (FJX de Xylem) permettant de réduire les interventions de nettoyage et d'une vanne de sectionnement après le clapet antiretour (Sebico) ou vannes de sectionnement sur les deux collecteurs, arrivée d’eau et refoulement (Xylem). Les couvercles peuvent être amovibles avec barres de sécurité (Sidinox), vissés et anti-intrusion avec verrous (Hydrhéco), avec charnière et barres anti-chute (Maximop de Simop). Xylem propose toutes ces options selon le besoin.
Des stations sur mesure
Les gammes de stations proposées par les fabricants sont plus ou moins larges avec des diamètres allant de 1 à 3 m et des profondeurs jusqu’à 6 ou 8 mètres, voire au-delà pour Xylem qui propose des études sur mesure et a par exemple déjà installé une station de 17 mètres de profondeur.
Bien que prêtes à brancher, la station d’ensemble est toujours modulaire ; en particu-
« Nous proposons notamment une pompe dilacératrice broyeuse, nécessaire pour remonter très haut un faible débit comme c'est souvent le cas en zones vallonnées ou montagneuses », précise Luc Lary chez Sebico.
De nombreux constructeurs tels que KSB, Salmson, Xylem, Atlantique Industrie, Techneau, Wilo, Ebara ou encore Grundfos font du sur-mesure, cuves comprises, en particulier pour les stations destinées aux réseaux collectifs. La pompe, qui reste le composant essentiel, doit être adaptée au projet. « Ce sont les caractéristiques des pompes qui sont importantes, insiste Christophe Colette de Hydrhéco. Pour chaque poste, il faut choisir la pompe adéquate en fonction de caractéristiques techniques comme la hauteur à relever et la longueur du refoulement ». Par exemple, la gamme Drain’up de Sebico en polyéthylène moulé propose des solutions domestiques bien identifiées mais le choix de l’hydraulique reste fonction du contexte.
La cuve est personnalisée en usine avec la configuration des canalisations en fonction des besoins du chantier, avec un type de pompe adaptée aux effluents et aux hauteurs d’arrivée de l’eau et de refoulement, des données spécifiques du réseau, du nombre d’habitations connectées, etc.
Assurer la sécurité des agents de terrain
La facilité d'installation n’est pas le seul point commun des stations de relevage prêtes à l'emploi. Les évolutions des dernières années visent toutes à améliorer la sécurité des agents qui interviennent sur les postes et optimiser la maintenance. L’intervention sur les postes est en effet une opération risquée. Les effluents d’eaux usées dégagent beaucoup de gaz dont le H₂S, inodore et particulièrement toxique, qui provoque chaque année le décès de plusieurs agents. Moins fatale, la contamination bactérienne et virale lors de la sortie de pompe pour le nettoyage et démontage est aussi une réalité pour ces personnels. C’est pourquoi de plus en plus de fabricants proposent une chambre à vannes séparée de la cuve, qui permet de protéger les agents des dégagements potentiels d’H₂S pendant les contrôles.
Xylem propose des regards soit indépendants de la cuve principale, soit accolés à la cuve pour un encombrement réduit. Selon les cas de figures rencontrés, les pompes peuvent être installées en fosse sèche ou immergées.
Les pompes des stations Waterlift de Grundfos sont
[Photo : Hydrhéco fournit des ensembles compacts entièrement prééquipés, prêts à brancher, composés d’une cuve monobloc tout particulièrement adaptés pour relever les eaux usées ou chargées des maisons individuelles ou des petites collectivités. Vue d’un poste installé dans un lotissement de 240 équivalents habitants dans l’Oise (60) au mois de juillet 2013.)installées en fosse sèche pour les cuves de diamètre supérieur à 2,80 mètres ; les pompes équipant ces postes sont des SE refroidies par du glycol qui circule à l’intérieur ou via une chemise statorique assurant le transfert de la chaleur vers le liquide pompé. La S.R.L. (Station de relevage en Ligne) de KSB est une station de relevage en fosse sèche, donc sans stockage d’eaux usées. Elle est équipée de pompes standard à brides à haut rendement. Bénéficiant d'une variation de fréquence, les pompes adaptent leur fonctionnement au débit d’arrivée, contribuant ainsi à l’optimisation du coût global d’exploitation.
Le problème des dégagements gazeux est résolu de façon radicale dans les stations Sidinox qui sont équipées du système de pompe en ligne directe (système DIP, conçu par Side Industrie), branché directement sur le fil d’eau d’une canalisation gravitaire. « En combinant vitesse variable et fonctionnement d’une ou deux pompes, le DIP système® permet de s’adapter à tous les débits, explique Valérie Joguet de SIDE Industrie. On s’affranchit ainsi des odeurs, du bac de rétention, du curage et on réduit donc les risques de bouchage. En assainissement collectif, ce système permet d’économiser 32 % d’énergie en moyenne par rapport aux postes classiques !
