98
Campus de Ker Lann Rennes 35170 BRUZ Tél. : 02.99.05.88.00./ Fax. : 02.99.05.88.09. http://www.ecole-eme.com Auteur : GARIN Fabien Section : ING 3 Année : 2009-2010 Correcteur : Huillery Gérard MEMOI 11 Boulevard Carnot 44923 Nantes Cedex 9 www.nantesmetropole.fr

10STING3026.pdf

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Campus de Ker Lann Rennes

35170 BRUZ Tél. : 02.99.05.88.00./ Fax. : 02.99.05.88.09. http://www.ecole-eme.com

Auteur : GARIN Fabien Section : ING 3 Année : 2009-2010 Correcteur : Huillery Gérard

MEMOI

11 Boulevard Carnot

44923 Nantes Cedex 9

www.nantesmetropole.fr

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Abstract

Sewer systems are subterranean, invisible and often neglected elements. Nevertheless, their

smooth running is necessary for the conservation of the sanitary quality of our environment.

This report leans on the experience and the reality of the ground because it was realized

within the Nantes Metropolis purification direction, in the heart of the engineering consulting firm

loaded with missions of rehabilitation and pose of sewer systems: the COMO service.

The purpose of this study is to allow, the introduction of environmental notions and\or

sustainable development in the procurement contracts of rehabilitation or pose of sewer systems.

A state of the art of rehabilitation les, etc.)

allows at first a global approac .

The alarming diagnosis of 40 % of parasites waters in sewer systems is the mainspring to

facilitate the researches and the consideration of the durability of products employed for the systems

of collection of waste water. The carbon assessment of a construction site of purification allows

considering the impacts in terms of CO2 bound to this type of activities and the social cost calculated

on the same construction site gives a financial valour of the nuisances onto the local residents.

Carbon dioxide emissions generated during the pipes installation in opened trench are not unimportant

( 384 Keq CO2 / ml) and the calculated social cost represents approximately 40 % of the cost directly

inferred by the installation, what is important and to study with interest.

To reduce at most the impacts identified previously, a series of recommendations and

processes are described to be to employ on more or less long term in the future projects. Pipes

materials as PP, PRV or stoneware seem to be the most sustainable according to the criteria retained

in the study.

This document opens the way to new practices and to the use of new materials. He also

allows to help and to justify the choices, for pipes and for elevations.

Keywords : sustainable development ; carbon assessment; sewer systems; rehabilitation; social cost

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Résumé

invisibles et souvent négligés.

Pourtant, leur bon fonctionnement est nécessaire pour la préservation de la qualité sanitaire de notre

environnement.

directio

Le but de cette étude est de permettre, à moyen

environnementales et/ou de développement durable dans les marchés publics de réhabilitation ou de

issement (règlementation, procédés, etc.) permet dans un premier temps une approche

globale des systèmes de restauration de canalisation.

un moteur pour favoriser les recherches et la prise en compte de la durabilité des produits employés

2 l calculé sur ce même

chantier donne un chiffrage des nuisances sur les riverains. Les émissions de CO2 générées lors des

2/ml) et le coût

social calculé représente environ 40 % du coût directement induit par la pose, ce qui est important et à

étudier avec intérêt.

Afin de réduire au maximum les impacts identifiés précédemment, une série de

s ou moins long

terme dans les futurs projets. Les matériaux de canalisation comme le PP, le PRV ou le grès semblent

nouveaux matériaux. Il

remblais.

Mots clefs : développement durable ; bilan carbone ; réseaux ; assainissement ; réhabilitation ; coût

social

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ment

Fabien GARIN ING3 année 2010

i

Remerciements

Je tiens à remercier Madame Christine Puizillout-Lieppe, mon maître de stage, pour la

cordée tout au long de ce stage, pour la pertinence et la qualité de la mission

que pour sa sensibilité à toutes les questions environnementales que nous

avons pu nous poser.

Je remercie

Je r es, orientées ou aidées pendant mes

recherches, notamment Philippe Marty, chef du service COMO, Luis Coelho, chef du patrimoine

assainissement de Nantes Métropole, Yves Gouriten, responsable des missions associées au plan

climat et au bilan carbone et Vincent Huré du service énergie et plan climat pour ses conseils avisés

sur le bilan carbone.

Je souhaite es

: Yolaine Cadoret, Mallory Maggion, Corinne Pecot, Thibaut

Guinel, et Alain Meret.

Je souhaite également remercier particulièrement Lionel Monfront, responsable du pôle

ller en collaboration avec son service

mettre au point ma méthodologie de quantification des Gaz à

: Jeanine Daniot,

Céline Gouraud, Thierry Badreau, Bruno Le Meut, Yves Le Viavant, Dominique Roy et Guy Wickers.

Fabien GARIN

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ment

Fabien GARIN ING3 année 2010

ii

Sommaire

Remerciements .......................................................................................................... i

Sommaire .................................................................................................................. ii

Table des figures ..................................................................................................... vi

Liste des tableaux .................................................................................................. vii

Introduction ............................................................................................................... 1

CHAPITRE n°1

....................................................................................... 3

1 Généralités ......................................................................................................... 3

1.1 La réhabilitation sans tranchée .................................................................................... 3

1.2 La réhabilitation par reconstruction ............................................................................. 4

1.3 Classement des techniques de réhabilitation ............................................................... 4

1.4 .................................................................. 5

2 Réhabilitation sans tranchée ............................................................................ 5

2.1 Les différents procédés ................................................................................................ 5

2.1.1 Techniques structurantes ou non structurantes ..................................................... 5

2.1.2 Techniques ponctuelles ou continues ................................................................... 6

2.1.3 Techniques destructives ou non destructives ....................................................... 6

2.2 Le robot multifonction ................................................................................................. 6

2.2.1 ........................................................................................... 7

2.2.2 ...................................................................................................... 7

2.3 .......................................................................... 7

2.3.1 ........................................................................................... 7

2.3.2 .............................................................................. 8

2.4 Chemisage partiel (manchette) .................................................................................... 9

2.4.1 ........................................................................................... 9

2.4.2 .............................................................................. 9

2.5 Chemisage continu .................................................................................................... 10

2.5.1 ......................................................................................... 10

2.5.2 ............................................................................ 10

2.6 Tubage ....................................................................................................................... 12

2.6.1 ......................................................................................... 12

2.6.2 ............................................................................ 12

2.7 Les techniques destructives ....................................................................................... 14

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ment

Fabien GARIN ING3 année 2010

iii

2.7.1 Le micro tunnelier « mange tube » ..................................................................... 14

2.7.2 ..................................................................................................... 14

3 Réhabilitation en tranchée ouverte ................................................................ 15

3.1 Nature et qualité des produits .................................................................................... 15

3.2 ........................................................................................................... 16

3.2.1 Références .......................................................................................................... 16

