Chézy sur Marne : une usine d’eau potable dotée d’une clarification hautement performante
08 novembre 2018Paru dans le N°415
à la page 116 ( mots)
Rédigé par : Tariq JOWAHIR de Journaliste indépendant
La mission confiée à Veolia pour l’exploitation de l’usine de Chézy sur Marne par l’Union des Services d’Eau du Sud de l’Aisne (USESA) est de mener à bien le traitement de l’eau brute puisée dans la Marne pour fournir une eau affinée d’excellente qualité à plus de 27.500 usagers du réseau sur le territoire proche. L’exploitant remplit parfaitement ce rôle grâce à l’utilisation du système ‘Actiflo’, un procédé de clarification à flocs lestés, ultramoderne, développé et breveté par OTV, qui se caractérise par l’utilisation de microsable et de charbon actif, deux réactifs qui, continuellement recyclés dans l’ouvrage, optimisent la décantation et favorisent la production d’une eau de qualité irréprochable. Pour maintenir un niveau adéquat de ces deux produits dans l’ouvrage, à défaut de quoi le procédé perdrait toute efficacité, OTV a fait appel à la société Sodimate, experte en dosage de réactifs en poudre et en chaulage de boue, pour y intégrer trois de leurs équipements de dosage à l’efficacité éprouvée, à savoir une unité d’injection de microsable stocké en Big Bag, un ensemble de dosage de charbon actif poudre sous silo, et une unité de chaulage pour le traitement des boues déshydratées sur le site. Tour d’horizon des combinaisons de technologies utilisées sur ce circuit de l’eau, du captage au point de livraison.
Pour commencer, l’eau est puisée dans le fleuve en amont du barrage d’Azy sur Marne pour être acheminée vers l’usine de traitement de Chézy sise à 2 km, par l’intermédiaire d’une station de pompage, à hauteur de 400 mètres cubes par heure. Le captage se fait entre deux eaux, ni en surface, ni dans les fonds de vase, pour éviter de charrier en excès des sédiments ou des détritus présents éventuellement en surface ou dans le lit de la rivière à la suite de décrues. Les déchets grossiers sont piégés grâce à un dégrillage traditionnel installé sur la prise d’eau.
L’unité d’injection de microsable en Big Bag de Sodimate en opération à l’usine de Chézy sur Marne.
L’Actiflo prétraitement, première étape de clarification…
L’eau ainsi prélevée dans la Marne transite par deux bâches ‘eau brute’ dans l’usine avant de passer dans la cuve ‘Actiflo prétraitement’ pour une première clarification. L’objectif visé est de parvenir à un abattement de la turbidité > à 90 % en supprimant de l’eau un maximum de particules en suspension minérales ou organiques, vivantes ou détritiques. Une eau très trouble, dite turbide, a une valeur d’environ 200 NTU (unité de mesure de la turbidité de l’eau) alors que de l’eau cristalline est mesurée à < 5 NTU. Une fois clarifiée dans l’Actiflo, l’eau en ressort à < 1 NTU (contre 200 NTU à l’entrée).
Les boues, constituées par les flocs décantés, s’accumulent au fond de l’ouvrage et sont évacuées au moyen d’hydro-cyclones pour être déshydratées.
L’unité d’injection de microsable en Big Bag de Sodimate : une unité fiable et performante pour rééquilibrer les niveaux fluctuants de microsable dans l’Actiflo
Dans le prétraitement, il faut tenir compte de la perte en microsable (3 à 5 g/m³) qui s’échappe dans les boues. Il s’agit de maintenir dans la cuve un taux régulier du produit, sur lequel repose toute l’efficacité du procédé. Un appoint régulier doit régulièrement être effectué par dosage (4 à 5 g/L). À l’usine de Chézy, il se fait tous les 4.000 m³ (une fois par jour). 20 ou 30 kg de sable doivent ainsi être réinjectés régulièrement en fonction de la perte en sable calculée. C’est là qu’entre en jeu l’expertise Sodimate, engrangée depuis plus de trente ans, en matière de dosage. Pour répondre à ce besoin fonctionnel du système, l’entreprise cormeilloise a installé une unité d’injection de microsable en Big Bag, dont la simplicité d’usage n’a d’égale que sa fiabilité et son rendement peu vorace en énergie et en termes de maintenance.
Unité d'injection de Charbon Actif en Poudre stocké sous silo, certifiée ATEX 22, conçue par Sodimate.
L’unité, conçue sur mesure à partir d’un équipement standardisé, pour être adaptée au bâtiment existant et intégrée à l’ensemble de la machinerie, est composée d’un châssis métallique sur lequel repose une table montée sur des plots en caoutchouc. Le microsable, stocké en big-bag, coule au fond d’une trémie, située en dessous de la table, et alimente un doseur à spire, entraînée par un moteur piloté par un variateur de fréquence, permettant un dosage précis et souple (mode manuel ou automatique) vers une unité de transfert par hydro-éjecteur. « Le microsable dosé chute dans une trémie de mouillage conique, équipée d’une couronne (une tuyauterie en forme de cercle) par l’entremise de laquelle de l’eau est pulvérisée sur toute la paroi du cône pour s’assurer que le produit déversé ne s’y colle pas. L’eau provenant du réseau, à un débit d’environ 2 m3 par heure avec trois bars de pression alimente l’hydro-éjecteur générant un effet venturi. La dépression ainsi créée par cet effet, aspire du microsable propulsé dans une canalisation à trois lignes, dont une ligne pour faire la vidange et deux points d’injection dans l’Actiflo. Des vannes automatiques permettent au client de choisir vers quelle ligne envoyer le microsable. Chaque produit arrive dans sa canalisation dédiée pour être réinjectée au niveau de l’Actiflo. L’ensemble est livré pré monté : la trémie est installée sur un châssis métallique sur lequel il y a toute la tuyauterie ainsi que les jeux de vannes et un coffret de raccordement. Tous les éléments électriques sont déjà pré-câblés. Le client n’a plus qu’à acheminer l’électricité et récupérer les signaux qui sortent du coffret. On lui simplifie le travail », explique François Jacob, Directeur Avant-Projets chez Sodimate.
