Les eaux polluées par les activités humaines doivent être collectées et traitées pour ne pas être reversées en l’état dans l’environnement et dégrader les écosystèmes, la biodiversité et la qualité de la ressource. L’assainissement des eaux usées est également une priorité pour la santé publique. Aussi, les collectivités territoriales se sont progressivement dotées au cours du XXème siècle de réseaux et ouvrages de traitement performants d’assainissement. La réglementation a été renforcée pour accompagner ce développement et sécuriser les systèmes.
Aujourd’hui, l’optimisation du fonctionnement d’un système d’assainissement des eaux usées et pluviales est un enjeu environnemental, sanitaire et économique majeur pour les collectivités gestionnaires.
Des études approfondies réalisées par des professionnels permettent d’obtenir un diagnostic complet, définir des améliorations et proposer un schéma directeur à long terme conformément aux dispositions du Code Général des Collectivités Locales : articles L 2224-8 et L 2224.10.
Le système d’assainissement : maillon essentiel de la qualité de notre cadre de vie, mais exposé à des effets perturbateurs
Les systèmes d'assainissement mis en place sur nos territoires comprennent :
- des réseaux avec leurs différents ouvrages spéciaux tels que des postes de relèvement, des déversoirs ou des bassins d'orage,
- une station d’épuration dont la capacité de traitement des eaux usées est dimensionnée en Equivalent-Habitant,
- et le milieu récepteur.
Ce système est exposé aux effets perturbateurs d’eaux parasites collectées par les réseaux. Ces eaux parasites proviennent de défauts d’étanchéité des ouvrages, de branchements défectueux des particuliers ou encore de connexions indésirables de sources, trop plein de plans d’eau ou de puits.
Les apports peuvent varier en fonction du niveau de la nappe qui baigne des canalisations à certaines périodes de l’année (dites de « nappe haute »).
Dans le cas de réseaux séparatifs, l’entrée d’eaux pluviales via des raccordements directs de toitures, cours, fossés, chaussées est très impactante.
Les effluents non conformes peuvent provoquer un dysfonctionnement de la station d’épuration. Par exemple, des effluents toxiques contenant des métaux empêchent la valorisation agricole des boues. Le risque de dégradation des canalisations est également relevé : effluent acide en sortie de traitement de surface, eaux usées septiques provoquant du gaz H2S corrosif et toxique…
Ces eaux indésirables perturbent le fonctionnement des systèmes d’assainissement et ont un impact négatif sur le milieu naturel. Elles provoquent en effet des surcharges hydrauliques, des surverses dans le milieu naturel, l’usure prématurée des ouvrages, des surconsommations ou encore une dégradation de la qualité du traitement.
Les études diagnostiques assainissement : un préalable pour identifier les axes prioritaires d’amélioration du système d’assainissement
L’étude diagnostique porte impérativement sur les trois composants d’un système d’assainissement : les réseaux, la station d’épuration et le milieu récepteur. Elle permet au gestionnaire :
- d’avoir une connaissance exhaustive et caractérisée de son patrimoine d’assainissement ;
- d’établir le diagnostic du fonctionnement des réseaux d’eaux usées et des stations de traitement afin d’en recenser les anomalies, de quantifier et de sectoriser les types d’apports d’eaux parasites et les problématiques liées, de mesurer les impacts sur le milieu ;
- d’élaborer des propositions pour répondre à la fois aux dysfonctionnements techniques mais également aux exigences réglementaires qui évoluent ;
- de proposer un schéma directeur d’assainissement programmant sur 10 ans les travaux qui permettront des gains dans la collecte et le traitement des effluents, une plus grande protection du milieu naturel et la conformité réglementaire du système d’assainissement.
La conduite des études et les méthodes engagées
Une étude diagnostique sur un système d’assainissement est conduite selon trois étapes mobilisant des moyens techniques adaptés.
1 - Diagnostic global du fonctionnement
Les études débutent par un diagnostic global du fonctionnement du système d’assainissement qui s’appuie sur une analyse des données existantes collectées (anciennes études, plans, données de suivi du système…) et sur un travail de terrain (visite des réseaux, des principaux ouvrages et de la station d’épuration).
Les plans du système d’assainissement sont vérifiés, corrigés ou complétés si nécessaire. Dans certains cas, des levés topographiques complets des réseaux sont engagés avec constitution du SIG (Système d’Information Géographique).
2 - Plan de métrologie
A l’issue de cette phase, un plan de métrologie est présenté. Il consiste à proposer l’installation de points de mesure, déterminés notamment en fonction de la longueur des réseaux et des secteurs susceptibles d’être responsables des apports d'eaux parasites. Les campagnes de mesures définies dans le plan de métrologie sont engagées dans un second temps. Il s’agit de déterminer la nature, la quantité, la variabilité des eaux parasites, et de préciser leur impact réel.
