Les techniques de réhabilitation des canalisations d'assainissement sont arrivées à maturité. Elles sont efficaces pour remédier aux défaillances des réseaux. Cependant, la réhabilitation préventive est trop rarement mise en ?uvre ce qui risque de devenir problématique d'ici quelques années. En cause, le manque de connaissance sur l'état réel des réseaux et des budgets complexes à gérer.
Selon un rapport de l’Office International de l’Eau (OiEau), la France compte 250 000 km de réseau d’assainissement, dont 10 % ont plus de 65 ans. Les experts de l’OiEau estiment la durée de vie de ces canalisations entre 60 et 80 années. Il va donc falloir, d'ici 2015, remplacer au moins 25 000 km de conduites. Un minimum auquel s’ajoutent les kilomètres (environ 11 500) de réseau déficients posés dans les années 1960 à 1980. « Durant cette période de forte urbanisation, il fallait aller au plus vite et aux dépens certainement de la qualité et de la durabilité des installations. Les procédures de pose, la qualité même des matériaux utilisés, les contrôles de réception qui ont été par la suite imposés aux organismes financeurs, rien n'était encore en place » confirme Philippe Lagubeau, ingénieur au Service Travaux Spéciaux de la SADE. Ainsi, à Lyon, malgré des outils de diagnostic de l'état des réseaux (cf. encadré), « on n'a pas de vision sur la question de fin de vie » reconnaît Emmanuel de Thuy, responsable de l'unité “Coordination, expertise” à la direction de l’eau de
Lyon déploie des outils pour la gestion patrimoniale de son réseau
« Avant 1950, on ne sait pas très bien ce qui a été fait » confirme Dominique Renaud, responsable du département exploitation eau et réseaux d’assainissement à la Stéphanoise des Eaux. Difficile, dans ces conditions, d’anticiper les problèmes. Les interventions de réhabilitation sont donc le plus souvent réalisées dans l'urgence, pour pallier une déficience grave. « On intervient souvent de manière curative plutôt que préventive » constate effectivement Philippe Lagubeau. Conséquences : des factures élevées, des travaux plus lourds et des citoyens parfois mécontents lorsque les travaux génèrent un coût social : fermeture des commerces, circulation bloquée, etc.
Pour la réhabilitation de ses 2 700 km d’égouts, la Communauté urbaine de Lyon dispose d'un budget d’environ 6 millions annuels. De quoi réhabiliter une dizaine de kilomètres. Depuis trois ans, un outil de notation de l’état des réseaux aide à optimiser ce budget. Les techniciens qui visitent les réseaux attribuent une note à chaque tronçon, selon plusieurs critères : état de santé, protection de l’environnement, lutte contre les inondations et intégration des travaux dans une opération plus large, par exemple d’urbanisme. Si cet outil ne permet pas de répondre à la question « le taux de renouvellement est-il suffisant ? », il sert déjà à savoir où va l’argent. L'idée, c’est de développer cet outil de programmation triennale par le biais de critères techniques. Ainsi, dans les prochains mois, il devrait permettre de déterminer quel tronçon est à reprendre avant tel autre.
« Mais d’ores et déjà, il nous a permis de constituer un stock de travaux à réaliser » indique Emmanuel De Thuy, responsable de l'unité Coordination, Expertise, à la direction de l’eau de la Communauté urbaine. Ainsi, une centaine d'opérations de réhabilitations sont menées chaque année, et deux cents sont en réserve. Un projet vise d’ici une à deux années à équiper les égoutiers de tablettes informatiques sur lesquelles ils enregistreront les défauts observés et qui permettra de compléter le dispositif et offrir une vaste base d’informations pour programmer les travaux de façon encore plus efficace.
C’est que l’âge des réseaux est loin d’être la seule cause de leur détérioration. La nature du sol, la présence d’une route au-dessus, les racines qui entrent dans les canalisations... De nombreux facteurs abîment ou accélèrent le vieillissement de ces installations. Bref, « dans les 15 à 20 prochaines années, il va falloir renouveler une bonne partie du réseau. Les collectivités doivent s’y mettre, sinon ça va leur coûter très cher » estime René-Claude Fouilloux, chargé d'études à l’Agence de l’eau de Seine-Normandie.
Établir un diagnostic et réidentifier
Pour cela, « chaque commune doit établir un diagnostic et réidentifier son patrimoine avant de définir une stratégie communale » insiste Jean-François Dozier, directeur général de l’OIEau. Car l’état de fonctionnement et l’historique (âge, choix du matériau de la section) des réseaux d’assainissement ne sont pas toujours connus, et les communes ignorent parfois même où passent précisément leurs canalisations.