3.2.2 Sols et matériaux de remblai .............................................................................. 16

3.2.3 Largeur de tranchée et blindages ........................................................................ 18

3.2.4 Remblaiement et compactage ............................................................................. 19

4 Avantages et inconvénients des techniques ................................................ 20

4.1 -économique ........................................................................ 21

4.2 ...................................................................................... 21

4.3 Récapitulatif ............................................................................................................... 22

Chapitre n°2 ................................................................. 24

1 Infiltrations dans les réseaux Nantais ........................................................... 25

1.1 Définition, causes, conséquences et périmètre .......................................................... 25

1.1.1 Définition ........................................................................................................... 25

1.1.2 Causes ................................................................................................................. 25

1.1.3 Conséquences ..................................................................................................... 25

1.1.4 Périmètre ............................................................................................................ 26

1.2 Infiltrations ................................................................................................................ 27

1.2.1 Eaux parasites - Généralités ............................................................................... 27

1.2.2 Résultats ............................................................................................................. 28

1.2.3 Causes étudiées et hypothèses ............................................................................ 30

2 Bilan carbone et impacts sociaux .................................................................. 32

2.1 Les émissions de CO2 ................................................................................................ 32

2.1.1 Le bilan carbone ................................................................................................. 32

2.1.2 Les éléments pris en compte .............................................................................. 33

2.2 Le coût social ............................................................................................................. 36

2.2.1 Définitions .......................................................................................................... 36

2.2.2 Calculs ................................................................................................................ 37

2.2.3 Coût social global ............................................................................................... 38

2.2.4 Ratios et pistes .................................................................................................... 38

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ment

Fabien GARIN ING3 année 2010

iv

Chapitre n° 3 : Etude des solutions et préconisations, comparaison des

indicateurs .............................................................................................................. 40

1 Les canalisations............................................................................................. 40

1.1 Les éléments de choix ................................................................................................ 40

1.1.1 Comparatif technique ......................................................................................... 40

1.1.2 Comparatif économique ..................................................................................... 42

1.1.3 Comparatif environnemental .............................................................................. 43

1.1.4 Conclusions ........................................................................................................ 45

1.2 ... 46

1.2.1 Théorie ............................................................................................................... 46

1.2.2 Mise en pratique ................................................................................................. 46

2 Les déblais et remblais ................................................................................... 47

2.1 Réemploi des déblais in situ ...................................................................................... 47

2.1.1 Les procédés ....................................................................................................... 48

2.1.2 Avantages et inconvénients ................................................................................ 50

2.1.3 Conclusions sur ces techniques .......................................................................... 51

2.2 Utilisation de déchets et résidus ................................................................................ 52

2.2.1 ............................................................................................ 52

2.2.2 Utili ........................................ 52

2.2.3 Utilisation des sables des STEP ......................................................................... 53

2.2.4 Utilisation des mâchefers ................................................................................... 53

3 Ouverture ou réhabilitation ? ......................................................................... 54

3.1 Rappel sur les limites de la réhabilitation .................................................................. 54

3.2 Comparatif carbone ................................................................................................... 55

3.3 Comparatif coût social ............................................................................................... 55

3.4 Eléments de coût ........................................................................................................ 56

3.5 Conclusions ............................................................................................................... 56

4 Clauses et charte ............................................................................................. 57

Conclusions ............................................................................................................ 60

Glossaire ................................................................................................................. 62

Bibliographie ........................................................................................................... 63

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ment

Fabien GARIN ING3 année 2010

v

Annexe 1 : Limites techniques du chemisage continu ....................................... 66

Annexe 2 .......................................... 67

Annexe 3 : Différentes simulations de choix de tuyau ....................................... 82

Annexe 4 : Mesure de la qualité du compactage hydraulique sur le chantier Bd

Alexandre Millerand................................................................................................ 86

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ment

Fabien GARIN ING3 année 2010

vi

Table des figures Figure 1 (source : D.P.S.M. Travaux Publics, 2005) .............. 9 Figure 2 : D.P.S.M. Travaux Publics, 2005) ..... 10 Figure 3 : Préparation et tractage de la gaine (Source : M3R, 2009) ................................................... 11 Figure 4 ..................................... 12 Figure 5 : Yahiaoui, 2000) ...................................................................................................................................................... 13 Figure 6 : Vue du tube prédéformé avant et après mise en forme dans le tube à réhabiliter (source : Yahiaoui, 2000) ..................................................................................................................................... 13 Figure 7 : f 20 Figure 8 .................................................................................... 15 Figure 9 : Définition des différentes zones selon la norme NF EN 1610 .............................................. 17 Figure 10 : classification des matériaux selon leur nature (Source : Setra, LCPC, 1992) .................... 18 Figure 11 : p. 37, fascicule 70) ..... 20 Figure 12 : p. 32, fascicule 70) ........................ 20 Figure 13 u claire ................................................................................... 29 Figure 14 : Logigramme des différents postes retenus pour la comptabilisation CO2 ......................... 33 Figure 15 : Répartition en pourcentagchantier de pose de réseau en tranchée ouverte .................................................................................. 35 Figure 16 : Part de chaque matériau ou produit entrant ....................................................................... 35 Figure 17 : Situation du chantier et plan de déviation simplifié ............................................................. 37 Figure 18 : Evolution du prix des canalisations en fonction du diamètre nominal (prix en sorti ............................................................................................................................................................... 42 Figure 19 : Evolution du prix des tuyaux livrés et posés en fonction du diamètre nominal (prix observés sur les chantiers de Nantes Métropole entre 2007 et 2009) ................................................................. 43 Figure 20 : Diagramme de visualisation des résultats .......................................................................... 47 Figure 21 : Vue du procédé Recycan en fonctionnement (à gauche) et du coulis auto compactant produit (source : Eurovia) ...................................................................................................................... 48 Figure 22 : Cimbéton) ............. 50 Figure 23 : Définition des couches (Source : SMEDAR, 2010) ............................................................. 54 Figure 24 : Extrait de la Charte des bonnes pratiques techniques et environnementales version en cours de développement ....................................................................................................................... 58

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ment

Fabien GARIN ING3 année 2010

vii

Liste des tableaux Tableau 1 : Extrait du classement des groupes de sol (Source : page 18, fascicule n°70) .................. 17

Tableau 2 : Largeurs de tranchées et types de blindages préconisés (Source : p.88, fascicule n°70)

(voir le glossaire pour les définitions des sigles utilisés) ....................................................................... 19

Tableau 3 : Avantages et inconvénients des techniques de réhabilitation des réseaux

2004) ......................................................................................... 22

Tableau 4 .................................................... 28

Tableau 5 ..................................................... 29

Tableau 6 : répartition des DEPI en nappe basse................................................................................. 29

Tableau 7 : répartition des DEPI en nappe haute ................................................................................. 29