Les mesures de débit et de pollution sur les réseaux, les points de surverse et la station d’épuration permettent de quantifier/qualifier les débits et charges de matières polluantes produites.
- Les mesures de débit informent sur le comportement du réseau face aux évènements et sur les débits surversés au milieu naturel sans traitement. La saisonnalité et la météo doivent être prises en compte dans l’interprétation des résultats.
- Les mesures de pollution sont réalisées à partir de prélèvements analysés en laboratoire. Elles permettent de quantifier les charges de pollution et de caractériser les effluents.
Les mesures des débits en période nocturne, en nappe haute et temps sec, sont réalisées pour quantifier et sectoriser les apports d’eau de drainage de nappe sur chaque rue.
- La nuit est la période la plus intéressante pour mesurer la part d’eaux parasites dans les réseaux d’assainissement. En effet, il s’agit d’une période de la journée au cours de laquelle la production d’eaux usées est la plus faible. Les inspections nocturnes, réalisées entre 0h et 4h, permettent de détecter les secteurs et tronçons apportant des eaux parasites de drainage de nappe.
3 - Campagne de mesures
Dans un troisième temps, des inspections complémentaires permettent d’identifier et de localiser plus précisément les anomalies pré-sectorisées par les campagnes de mesures.
Inspection télévisuelle (ITV)
Des inspections par caméra vidéo des réseaux permettent de connaître l’état des réseaux (cassure, absence de joints…), de localiser précisément les anomalies pour proposer des travaux adaptés au stade du schéma directeur d’assainissement.
Tests à la fumée et/ou au colorant
Ils sont réalisés pour identifier l’origine des apports d’eaux parasites d’origine pluviale.
- La méthode du test à la fumée consiste à injecter de la fumée dans les réseaux pour vérifier si elles réapparaissent par exemple au niveau des gouttières des maisons, des avaloirs sur la voirie. Dans ce cas, l’apport d’eaux pluviales dans les réseaux d’eaux usées est repéré.
- Le matériel utilisé pour réaliser ces tests est une machine à fumée. Le déversement de paraffine alimentaire sur la résistance de l’appareil permet de créer cette fumée non toxique.
- Avant toute intervention, les usagers sont prévenus : courrier, texto, communication sur un site internet, panneaux d’informations en ville. Les pompiers sont également contactés pour ne pas provoquer d’inquiétude.
- Lorsque le test à la fumée détecte une situation anormale, ou qu’il n’est pas possible de réaliser des tests à la fumée, la mise en œuvre d’un test complémentaire au colorant permet de confirmer la non-conformité du branchement d’une habitation au réseau. Un colorant est versé dans le réseau de l’habitation afin de suivre son écoulement. Ce colorant non toxique est également utilisé dans les milieux naturels pour le traçage des cours d’eau ainsi que dans le domaine médical.
D’autres moyens peuvent être mobilisés tels que par exemple l’inspection des réseaux d’eaux pluviales afin d’identifier d’éventuels rejets d’effluents non conformes.
Schéma directeur d'assainissement
La finalité des études diagnostiques est l’élaboration d’un schéma directeur d’assainissement qui va hiérarchiser et chiffrer les travaux pour optimiser le fonctionnement du système d'assainissement et réduire ses impacts négatifs sur le milieu naturel.
Le programme des travaux porte sur :
- Les réseaux et ses ouvrages : réhabilitation ou remplacement pour lutter contre la collecte des eaux parasites, renforcement des capacités de transfert, mise en conformité des dispositifs d’autosurveillance;
- Les branchements des particuliers : mise en conformité, déconnexion des eaux pluviales sur les réseaux saturés;
- Les stations d’épuration : réhabilitation, extension ou remplacement, mise en conformité réglementaire.
L’étude est menée en étroite collaboration avec les différents acteurs concernés : la Collectivité, l’Agence de L’Eau, la Police de l’Eau, les services départementaux.
Le schéma directeur d’assainissement permet ainsi aux collectivités d’exercer pleinement leur compétence en matière d’assainissement des eaux usées, de répondre à leurs besoins dans le respect de la réglementation en vigueur. De plus, les collectivités engagées dans cette démarche sont éligibles à des aides financières pour la mise en œuvre d’actions contribuant à la protection des milieux naturels.
Pour aller plus loin
Notre vidéo "Etudes diagnostiques assainissement", détaillant :
- La conduite des études et les méthodes engagées
- Les techniques d'inspection mises en oeuvre (test à la fumée, au colorant...)