Nous avons conçu sur le même principe la station Domo-DIP®, avec une seule pompe, pour l’assainissement domestique ». Cette solution n’a pas que des émules. « De notre point de vue, cette solution de pompage en ligne avec variation de vitesse crée un risque de sédimentation des matières dans les collecteurs d’arrivée qui sont utilisés comme réserves tampon et qui peuvent générer des opérations de maintenance plus délicates », juge Philippe Loison. Pour éviter la formation d’H₂S, Xylem met l'accent sur l'importance du bon dimensionnement de la station (avec des temps de séjour des eaux usées les plus courts), la capacité auto-nettoyante de la cuve et le choix judicieux des pompes. « Nos fonds de cuves auto-nettoyants TOP brevetés par Flygt sont conçus de manière à supprimer les accumulations de dépôts. Les pompes de technologie N anti-colmatage Flygt ont prouvé leur supériorité, étant utilisées.
Réduire les activités de maintenance
« Les équipes sont très sollicitées pour les interventions curatives et ont de moins en moins de temps pour réaliser toutes les maintenances et les nettoyages que nécessite l'entretien d'une pompe », insiste Damien Jacquier de Grundfos. C’est pourquoi les fabricants orientent également leurs efforts d'innovation pour limiter le temps dédié à cette activité : forme et texture de la cuve pour éviter les dépôts, paniers dégrilleurs faciles à retirer et nettoyer, voire auto-nettoyeurs !
Xylem propose en effet un dégrilleur automatique adapté aux stations préfabriquées Flygt, le FJX, avec un râteau motorisé qui évacue périodiquement les déchets dans une benne extérieure, avec ou sans système de compactage intégré ; les opérations manuelles de vidange des paniers dégrilleurs sont alors supprimées. Les systèmes de pilotage des pompes s'améliorent également pour éviter les colmatages et les interventions afférentes. Les stations préfabriquées de Xylem sont équipées de la nouvelle technologie Flygt Experior™ qui combine une pompe à hydraulique N anti-colmatage, un moteur IE3 et un système de pilotage intelligent qui intègre à la fois une fonction d'optimisation de la consommation énergétique et des fonctions de nettoyage préventif : nettoyage de la bâche, des tuyauteries et de la pompe.
La roue S-Tube de Grundfos, présentée à l'occasion de Pollutec 2012, a été développée pour éliminer les blocages dus à l'emploi accru des lingettes. Cette roue combine une grande section de passage, l'une des plus grosses du marché avec 160 mm, et un angle très large de la roue (30°) qui permet d’entraîner facilement les solides. Des interstices sur la roue et sur la volute agissent comme des ciseaux quand ils se croisent et découpent les lingettes récalcitrantes. « Cela permet de supprimer le panier dégrilleur et ainsi de gagner du temps en maintenance, précise Damien Jacquier. Nos essais sur site n’ont enregistré aucun colmatage sur une année alors que la pompe classique branchée en parallèle en a eu 20 ».
Maximop, la station de relevage pour collectivités de Simop (eaux usées et eaux pluviales) est également équipée d'une roue dilacératrice. Pour Hydthéco, une pompe adaptée au type d’effluent avec vis dilacératrice ou lames tranchantes pour auto-nettoyage ne nécessite pas d'intervention ultérieure.
Un séparateur de matières pour limiter les opérations d’exploitation
Dans le domaine des stations de relevage, on observe une aggravation du phénomène de bouchage et de blocage des hydrauliques de pompes. Ces dysfonctionnements répétés ont pour origine les lingettes ménagères dont l'utilisation va croissante d'année en année. Partant de ce constat, Hydraustab a posé en postulat que, pour résoudre ce problème de bouchage par les matières présentes dans les eaux usées, il fallait tout simplement éviter que les grosses particules néfastes au bon fonctionnement des pompes ne circulent à travers leur hydraulique mais soient quand même pompées pour être évacuées vers la station d’épuration. D’où le principe du séparateur qui a pour but de séparer momentanément les matières de l'eau.
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 un séparateur de matières solides combiné à deux pompes en fosse sèche.
Le principe est le suivant : les eaux usées brutes s’écoulent dans un séparateur qui retient les matières solides. Les eaux usées dégrillées vont ensuite dans un réservoir qui, une fois rempli jusqu’au niveau maxi, déclenche le démarrage de l'une des pompes. Cette dernière chasse alors les eaux usées du réservoir vers le refoulement, entraînant les matières solides stockées dans le séparateur. La pompe s’arrête dès que le niveau minimum est atteint dans le réservoir. Le séparateur s’ouvre alors automatiquement et laisse les eaux usées brutes s’écouler à nouveau dans le réservoir. Quand les eaux usées dans la pompe sont dégrillées, il est possible d’utiliser des sections de passage plus petites et d’utiliser des roues fermées à très haut rendement, ce qui permet de réduire considérablement les dépenses d’énergie et les coûts d’exploitation. Cette nouvelle station de relevage est rentable, même en cas de hauteur manométrique élevée et/ou de longues conduites de refoulement. Les pompes n’étant traversées que par de l'eau sans matières solides, le risque d'usure et de bouchage est faible.
La commande intelligente et communi-
La dernière née, la station de relevage en polyester SRK 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 la recherche et de la sécurité (INRS).