« Une prise en charge tardive, c'est aussi des opérations moins bien adaptées » signale Jean-Michel Bergue, animateur du groupe “réhabilitation des réseaux” à l’ASTEE et directeur scientifique du Comité Français pour les Travaux Sans Tranchées (FSTT). Il existe en effet plusieurs façons de réhabiliter un réseau d’assainissement.
Plusieurs façons de réhabiliter
Lorsque les défauts sont ponctuels, on pose des pièces localement. On parle alors de réparation. Pour ceci, certains industriels fabricants de conduites ont conçu des éléments à rapporter sur les parties détériorées. Une fois en place, ces éléments apportent une seconde jeunesse au réseau visitable.
Une autre façon de remédier à des problèmes d’étanchéité, de corrosion par H₂S ou de fissuration consiste à projeter des mortiers spéciaux “hautes performances” susceptibles de conférer une nouvelle vie aux réseaux visitables.
Hermes Technologie propose ainsi depuis plus de 10 ans sa gamme complète de mortiers ERGELIT destinés aux réseaux
d’eaux usées et de coulis. En rapport avec ses matériaux, elle a développé notamment le procédé KS-ASS® de réhabilitation des ouvrages « puits » type regards de visite, postes de relèvement, etc. Celui-ci permet en quelques heures de préparer efficacement la surface de l’ouvrage avec une tête d’hydrodécapage et ensuite de projeter par centrifugation les mortiers ERGELIT choisis en fonction de la nature des effluents.
Le résultat est un enduit bien accroché de 5 à 10 mm d’épaisseur avec une texture en « peau d’orange ». L’ouvrage traité est alors étanche à plus de 5 m de CE, protégé contre la corrosion y compris l’H₂S et éventuellement restructuré. Cette technique, associée aux qualités de rapidité de ces mortiers, permet de réhabiliter et de remettre en service de 4 à 5 regards de visite de 2,5 m à 3 m de profondeur par jour.
Lorsque les défauts sont généralisés sur une partie continue des canalisations, il faut alors rénover la canalisation sur un linéaire qui peut atteindre plusieurs centaines de mètres. Une solution consiste à rénover le réseau au moyen de coques et cunettes qui redonnent au réseau ses qualités d’origine. Hobas, APS Flowtite ou Stanton Bonna proposent ainsi des coques et cunettes en PRV qui permettent de rétablir l’étanchéité des ouvrages existants et de leur redonner des caractéristiques mécaniques compatibles avec les sollicitations auxquelles ils sont soumis. Elles améliorent également l’écoulement des effluents, protègent les ouvrages contre la corrosion et l’abrasion et remédient aux problèmes d’infiltrations et d’exfiltrations dus à la vétusté des ouvrages. Ces techniques de réhabilitation avec remplissage de l’espace annulaire s’imposent comme de véritables alternatives aux traditionnelles solutions de réparation ou de remplacement. D’autant que le remplissage de l’espace annulaire de coulis entre la coque et l’ouvrage crée un système composite à forte capacité mécanique dont l’effet est restructurant.
De son côté, Interface Développement a présenté une nouvelle membrane d’étanchéité en polyéthylène, l’ID Seal®, qui peut être mise en œuvre pour la rénovation de collecteurs d’assainissement visitables (chantiers références : Le Grand Lyon, Aix-les-Bains). Cette membrane est composée d’une feuille lisse en polyéthylène intimement liée à une grille biplanaire caractérisée par un verrouillage mécanique durable dans le béton.
Réhabiliter un réseau d’assainissement à l’aide de coques en PRV
Pour réhabiliter les branches de réseaux non circulaires, Hobas France propose des produits préfabriqués en PRV, dont les dimensions peuvent être adaptées aux besoins spécifiques de chaque projet, et qui offrent des avantages en termes de durée de vie (résistance à l’H₂S et insensibilité aux courants vagabonds, par exemple). Les coques PRV NC Line® sont constituées d’un liant, résine thermodurcissable à base de polyester iso-phtalique ayant un taux d’élongation sous contrainte important, et de couches structurelles composées de fibres de verre à très haute résistance.
Une couche intérieure de protection de 2,5 mm minimum (couche interne ou « liner » de 4 mm associée à une couche barrière de 1,5 mm) assure une bonne finition et une insensibilité de la structure aux agressions chimiques et à l’abrasion. Une couche extérieure d’accrochage spécialement préparée avec de gros grains de sable de silice assure la liaison avec le coulis d’injection.