Tableau 8 ................................................... 29

Tableau 9 ...................... 41

Tableau 10 ........... 42

Tableau 11 : Exemple de classement environnemental pour le paramètre « »

............................................................................................................................................................... 44

Tableau 12 : Classement environnemental des tuyaux ........................................................................ 45

Tableau 13 : comparaison des techniques autocompactantes (avec ou sans réemploi des déblais) .. 51

Tableau 14 : Préconisations d : SMEDAR, 2010) ........................... 53

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Fabien GARIN ING3 année 2010

1

Introduction

« Depuis le début des années 1980, des efforts significatifs ont été accomplis pour apprécier les

Si des ouvrages souterrains se laissent, par nature, facilement oublier, le constat de leurs

insuffisances et des conséquences directes ou indirectes de leur dégradation vient rappeler les

gestionnaires à leur devoir. En effet, les défaillances des réseaux, quelles que soient leurs motifs, ont

des conséquences économiques et/ou écologiques souvent fâcheuses, pouvant remettre en cause

»

Ces quelques mots de Jean-Michel Bergue, chargé de mission à la Drast du ministère de

équipement et directeur du projet national RERAU, permettent de comprendre les enjeux importants

réseaux et leur renouvellement intègre les contraintes économiques et techniques, mais ne prend pas

en compte les contraintes environnementales et sociales nécessaires à un développement durable et

Nantes Métropole est une communauté urbaine regroupant 24 communes constituant ainsi le

premier pôle urbain du grand-ouest. Nantes Métropole propose tout un ensemble de services à

quelques 580 000 habitants.

piloter les investissements, de dimensionner les ouvrages et de consulter les entreprises pour les

: la collecte (réseaux,

ion).

1. Inscrire les actions dans les exigences de développement durable

2. Contribuer au plan climat territorial de Nantes métropole

3. ment de la politique publique de l'eau dans le cadre du

futur Neptune IV

4. de

5.

Les exigences en matière de développement durable sont transcrites à partir de la politique de

ux qui sont les plus proches des actions des

services sont inclus dans le plan climat répondant à ces objectifs, on peut noter parmi ceux-ci la

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Fabien GARIN ING3 année 2010

2

Le service COMO (C Opération et M uvre) est responsable des

investissements liés à la réhabilitation ou à la pose de réseaux d'assainissement.

Certaines actions, ont envisagées au sein du service

(application du plan climat, projets durables, développement durable à Nantes Métropole) en réponse

aux objectifs globaux énoncés ci dessus.

Le service souhaite diminuer les

nous avons

réalisé une estimation des émissions de Gaz à Effet de Serre. Elle vise à ation de

environnementales dans les CCTG et les DCE.

ériaux et de pratiques durables, c'est-à-dire qui soient

environnementalement saines, économiquement viables, techniquement irréprochables permettant

ainsi de réduire les impacts de toutes sortes envers les riverains et usagers nantais.

rs favorisant

des techniques permettant une réduction des impacts environnementaux et de fixer des objectifs

quant à leur emploi à plus ou moins long terme.

afin de justifier l

vers ces problématiques.

:

« Dans quelle mesure peut-on intégrer des critères environnementaux dans les opérations de

réhabilitation ou de pose de réseaux ? »

synthétique, permettant ainsi une utilisation et une exploitation ultérieures aisées des données et

préconisations par le service COMO afin de poursuivre la démarche engagée.

Dans un premier temps, de pose ou de

nous permettra de nous familiariser avec les pratiques et

technologies actuelles, puis dans un second temps, nous réaliserons

réseaux sur le territoire Nantais. Enfin, dans un troisième chapitre, nous étudierons les solutions et les

préconisations et intégrables dans les marchés à plus ou moins long terme.

Les pratiques et habitudes sont des éléments difficiles à faire évoluer au sein des services et

des chantiers :

concrets pour faire accepter ses démarches et ses objectifs.

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Fabien GARIN ING3 année 2010

3

CHAPITRE n°1

1 Généralités

« Par réseaux, on entend tuyaux, regards, éléments de raccordement, dispositifs de fermeture

et bouches d égout. » (Direction des affaires techniques nationales; Fascicule 70, 2003). Deux modes

de traitement des réseaux existent

techniques et

La réhabilitation et la pose de réseaux sont soumises à des procédures techniques et

fascicule n° 70 regroupe les nombreux éléments à prendre en compte dans tous les types de projet.

diamètre inférieur ou égal à 200

mm et 35 °C (Norme NF EN 476)1 int de vue chimique, le pH doit être

compris entre 5,5 et 8,5 et la concentration en DCO ne doit quant à elle pas dépasser 750 mg/l

(Norme NF EN 752-4)2. Ces valeurs peuvent toutefois être dépassées occasionnellement.

1.1 La réhabilitation sans tranchée

Les techniques de réhabilitation sans tranchée peuvent être définies comme tel : « toutes

existant » (Yahiaoui, 2000).

La réhabilitation sans tranchée des ouvrages se justifie lorsque leur état structurel3

demeurent satisfaisantes. Cependant, la technique utilisée doit garantir une qualité de réalisation telle

ité doit pouvoir être comparée,

Les techniques de réhabilitation sans tranchée

telle réhabilitation sont multiples et doivent toujours être indiqués car ils

conditionnent le choix de la technique et des préconisations de contrôle. Les principaux objectifs sont :

rétablir les caractéristiques mécaniques compatibles avec les sollicitations auxquelles

1 Fascicule 70 p23

2 titre II : Conception et exécution d

» 3 :

structure ; étanchéité et hydraulicité.

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Fabien GARIN ING3 année 2010

4

rétablir le bon fonctionnement hydraulique pour un écoulement correct des effluents,

1.2 La réhabilitation par reconstruction

Lorsque la structure du réseau est

faut alors opter pour une ouverture de tranchée et un remplacement de la canalisation.

Les objectif , le choix du matériau et du type de tuyau

à mettre en place dépendent

Les principaux objectifs sont :

augmenter le diamètre du collecteur,

assurer des caractéristiques mécaniques compatibles avec les sollicitations auxquelles

assurer une hydraulicité permettant un écoulement correct des effluents,

poser une canalisation pérenne,

1.3 Classement des techniques de réhabilitation

La norme NF P40-600-2 classe les techniques de réhabilitation en trois groupes :

Les techniques de renouvellement : construction d'un réseau neuf se substituant à un réseau

d'assainissement existant,

Les techniques de rénovation : travaux utilisant tout ou partie de l'ouvrage existant en

améliorant ses performances actuelles,

aux : rectification de défauts localisés.