L’Actiflo Carb, deuxième étape de clarification…
À la sortie de l’Actiflo prétraitement, l’eau est évacuée par débordement à la partie supérieure (en surverse) dans un deuxième ouvrage, baptisé Actiflo Carb, pour un affinage plus avancé. Ce procédé est, comme son nom l’indique, en tous points similaire à l’Actiflo, à une exception près. Il est équipé en amont des bassins de coagulation, de floculation et de clarification d’une cuve contenant du CAP (charbon actif en poudre). Les qualités d’adsorption du CAP permettent d’éliminer des matières organiques non-floculables, des pesticides et des micropolluants émergents, réfractaires à l’étape de clarification précédente. Il apporte également une nette amélioration du goût. « Il faut entre 6 et 7 grammes de CAP par litre ou entre 7 et 8 kilogrammes par mètre cube de sable, confie M. Senegas-Rouvrière, intervenant en qualité de technicien usine sur le site… Contrairement au microsable, dosé en fonction des aléas de l’Actiflo et des débits fluctuants, le charbon actif, quant à lui, est injecté à hauteur constante de 3 grammes par mètre cube, et ce depuis la mise en route de l’usine. Le dosage ne se fait pas en continu, le doseur est exploité sur une cadence ‘on/off’, c’est-à-dire en marquant des temps d’arrêt et des temps de dosage. En l’absence de pesticides dans l’eau, le charbon actif est une barrière sécuritaire. Un taux plus faible suffit pour l’instant ».
Dans cette unité de chaulage la boue est mélangée à de la chaux dans un malaxeur (photo du haut) puis stockée (photo ci-dessus) avant d’être envoyée en épandage agricole.
Un extracteur doseur sous silo certifié ATEX conçu et breveté par Sodimate pour un dosage sécurisé et précis du charbon actif
En raison de la nature potentiellement explosive du charbon actif, le silo est installé dans une pièce cloisonnée. L’extraction de ce réactif se fait également grâce à un équipement conçu et breveté par Sodimate, à savoir un extracteur-doseur de poudre sous silo. Le système d’aide à l’écoulement entièrement mécanique appelé ‘dévouteur’ est couplé à un système de dosage de poudre volumétrique par vis sans fin. Le charbon actif est dosé pour être transféré par voie liquide par hydro-éjecteur utilisant le principe du Venturi, comme pour le microsable précédemment. Fidèle à sa qualité de pionnière dans la construction d’équipements à la carte répondant aux besoins spécifiques des clients, Sodimate, selon un cahier de charges précis, s’est adaptée aux normes sécuritaires en vigueur, notamment aux spécificités électriques soumises à la réglementation ATEX 22 pour éviter les risques d’étincelles dans le local. Un dossier a été déposé chez un organisme certifié attestant de la conformité de l’équipement conçu par Sodimate.
Filtres à sable
En sortie du procédé Actiflo Carb, l’eau passe par une étape de filtration qui consiste à faire passer l’eau à travers des cuves rectangulaires en béton armé munies d’un plancher avec crépines sur lequel repose un mètre de substrat en sable de rivière. Ce sable retient les matières en suspension pouvant s’échapper des décanteurs en amont. Cette étape de filtration permet principalement d’obtenir une très faible turbidité de l’eau, mais surtout de se prémunir d’éventuelles dérives de l’Actiflo et de protéger les membranes d’ultrafiltration, ultime étape d’affinage.
Boues
Conformément à la réglementation en vigueur, les boues issues de la clarification et du lavage des filtres sont recueillies dans une bâche d’eaux sales avant de subir plusieurs traitements successifs visant à réduire leur volume. Ces boues sont d’abord épaissies dans un ouvrage hersé. Elles sont ensuite déshydratées en passant dans une centrifugeuse agissant comme une essoreuse à grande vitesse (3.000 tours par minute) pour séparer l’eau et la matière sèche, avant de subir une injection de chaux visant à atteindre une siccité de 30 %. En sortie de déshydratation, la boue est ‘hygiénisée’ par de la chaux, et représente alors un intérêt agronomique pour son apport calcique et sa minéralité.
Extracteur doseur de chaux sous silo, conçu par Sodimate.
Une unité de chaulage de boue, adaptée une fois de plus aux contraintes d’espace et d’accessibilité du site, utilisant les mêmes principes que les autres systèmes, à savoir des vis sans fin tournant dans des tubes entraînés par des moteurs à fréquence variable, a été conçue par Sodimate.
Depuis la centrifugeuse, de la boue pâteuse, reprise par une vis sans fin, sur un premier axe, alimente une zone de gavage, dans un malaxeur, alors que des palettes, sur un deuxième axe, cisaillent la boue. Vis et palette tournent en sens inverse, cisaillant la boue à mesure qu’elle avance pour qu’en fin de course le mélange boue-chaux soit homogène. « Nous avons installé un détecteur de niveaux de boue pour contrôler le niveau de boue à l’intérieur et éventuellement accélérer le malaxeur pour évacuer un surplus ponctuel de boue », ajoute François Jacob.
La boue est alors convoyée grâce à une autre vis traversant le mur vers une aire de stockage à l’année, avant d’être envoyée en épandage sur les terres agricoles voisines. L’usine de Chézy s/Marne, appartenant à l’USESA fait référence en matière de production, traitement, adduction et distribution d’eau potable à l’échelle du territoire.
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