Appliqué sur le béton (ou une résine), celui-ci s’immisce complètement dans les mailles de la grille. Une fois la prise du béton terminée, la grille et donc l’ID Seal® sont bloqués mécaniquement. La feuille lisse de la membrane constitue alors le radier de l’ouvrage, ce qui permet de pallier les faibles pentes en accélérant la vitesse des fluides.
Extensible à 300 %, résistant à l’abrasion et aux attaques chimiques, autonettoyant, facile à mettre en œuvre, l’ID Seal® est un produit technique et innovant qui permet à toutes les communes l’utilisant de bénéficier de réseaux d’assainissement rénovés de façon efficace, durable et à faibles coûts. Le Grand Lyon ainsi que la commune d’Aix-les-Bains en ont fait l’expérience positive.
Pour des linéaires importants, une autre possibilité consiste à réhabiliter le réseau d’assainissement par gainage continu, c’est-à-dire la mise en œuvre d’une gaine à haute résistance mécanique proposée par certains prestataires comme SN Techni-Réseaux, en complexe de fibres de verre imprégnée de résine polyester, vinylester ou époxy et polymérisée par un train de lampes UV. La gaine (ou liner) provient par exemple d’Allemagne (Brandenburger) ou de France (France Liner). Autres solutions : le chemisage en feutre proposé par d’autres prestataires comme Telerep France, Phoenix Services ou encore Insituform, qui permet de réhabiliter sans gêne pour les riverains, au moindre coût et généralement en 24 à 48 heures, toutes canalisations gravitaires.
La nature chimique de la résine utilisée tant dans le corps de la coque que pour le primaire intérieur, la nature de verre de type ECR et la présence d’une couche barrière de 1,5 mm permettent aux coques PRV de résister à la plupart des effluents agressifs, tant minéraux qu’organiques. Les coques sont introduites dans la canalisation à réhabiliter par les puits d’accès (leur longueur est adaptée aux dimensions des puits et aux contraintes de manutention). Elles sont ensuite acheminées une par une jusqu’à l’élément précédent. On injecte ensuite, dans le vide annulaire entre l’ancienne canalisation et la coque, un coulis spécial à base de ciment afin d’assurer, grâce à la liaison entre la coque et l’ancien ouvrage, la transmission de l’ensemble des efforts (charges statiques, hydrostatiques et dynamiques) à la structure. Ces coques bénéficient d’un Avis Technique ayant reçu la marque CSTBat (gammes proposées : 300 à 4 000 mm).
De diamètres 150 mm à 2 m et de toutes formes (circulaire, ovale…), la longueur d’une gaine peut dépasser les 500 m. Hydrovide commercialise ainsi depuis 20 ans le procédé de chemisage partiel ASS, une méthode de réhabilitation ponctuelle des canalisations de diamètre 150 à 600 mm, applicable à tout type de canalisations (ciment, PVC, grès…). Une préparation composée de tissus de verre et de feutre enduits de résine vinylester est appliquée sous contrôle vidéo sur la paroi interne du tuyau à l’aide d’un manchon, enveloppe caoutchouc gonflable intégrant un système de chauffage. Ce procédé permet de consolider et d’étancher les joints, de réparer les fissures longitudinales, les fissures circulaires, les casses, perforations. Il permet de diminuer le décalage de tuyaux, de prévenir la pénétration de racines, d’obturer les branches inutiles et d’étancher les piquages.
Enfin, lorsque le réseau est vraiment très abîmé, qu’il présente trop de fissures ou qu’il s’est effondré, le remplacement est inévitable. Il passe alors par chemisage ou éclatement et remplacement de la canalisation malade, deux techniques sans tranchée, ou par le creusement de tranchées.
Il est plus cher de rénover que de réparer, et encore plus cher, mais aussi plus long, de remplacer que de rénover. « 90 % des réhabilitations sans tranchée des réseaux gravitaires se font par chemisage ; mais le plus difficile, ce sont les 10 % restants », résume Philippe Lagubeau. Par exemple, au Raincy (Seine-Saint-Denis), la SADE est intervenue pour réhabiliter 1 422 m de réseau d’assainissement. Sur ce réseau, 126 m étaient effondrés et hors service, polluant l’environnement. Leur remise en état a nécessité une pose en tranchée au rythme de 2 à 3 m par jour. Une autre longueur de 473 m était fortement ovalisée. Ce tronçon a pu être remplacé sans tranchée par éclatement préalable de la conduite et tubage, avec une vitesse d’avancement trois fois…
supérieure. Quant aux 823 derniers mètres,beaucoup moins dégradés, ils ont été rénovés par chemisage à raison d’environ 100 m par jour.