(Norme NF P40-600-2, 2002)

«renouvellement». De même, il est préférable de parler de «réhabilitation continue» et de «réparation

groupes, qui somme toute reste le même. Ainsi, en ce qui concerne les différentes techniques de

Réparation ponctuelle : robots multifonctions, injections, manchettes,

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Fabien GARIN ING3 année 2010

5

Réhabilitation continue : chemisage, tubage, coques préfabriquées et projection de béton,

mortier ou résines,

Remplacement : terrassement traditionnel, «mange tube», «éclate tuyau».

1.4

éléments q

uniquement sur les réseaux séparatifs gravitaires et non visitables.

Le réseau séparatif consiste à réserver un réseau à l'évacuation des eaux usées

domestiques4

et, sous certaines réserves, de certains effluents industriels alors que l'évacuation de

toutes les eaux météoriques est assurée par un autre réseau (Instruction ministérielle, 1977).

Un réseau gravitaire est un réseau dans lequel le débit et/ou la pression sont dus à la gravité (pas de

pompage). Il existe deux types de réseaux gravitaires:

les réseaux sous pression (ou en charge) si la conduite fonctionne pleine,

les réseaux à écoulement libre, si la conduite fonctionne partiellement remplie (Norme EN

805)

Les réseaux non visitables sont les réseaux présentant des diamètres nominaux inférieurs à

1 200 mm.

2 Réhabilitation sans tranchée

Il faut distinguer ces procédés selon des critères techniques déterminants. En effet, ce sont

Les critères sont les suivants :

techniques structurantes ou non structurantes, techniques continues ou ponctuelles, techniques

destructives ou non destructives.

2.1 Les différents procédés

2.1.1 Techniques structurantes ou non structurantes

Les techniques de réhabilitation sont classées en deux catégories, selon leur aptitude à

reprendre ou non les charges dynamiques et statiques appliquées sur le tuyau enterré. Ces

techniques sont dites structurantes ou non structurantes.

Ainsi, les techniques structurantes doivent pouvoir reprendre la totalité des efforts mécaniques

pression verticale du remblai (elle est fonction du poids volumique du remblai, de la hauteur

de couverture, du coefficient de concentration),

4 Les eaux domestiques comprennent les eaux vannes et les eaux ménagères.

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Fabien GARIN ING3 année 2010

6

pression hydrostatique éventuelle (canalisation située dans une nappe phréatique),

poids p

Les techniques non structurantes quant à elles, ont essentiellement pour but de rétablir

2.1.2 Techniques ponctuelles ou continues

2.1.3 Techniques destructives ou non destructives

Par opposition, les techniques dites destructives impliquent la destruction totale du collecteur

Il existe six techniques de réhabilitation :

Procédés non destructifs :

Robots multifonctions,

Chemisage partiel (manchette) ou continu,

Tubage.

Procédés destructifs :

Micro tunnelier,

Eclatement de tuyau.

Selon le procédé choisi, les effluents devront être dérivés ou pas.

2.2 Le robot multifonction

Les robots multifonctions ou automates sont indispensables dès lors que nous travaillons dans des

canalisations non visitables. Ils permettent le rétablissement hydraulique, le colmatage des fissures, la

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Fabien GARIN ING3 année 2010

7

consolidation de l

réhabilitation.

2.2.1

réhabilitation ponctuelle structurante ou non structurante selon

les cas et qui permet :

La suppression de tous les obstacles

canalisations (dépôts solides, concrétions diverses, racines, branchements pénétrants, joints

,

Le colmatage par injection des perforations, fissures, joints défectueux,

La pose de manchettes,

La réouverture des branchements après chemisage ou tubage (robots découpeurs),

xydables

destinées à assurer la restructuration des parties les plus endommagées.

2.2.2

La réparation se déroule intégralement sous contrôle vidéo depuis le poste de pilotage du

lon les défauts, de 3 à 8 points par jour.

2.3

consolidation et de régénération. Dans les ouvrages non visitables ne sont réalisées que des

consolider la structure des remblais.

2.3.1 D

traitées localement la défaillance des joints, les fissures circulaires et les perforations de la

canalisation.

st non

structurante.

Page 19: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

8

2.3.2

Composants

résines acryliques et les résines polyuréthanes

impérativement être stables dans le temps.

Les résines acryliques, généralement à deux composants (résine et catalyseur), se

dispersion dans le joint ou la fissur

-

ant.

résine-sol peut être compromise surtout en p

Les résines polyuréthanes quant à elles, se présentent sous forme liquide. Après mélange à

de cette résine est qu

de solvant. Le cordon étanche ainsi formé présente une bonne adhérence au niveau du défaut traité.

De plus, il est suffisamment souple pour encaisser des mouvements du sol et ne dépend pas de la

réseau est relativement fin et humide. En ce qui concerne les résines polyuréthanes, si leur

grande que les fissures sont étroites, dans la mesure où le cordon de résine adhère mieux sur

le matériau.

extrémités gonf

liquides ou pâteux.

. Avant séchage du produit, un

Une fois la parfaite étanchéité vérifiée, le robot se déplace vers le défaut suivant. Il est possible

es cas, de 10 à 40 défauts par jour. En présence de forts décalages qui ne

(D.P.S.M. Travaux Publics, 2005)

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Fabien GARIN ING3 année 2010

9

Figure 1 : Schéma : D.P.S.M. Travaux Publics, 2005)

2.4 Chemisage partiel (manchette)

Le principe de cette méthode es

2.4.1 n

La manchette, de longueur variable, permet de corriger localement les faiblesses de structure

Les fissures longitudinales ou multiples, fissures circulaires, microfissures, perforations,

Les joints déboîtés et/ou fuyards,

Les pénétrations de racines,

Les casses,

La condamnation des branchements hors services.

La manchette peut être structurante, consolidante ou non structurante selon les objectifs

de la ré

2.4.2

Composants

mature en fibre de verre ou de polyester tissée ou non

-durcissable, ainsi que

(PU)... 5, propose des

manchettes composées de tissu en fibre de verre et de feutre (3 ou 4 épaisseurs de tissu de verre

alternées par 2 ou 3 épaisseurs de feutre). Les différentes couches sont ensuite imprégnées de résine

vinylester. La résine vinylester apporte à la manchette une résistance mécanique et chimique pour

5 Entreprises références : Sade ; Telerep France (Véolia) ; DPSM TP

Page 21: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

10

feutre lui assure son étanchéité.

chemisage ponctuel sans interruption du réseau

non) sous contrôle vidéo.

décollement ultérieur. Selon les diamèt

mettre en place de 4 à 6 unités par jour.

Figure 2 : D.P.S.M. Travaux Publics, 2005)

2.5 Chemisage continu

La techn

Le chemisage ne réduit que fort peu la s

gaine est comprise entre 3 mm et 10 mm) tout en améliorant les caractéristiques hydrauliques du

variations de section et des obstacles, suppression des remous et décalages au droit des

assemblages.

2.5.1

De nature généralement structurante, le chemisage peut également être employé en non

structurant pour remédier aux problèmes d'étanchement, d'anticorrosion ou d'anti abrasion.

2.5.2

Composants

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Fabien GARIN ING3 année 2010

11

Le chemisage, qui équivaut à un véritable tuyau sans joints, est préformé en usine aux

dimensions du tronçon à réhabiliter. Il est constitué de matériaux composites (résine armée pouvant

être protégée par un film). Les résines utilisées sont en polyester, époxy, ou vinylester ; les armatures

en fibres de verre ou de polyester tissées ou non ; les films en polychlorure de vinyle (PVC)

Le chemisage continu ne nécessite généralement pas d'ouverture de fouilles. L'emprise est

réduite à une semi-remorque.

de la gaine s'effectue soit par traction soit par inversion. Son application sur la canalisation se fait par

pressi

La gaine est plaquée et non collée sur la conduite existante. Dans le cas du chemisage structurant,

Deux procédés de chemisage existent, le chemisage par traction ou par réversion.

Chemisage continu par traction

egard au regard suivant. La mise

forme de la canalisation, il est procédé à son durcissement par polymérisation au moyen de lampes

ultraviolet ou autre méthode.

Le chemisage par traction est idéal pour les petits diamètres (200 à 600 mm) et pour les

tronçons standards de 50 à 60 ml car il est mis en place très rapidement. Cependant, il est moins

efficace sur les grandes longueurs : on peut difficilement aller au-delà de 100 ml. De plus, lors de sa

rigoureuse du tronçon. Pour répondre à cet inconvénient, ses deux faces sont protégées par des films

imperméables à l (M3R, 2009).

Figure 3 : Préparation et tractage de la gaine (Source : M3R, 2009)

Chemisage continu par inversion

Cette technique consiste à introduire, en la retournant, une gaine souple imprégnée de résine

à

La gaine est ensuite polymérisée en place grâce à la circulation de vapeur sous pression ou par le

Le chemisage par réversion est à préconiser lorsque la canalisation présente de nombreux

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Fabien GARIN ING3 année 2010

12

longueurs (de 350 à 650 ml) et concerne des diamètres de 150 à 1000 mm (AITV, 2003). Cependant,

les branchements devant être ré ouverts aussitôt après durcissement, ils doivent être limités quant à

leur nombre.

Enfin, contrairement au chemisage par traction, la résine étanche est en contacte direct avec

la canalisation qui doit être en conséquence soigneusement n

Figure 4

Les limites du chemisage continu sont présentées en annexe 1. (Page 66)

2.6 Tubage

Cette technique consiste à mettre en place dans la canalisation à réhabiliter une nouvelle

emboîtement.

2.6.1 ion

La technique du tubage avec remplissage du vide annulaire concerne les réseaux visitables

visitables sont concernés.

collecteurs en raison de la diminution de la section

Le tubage est structurant dans la mesure où le vide annulaire est comblé par injection de

ciment liquide6

pour assurer la transmission des charges extérieures au nouveau tuyau. Il est non

structurant dans le cas contraire.

2.6.2

Composants

En général, des matériaux plastiques (PEHD, PVC) sont utilisés. Pour la rénovation de grands

diamètres le PRV (Polyester Renforcé de Verre) est apprécié pour sa légèreté, sa résistance à la

6 Constat sur un chantier, société Atlantique Travaux Publics

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Fabien GARIN ING3 année 2010

13

Après dérivation des effluents, la nouvelle conduite est insérée par tractage ou par poussage

Tubage par enroulement hélicoïdal

Cette technique est couramment employée sur des diamètres de 500 à 1500 mm. Elle

collag

finale désirée.

Figure 5 : A (source : Yahiaoui, 2000)

Tubage par tube prédéformé

La technique du tube prédéformé concerne uniquement les ouvrages de diamètre 150 à 800

sans espace annulaire. Cette technique est destinée à la

réhabilitation de tronçons de réseaux droits, légèrement courbés ou désaxés, pouvant atteindre de

n gabarit conique,

treuil. Il est alors coupé à la longueur souhaitée. Il reprend ensuite sa forme initialement ronde et se

plaque contre la paroi intérieure de la canalisation existante soit spontanément, soit par mise sous

mités). Le rapport entre le diamètre intérieur

du tube à réhabiliter et le diamètre extérieur du nouveau tube est préalablement défini afin de garantir

une bonne adhérence.

Figure 6 : Vue du tube prédéformé avant et après mise en forme dans le tube à réhabiliter (source :

Yahiaoui, 2000)

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Fabien GARIN ING3 année 2010

14

2.7 Les techniques destructives

Ces techniques sont fondées sur la destruction totale du collecteur dégradé et son

(« éclate tuyau »).

porte à préjudice et qu

remplacement traditionnel par tranchée7

Les grandes courbes nécessitent des fouilles ponctuelles.

Ces techniques destructives concernent uniquement les ouvrages non visitables et ne

sont applicables que sur des canalisations en matériaux cassables : grès vitrifié, amiante ciment,

De plus, il doit

être procédé à la dérivation des effluents

2.7.1 Le micro tunnelier « mange tube »

diffère en rien de la m

est poussé en continu vers un puits de sortie. La tête de forage, comme pour tout tunnelier, est guidée

tuyaux de diamètre supérieur à celui de la canalisation

de départ uite sont évacués à travers la nouvelle canalisation

par un circuit de marinage vers un bac de décantation.

2.7.2

réhabiliter des canalisations de dia

100 à 150 m par semaine

rain

environnant (éclatement statique ou dynamique). Il est ainsi possible de mettre en place des tubes de

ou par soudage.

7

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Fabien GARIN ING3 année 2010

15

Figure 7 Figure 8

(Source : Terra-eu)

3 Réhabilitation en tranchée ouverte

un remplacement du tuyau et à une ouverture de chaussée. Les raisons qui poussent à utiliser ces

techniques sont exposées au point 1.2.

existant, des évolutions sur le recyclage des sols et des performances accrues des engins de

chantier.

3.1 Nature et qualité des produits

La qualité du tuyau et des autres matériaux est primordiale et doit répondre à un ensemble de

critères techniques normalisés. Chaque matériau possède des caractéristiques propres et un domaine

classes.

Cette classe comprend les tuyaux circulaires, les regards visitables, les boîtes de branchement,

etc.

ou plusieurs normes ou certification de qualité française ou étrangère doit être conforme à ces dites

normes. Parmi les certifications de qualité les plus courantes, nous pouvons noter :

Marque NF Tuyaux et accessoires en fonte,

Marque NF PVC et assainissement,

Marque NF Eléments en béton pour réseaux sans pression

Marque NF Grès. 8

avis

technique » en cours de validité délivré par la Commission Interministérielle9.

8

9

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16

Autres cas

reconnue par un organisme compétent a été mise en place. Il en est de même pour les produits

innovants.