À Gennevilliers, Setha a procédé à la réhabilitation de canalisations d’eaux usées en DN 300 et 400 et des branchements particuliers de diamètre 20, sur 235 ml ceci en assurant la continuité du service. Pour ce faire, les travaux ont été effectués de l'aval à l'amont et les blindages jointifs et semi-jointifs ont été réalisés à l'avancement du chantier. Mais le poids de ces travaux est parfois lourd à supporter pour la collectivité, d’où l’intérêt de ne pas attendre la dégradation ultime et de prendre le problème à temps. C’est un enjeu pour les gestionnaires de réseau.
Évaluer l’état du réseau
pour agir à temps
Dans l'étude des réseaux, il faut distinguer les réseaux visitables de ceux qui ne le sont pas. Pour les premiers, l’inspection visuelle réalisée régulièrement par les égoutiers suffit généralement à repérer les déficiences. Pour les canalisations non visitables, le recours à une caméra est nécessaire et peut être décidé lorsque des anomalies sont suspectées lors d’un curage. « Sur 135 km de réseau non visitables curés en 2005, 20 km ont été inspectés par caméra » indique Yvon Garrot, directeur exploitation des réseaux de la Seram, pour Marseille. Parfois, le zonage ou des travaux de voirie sont aussi l’occasion de faire un examen. « Avec l’installation du tramway, on a ainsi réalisé des inspections plus poussées de tous les ouvrages situés au-dessous des voies, pour les réhabiliter avant sa mise en service » explique Yvon Garrot. Cependant, Emmanuel de Thuy invite à la prudence. « Il faut faire attention dans la planification des travaux, que les projets urbains n’empiètent pas sur la logique technique qui veut que l’on répare les réseaux en fonction de leur état ». Mais quelle que soit la politique adoptée, les professionnels du secteur s’accordent pour dire qu’il est indispensable d’avoir une vision de la qualité et du vieillissement des réseaux. D’autant que les techniques le permettent.
Ainsi, caméras autotractées intégrant des systèmes “fish eyes” pour visionner l'intérieur des conduites non visitables, méthodologies radar ou encore procédés de mesures des propriétés mécaniques des sols, sont au point depuis déjà une décennie. ECA Hytec, TCR, CMR-SMR, Telerep, Hydrovideo, Radiodétection, Videoclean ou encore Agrippa développent des solutions embarquées ou portables d’examen télévisé des canalisations. Ces équipements sont parfois complétés par des systèmes d’intervention (découpe, fraisage).
La gamme Pipe Cruiser d’Eca Hytec permet par exemple de s’adapter à des conditions d’inspection et de diagnostic difficiles avec caméra couleur et tête orientable, avec ou sans zoom. Elle bénéficie entre autres de plusieurs innovations avec une transmission numérique et un contrôle temps réel de tous ses périphériques et notamment SIMCO, système de mesure en continu de la déformation/ovalisation des canalisations. Le Chariot Pipe Cruiser répond aux inspections vidéo des canalisations allant du 150 au 1 200 mm tandis que le chariot Mini Pipe Cruiser (interchangeable) couvre les diamètres 100 à 400 mm.
Avec Camerov TOR 150, Rov Développement propose également un robot d’inspection équipé d’une caméra couleur à tête orientable et rotative destiné à l’inspection des réseaux d’assainissement du DN 150 au DN 1 000 mm.
CMR-SMR propose de son côté une caméra à visée axiale connectable avec image horizontale permanente fabriquée par la société allemande Rausch. Spécialisée dans la fabrication et la réalisation du matériel d’inspection vidéo de canalisations (caméras, chariots, enrouleurs, etc...), Ted Tid aménage des véhicules permettant l’inspection souterraine des canalisations.
Le système de rénovation KA-TE, commercialisé en France par CMR-SMR permet d’effectuer des rénovations isolées ou totales de canalisations de diamètres variant de 200 à
Pour procéder à ses rénovations, un gel à deux composants est injecté au travers d'un foret. La solution se gélifie et forme un manteau étanche, élastique et durable contre les infiltrations. Pour permettre une bonne adhérence des résines époxy sur le matériau du tuyau, des joints, des arrivées d'eau et d’éclats seront fraisés en profondeur et en largeur sur 25 à 30 mm. Des résines à deux composants ont été développées pour pouvoir être appliquées également sous l’eau tout en garantissant une bonne adhésion sur des années.