3.2

3.2.1 Références

La réalisation des travaux doit respecter toutes les hypothèses du projet, et en particulier

celles qui ont conduit au dimensionnement mécanique :

Largeur de tranchée ;

Hauteur de couverture ;

Types de sols ;

Systèmes de blindage ;

Profils en long et en travers ;

Niveau de nappe phréatique.

: la norme NF EN 1610 «

», la norme NF P 98-331 « tranchées : ouverture, remblaiement, réfection » et le

fascicule n°70 su CCTG10

« ».

mérations.

3.2.2 Sols et matériaux de remblai

maintien optimal du sol recomposé sous les contraintes qui seront appliquées dans le futur. La norme

NF EN 1610 décrit plusieurs zones (figure 9) caractérisées par un certain nombre de paramètres

physiques et/ou mécaniques du sol.

10

CCTG : Cahier des Clauses Techniques Générales

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17

Figure 9 : Définition des différentes zones selon la norme NF EN 1610

Par convention, il est considéré :

La zone de remblai proprement dit (1), composée de la partie inférieure et de la partie

supérieure du remblai ;

initial ;

Le sol en place (3).

Le lit de pose est classique

15 cm sur sol dur ou rocheux et à 10 cm dans les autres cas.

et à 15 cm au-dessus de la génératrice supérieure.

Les sols sont classés en 5 groupes, chacun des ces groupes présentant des caractéristiques

géotechniques sensiblement homogènes en regroupant des sous classes de la norme NF P 11-300.

Tableau 1 : Extrait du classement des groupes de sol (Source : page 18, fascicule n°70)

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18

Figure 10 : classification des matériaux selon leur nature (Source : Setra, LCPC, 1992)

matériaux traités

aux liants hydrauliques qui comprennent le sol ciment, le béton maigre, le béton non armé, les graves

CCTP et doivent être parfaitement respectées. Notons simplement que ces matériaux facilitent le

er parfois essentiel pour la bonne tenue du remblai

dans certains cas : présences de fines, présence de déchets.

3.2.3 Largeur de tranchée et blindages

au fascicule 70. Les deux textes donnent parfois des valeurs différentes, auquel cas, il est nécessaire

le fascicule 70 est visible ci-dessous (tableau 2). Il faut noter que les largeurs de tranchées données

dans ce tableau respectent les minimums prescrits par la norme EN 1610 (Direction des affaires

techniques nationales; Fascicule 70, 2003).

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19

Tableau 2 : Largeurs de tranchées et types de blindages préconisés (Source : p.88, fascicule

n°70) (voir le glossaire pour les définitions des sigles utilisés pour les blindages)

arasé à la pente spécifiée. Tout matériau déstructuré par le terrassement sera purgé et remplacé par

le même matériau que celui utilisé pour réaliser le lit de pose. Lorsque le fond de tranchée ne

re des

mesures spéciales comme la pose sur berceau ou sur dalles en béton armé reposant sur des pieux,

spécifiques (CERIB, et al., 2001).

3.2.4 Remblaiement et compactage

Le remblaiement est une opération fondamentale dans ce type de travaux. Il doit être réalisé

avec méthode et rigueur afin de respecter les critères de compactage définis dans le cahier des

charges. Nous évoquerons également les différents modes de retrait des blindages à respecter.

: le matériau de remblai est poussé sous les

canalisation.

Les remblais latéraux et initiaux sont réalisés par couches successivement compactées

densification.

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20

Concernant le remblai proprement dit, il doit être exécuté de la même manière que les autres

remblais, c'est-à-dire par couches successives, suivant les préconisations du projet.

Le compactage de toutes ces couches doit être effectué, dans la mesure du possible, après le

retrait des blindages de la hauteur de couche à compacter. La figure suivante montre le mode de

zones du remblai.

Figure 11 : p. 37, fascicule 70)

qualités de densification. Il existe quatre : non contrôlé ; compacté,

contrôlé mais non validé ; compacté, contrôlé et validé q4 ; compacté, contrôlé et validé q5. Les

qualités q4 et q5 sont les objectifs de densifications recommandées.

Figure 12 (Source : p. 32, fascicule 70)

En ce qui concerne le remblaiement des tranchées et le retrait des blindages, le Setra et le

GTR, précédemment cités, sont deux guides à étudier avec attention.

4 Avantages et inconvénients des techniques

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21

Pour remédier aux désordres constatés, deux solutions sont possibles : le remplacement de

défectueux ou sa réhabilitation. Les deux ont leur place dans un processus de remise en

état. Mais nvironnement urbain est perceptible si nous choisissons de développer des

techniques par voie interne, réduisant ainsi au minimum les nuisances et les conséquences socio-

tranchée. La problématique « avec ou sans tranchée » se pose de

plus en plus aux décideurs urbains et ce choix constituera un des points étudiés dans le chapitre 3.

4.1 -économique

sont pas liés à

par le bruit, la

nsi que la

urbain encombré sont de plus en plus mal supportées par le public.

ité commerciale de

la rue.

ouvriers, les automobilistes ou les riverains.

Certains chercheurs étrangers ont montré que le coût social des chantiers en tranchée à ciel

aux

Nous

étudierons une partie de cette question au point 2.2.2 du chapitre 2.

4.2

la présence de nappes,

-sol par les concessionnair

ouvrages,

un habitat dense,

la grande profondeur du réseau (si elle est supérieure à 1,30 m, le Fascicule 70 impose le

talutage ou le blindage des parois).

coulement demeurent satisfaisantes malgré la présence de défauts

structurels

défauts de conception (sous dimensionnement, contres pentes, pentes et profondeurs

insuffisa ), ni mise en

conservé sa résistance mécanique, semble être une solution adéquat

(Yahiaoui, 2000) le chapitre 3.

En revanche, des réseaux qui cumulent des défauts de conception, de choix du matériau, de

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Fabien GARIN ING3 année 2010

22

longueur, seront abandonnés ou remplacés (terrassement traditionnel ou remplacement sans

tranchée).

4.3 Récapitulatif

Afin de classer ces informations et de les comparer plus aisément par la suite, nous allons

utiliser un tableau présentant les avantages et inconvénients des techniques de réhabilitation et de

pose (Berland, 2004) (tableau 3).

Tableau 3 : Avantages et inconvénients des techniques de réhabilitation des réseaux

(BOMSTEIN et al 2004)

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23

Selon monsieur Jean-Michel BERGUE (Projet National RERAU), il est possible de classer par

ordre de durabilité décroissante :

1. Ouvrage neuf (posé avec ou sans tranchée en site inoccupé)11

;

2. Ouvrage remplacé avec tranchée12

;

3. Ouvrage remplacé sans tranchée par microtunnelage13

;

4. Ouvrage remplacé sans tranchée par éclatement14

;

5. Ouvrage rénové ;

6. Ouvrage réparé.

pour personne sur les durabilités qui restent très largement différentes entre le niveau 1 et le niveau 6.