Enfin, certains prestataires se sont spécialisés autour du métier de l’inspection des réseaux d’assainissement. C'est le cas par exemple d’Aqualis, filiale spécialisée du Cete Apave Sudeurope dont l'activité s'est développée autour des inspections et des essais d'étanchéité des réseaux d'assainissement conformément au Fascicule 70, des phases d’inspection des réseaux existants dans le cadre de l’établissement de diagnostics et de schémas directeurs d'assainissement et des contrôles de conformité des raccordements aux réseaux d’assainissement des eaux usées (tests au colorant et tests par fumigation).
« Aujourd'hui, les diagnostics structurels des canalisations sont réalisables plus rapidement, grâce à des approches moins lourdes » signale Daniel Villessot, président de la commission scientifique et technique de la Fédération Professionnelle des Entreprises de l'Eau (FP2E). « Et surtout, les collectivités locales ont pris en compte l’importance d'entretenir ce patrimoine, grâce notamment aux possibles impacts environnementaux » précise-t-il. En effet, il ne suffit pas que les réseaux soient efficaces en terme de collecte et d'acheminement des eaux usées vers les centres de traitement ; ils doivent également ne pas présenter de risques pour leurs environnements. Car des débordements ou des fuites peuvent générer des inondations de caves ou des pollutions coûteuses pour la collectivité.
L'intérêt de connaître l'état des réseaux ainsi que les techniques utilisables permet d’optimiser le financement.
Optimiser le financement
Le problème principal pour les communes vient du financement. Elles sont confrontées à un choix budgétaire délicat. Soit elles provisionnent de façon systématique pour faire des travaux (au risque de dépenser de l’argent inutilement), soit elles ne provisionnent
Rien et le problème est réglé lorsqu’il survient. Dans les petites villes, où il n’y a pas de service dédié à l'entretien des réseaux d’assainissement, il est d’usage d’intervenir lorsque le problème ne peut plus être écarté. Pour les plus grosses agglomérations, le dilemme est un peu différent, puisque la plupart d’entre elles ont une politique de surveillance de leurs réseaux et un budget dédié à ces travaux.
Ainsi, depuis 1991, un système d’informations géographiques équipe la capitale française pour améliorer l'exploitation du réseau d'égouts. Dénommé TIGRE – pour Traitement Informatisé de la Gestion du Réseau des Égouts – il améliore la connaissance du réseau d’assainissement et des activités qui y sont réalisées. Ce système est complété par une application qui fournit des informations en rapport avec les risques (relevés géologiques, présence d'autres réseaux, etc.). Ces programmes ont permis de réduire considérablement le nombre d'interventions réalisées en urgence. Une aubaine pour la capitale dont la problématique n’est pas de faire un choix entre préventif ou curatif, mais plutôt de gérer la raréfaction des financements.
À Paris, les travaux de réhabilitation sont payés grâce à deux sources de revenus : d'une part les consommateurs y cotisent via leurs factures d'eau, d'autre part par les subventions de l’Agence de l'eau.
Or, de 2007 à 2012, le 9ᵉ programme des Agences de l'eau est principalement axé sur la mise aux normes les stations d’épuration. « Les Agences de l’eau consacreront donc moins d'argent aux réseaux » s'inquiète Jean-Michel Bergue. Une inquiétude que partage Myriam Constantin, adjointe au maire de Paris, chargée de l'eau et de l’assainissement. Pour Paris, la diminution des subventions de l'Agence de l’eau de Seine-Normandie crée un tel déséquilibre que la ville se trouve dans l’obligation de revoir ses programmes et d’étaler les travaux prévus sur une période plus longue. « Il ne faudrait pas que cette restriction budgétaire dure trop longtemps » estime Myriam Constantin. Cependant le tableau n'est pas tout noir. « Le marché du neuf est bientôt arrivé à terme, le budget qui lui est réservé pourra être attribué au marché de la réhabilitation » analyse Jean-Michel Bergue.
Il est de plus raisonnable d’espérer que les réseaux posés récemment résisteront plus longtemps. Mise au point à l'initiative d'un groupe de travail de l’ASTEE, la charte nationale de qualité des réseaux d’assainissement signée en septembre 2006 encourage à mener des travaux de pose des réseaux dans un souci de durabilité. Elle aborde par exemple la question d'études géotechniques plus systématiques. « On a également beaucoup progressé dans les exigences de qualité environnementale » souligne Philippe Lagubeau. Aujourd’hui les règles de l’art sont d’autant plus faciles à respecter qu'elles s’appuient sur la normalisation mise en place au niveau européen et sur les marques de Qualité qui y sont rattachées. Ainsi pour le chemisage de canalisation, la marque de qualité NF 390, opérationnelle depuis avril 2004, permet de vérifier la conformité des chemises posées aux exigences de la norme NF EN 13566-4 qui traite de cette technique.