Le caractère ponctuel des travaux de réparation, même sur un ouvrage faiblement dégradé ne

ssement, monsieur Jean-

peut sans doute gommer quelques nuances en regroupant les niveaux allant de 1 à 4 et proposer trois

classes de durabilité (relativement) bien distinctes :

A ouvrage neuf ou remplacé ;

B ouvrage rénové ;

C ouvrage réparé (Berland, 2004).

11

12

créer des conditions particulières et défavorables à la pose du nouvel ouvrage. 13

Technique quasi pas utilisée en France en milieu urbain, alors autant dire pas en milieu rural. 14

de nombreux morceaux de

comportement mécanique et partant sa durabilité.

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24

Chapitre n°2

tants et de les

manière séparée ou non selon le type de réseau. Cette collecte

avant leur rejet dans le milieu naturel (dans note cas la Loire).

critères

des trois critères serait à prendre en considération plus que les autres, la hiérarchisation de ces

facteurs est faite par les gestionnaires de réseaux. Au sein de la communauté urbaine, il a été décidé

pas une structure suffisamment

teurs probables qui influencent ces dernières.

les

eaux usées tout en respectant les contraintes géologiques, environnementales, techniques qui

lui sont imposées. » (Coelho, 2010)

Il convient alors de définir le terme « durable » pour permettre une justification de la

pertinence des éléments étudiés : La durabilité est un concept qui vise à préserver le capital

économique, social et naturel de manière à répondre aux besoins du présent, sans compromettre la

possibilité pour les générations futures de satisfaire les leurs (Dictionnaire environnement, 2010). La

durabilité est associée à la pérennité.

structurant de Nantes

autres tuyaux correspondant ainsi aux veines et vaisseaux capillaires.

Dans un second temps, nous avons réalisé, toujours dans cette démarche de développement

durable, un bilan carbone et une estimation du coût social liés aux travaux de réhabilitation avec

tranchée.

(tranchée ouverte ou non) ainsi que les poids environnementaux et sociaux associés à ces efforts

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25

1 Infiltrations dans les réseaux Nantais

1.1 Définition, causes, conséquences et périmètre

1.1.1 Définition

Le terme infiltration est plutôt américain et il correspond au terme français « eau parasites ». Il

est utilisé pour caractériser « -

» (Agence financière de bassin Seine - Normandie, 1984).

provenance (raccordements, regards défectueux, pathologies des tuyaux, etc.).

de façon

permanente ou temporaire dans la nappe phréatique.

1.1.2 Causes

Parmi celles-ci, les plus importantes sont celles dues au mauvais état des équipements. Cet

etc.), soit à sa mauvaise construction (absence de joints, mauvais raccordements particuliers (non

étanches, etc.). La mauvaise conformation de la structure du réseau est quant à elle due à une

1.1.3 Conséquences

Les effets

sur le réseau proprement dit, ses équipements et sur les ouvrages de traitement situé

Impacts sur le réseau

:

occasionnant ainsi des débordements.

La surcharge temporaire des stations de relèvement

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26

ave la

(Triantafillou, 1987).

De plus, les eaux d'infiltration provoquent :

l'entraînement des grains du sol au travers de fissures ou de joints déboités, ayant comme

conséquence l'érosion des parois des conduites et la formation des cavités aux alentours des

canalisations. L'effondrement de ces cavités suscite, par la suite, la diminution de la

résistance mécanique du réseau et l'accélération de la dégradation des collecteurs, en créant

des points de rupture ou de contre-pentes ;

les mouvements de terrain consécutifs à ces affouillements du sous-sol pouvant même, à

terme, provoquer l'affaissement de la chaussée. Par ailleurs, l'entraînement des matériaux de

remblaiement dans les collecteurs entraîne aussi l'ensablement du réseau et la réduction de

sa capacité hydraulique (Groupe Environnement, 1980).

Les désordres sont de deux ordres :

financier : la présence des eaux parasites entraîne l'augmentation des investissements

nécessaires à la mise en place de la station quand son dimensionnement est basé sur les

mesures de flux polluants et de charges hydrauliques réels devant être traités. De plus,

l'augmentation du volume des effluents induite, conduit à des coûts de fonctionnement des

équipements, supérieurs à ce qu'ils devraient être (Agence financière de bassin Seine -

Normandie, 1982).

qualitatif d'autre part : l'existence des eaux claires parasites entraîne la dilution des effluents

transités et implique, par conséquent, la diminution du rendement des équipements.

Impact sur le milieu naturel

Les implications des eaux parasites sur la qualité de l'environnement se traduisent par :

le déversement aux exutoires des effluents insuffisamment épurés ;

le rejet trop fréquent dans le milieu naturel d'eaux usées diluées à l'aval des déversoirs

d'orages, dû au fonctionnement excessif de ceux-ci (Groupe Environnement, 1980).

1.1.4 Périmètre

Au total 11 communes ont été étudiées, soit partiellement, soit dans leur totalité :

Nantes (Secteur partiel Beaujoire),

Vertou,

Rezé,

Bouaye,

Saint Jean de Boiseau,

Saint Léger les Vignes,

Saint Aignan de Grand Lieu,

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27

Saint Herblain,

Indre,

Carquefou,

Basse Goulaine.

000 habitants sur une superficie de 200 km² pour près de

59 000 logements, environ 48 000 branchements et une moyenne de 580 km de réseau entre la zone

étudié en nappe haute (NH) et celle en nappe basse (NB).

Nous définissons le bassin versant de la manière suivante : ensemble des réseaux

-dessus forment

chacune un bassin versant lui-même divisé en une multitude de bassins versants.

s en évidence15

.

Surface totale du BV = PI * Diamètre moyen * Longueur totale

1.2 Infiltrations

Cette étude a été menée pour répondre à la demande du CERIB16

qui réalise actuellement un

écobilan sur les matériaux suivants : Tuyaux et regards en béton. Leur objectif est de comparer le

» des matériaux sur le point particulier des eaux parasites

les conditions de durabilité17

des matériaux.

1.2.1 Eaux parasites - Généralités

Environ 67 % du linéaire étudié est renseigné sur le paramètre matériau. Les matériaux les 18

(28 %). On

retrouve ponctuellement du grès, de la fonte, du PRV19

et du PP20

.

15

té de volume (L ou m3) par m² et par

jour (DEPI) unité : L/m²/jour 16

CERIB 17

Nous considérons que la durabilité du réseau est altérée lorsque celui-ci présente des infiltrations importantes car il ne répond alors plus à sa fonction principale de collecte des eaux usées. 18

PVC : PolyChlorure de Vinyle 19

PRV : Polyester Renforcé de Verre 20

PP : PolyPropylène

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28

connus. Toutefois, nous remarquons que les réseaux en amiante ciment sont compris dans la plage

20 40 ans. Pour le PVC, on constate que les réseaux sont globalement âgés de moins de 20

ans.

La majorité (plus de 85 %) des réseaux étudiés présentent un diamètre nominal de 200 mm.

: réseau

infiltrations.

1.2.2 Résultats

Le principe de quantification des eaux parasites est simple : des mesures de débits sont

effectuées aux exutoires des bassins versants pendant une période définie. Dans le même temps, les

comparées aux

21

Nous

les réseaux, nous chercherons par la suite à démontrer la ou les causes de ces différences. En effet,

35,73% en NB et de

45,63%

polluée, cette eau parasite vient surcharger hydrauliquement les stations et diluer la pollution comme

isode pluvieux.

NB

- < 10% - < 30% - < 50% -

109 313 m 265 511 m 374 740 m 108 926 m

13,0% 31,7% 44,7% 13,0%

Tableau 4

21

Pour chaque analyse, une comparaison est effectuée entre le débit estimé théoriquement et la mesure des

proche de la réalité est retenu.

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29

NH

- < 10% - < 30% - < 50% -

80 275 m 120 061 m 333 413 m 259 367 m

9,5% 14,2% 39,4% 30,7%

Tableau 5

Les tableaux 4 et 5 montrent la répartition des fractions en EPI dans les réseaux, ils sont par

ailleurs illustrés par la figure 13 ci-dessous

supérieur à 50 % est doublé entre les périodes NB et NH. On remarque également que 32 % du

débit total.

Figure 13

Tableau 6 : répartition des DEPI en nappe basse

Tableau 7 : répartition des DEPI en nappe haute

Tableau 8

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

35,0%

40,0%

45,0%

- < 10%

Fraction d'apport

Nappe basse Nappe haute

- < 10 L/m²/j10 - < 20

L/m²/j

20 - < 50

L/m²/j50 L/m²/ -

279 979 m 281 811 m 233 041 m 63 659 m

33,4% 33,6% 27,8% 7,6%

NB

- < 10 L/m²/j10 - < 20

L/m²/j

20 - < 50

L/m²/j50 L/m²/ -

150 363 m 99 174 m 428 518 m 132 968 m

18,5% 12,2% 52,8% 16,4%

NH

- < 4

L/m²/mm

4 - < 8

L/m²/mm

8 - < 12

L/m²/mm12 L/m² -

231 352 m 330 576 m 80 967 m 58 225 m

33,0% 47,1% 11,5% 8,3%

Réaction à la pluie

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30

Les 3 tableaux ci-

haute et en réaction à la pluie.

Le seuil « » classiquement utilisé dans les études de ce type pour prioriser les

nappe haute supérieur à ce seuil, cela signifie que 16% du linéaire est en très mauvais état et devrait

théoriquement être remplacé rapidement.

La classe suivante, de 20 à 40 L/m²/j, englobe les réseaux qui doivent être réhabilités sans

Dans une gestion durable du patrimoine, il serait souhaitable de remplacer ou réhabiliter

rapidement les réseaux présentant des DEPI supérieures à 20 L/m²/j, soit entre 34 et 69 % du linéaire

étudié. Toutefois les contraintes économiques rendent impossible ce type de gestion, limitant ainsi les

investissements sur les réseaux aux zones ayant dépassé le seuil ou aux travaux neufs22

.

1.2.3 Causes étudiées et hypothèses

: le manque de données (généralités

1.2.1). De ce fait certains paramètres sont difficiles à étudier.

Nous avons étudié les éléments suivants de manière précise et structurée :

Matériaux

Age

Age et matériaux

Profondeur

Pente

en annexe 2

(pages 67 à 81).

La profondeur et la pente ne semblent pas être des paramètres déterminants du point de vue

Le matériau semble avoir une importance importante sur les EPI. En effet, un facteur 1,35 est

des réseaux en PVC et celles des réseaux en amiante

réseaux en amiante ciment étaient logiquement plus anciens que les réseaux en PVC, ce qui peut en

vieillissement semble avoir un effet sur les conduites en amiante ciment, alors que les réseaux en

PVC ne semblent pas ou peu altérés par le temps.

22

Le taux de renouvellement des réseaux de la métropole est variable selon les années mais dépasse rarement les 2 % de renouvellement global. A ce rythme, il faut entre 4 et 8 ans pour réhabiliter toutes les portions ayant

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Fabien GARIN ING3 année 2010

31

sont

infiltrations.

i ceux-ci nous proposons les facteurs

suivants :

Qualité initiale de pose,

Qualité du compactage,

Respect des contraintes géologiques,

Qualité des raccordements ultérieurs.

x se

nous pouvons imaginer que les qualités de pose et de compactage ainsi que le respect des

contraintes géologiques sont les principaux responsables de ces dégradations. En effet, il est peu

incluses dans le dimensionnem

spécifique, etc.). La cause serait donc plus du domaine de la pose ou de la conception que de la

qualité du tuyau (RERAU, 2005).

(Agence de l'eau Seine -

Normandie; SCE, 2008) met en relief ces éléments de manière concrète et chiffrée. Ce document

permet de préciser les idées émises plus haut. Cette étude recense trois défauts principaux sur les

colle : assemblage, géométrie et déformation.

: - Emboitements insuffisants générant des fuites liés au vieillissement

du joint

-

La géométrie : - Problèmes de profils acceptables (flaches) majoritairement dues à la

pose et/ou la mauvaise qualité du compactage.

La déformation : - Ovalisation surtout pour le PVC

- Eclats sur les tuyaux en fonte avec dégradation par corrosion.

(notamment la fonte).

remblayage.

Cette étude confirme également les soupçons sur le rôle des branchements ultérieurs. En

effet, peu de problèmes sont relevés sur les branchements existant, par contre 70 % des nouveaux

En conclusion, nous pouvons dire que

par ailleurs interdit à la pose de nos jours mais pas sur les autres éléments (PVC et fonte en

particulier).

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32

-ciment est plus sensible aux EPI, mais

La pente et la profondeur ne sont pas des éléments déterminants pour les EPI.

La qualité de pose, de remblaiement ainsi que la qualité des branchements ultérieurs

semblent par contre être des éléments fondamentaux à prendre en compte avec une attention toute

particulière. Ces facteurs apparaissent comme plus importants que le type de matériau ou tout autre

facteur étudié.

2 Bilan carbone et impacts sociaux

La première approche retenue, celle de la « », ayant mis en relief des

dégradations prématurées de canalisations probablement dues à une mauvaise qualité de pose ou de

remblaiement, il conviendra de préciser à nouveau les éléments importants prendre en compte lors

: Les

émissions de CO2 et le coût social.

Nous avons choisit

orchestrée par Nantes Métropole23

2.1 Les émissions de CO2

2.1.1 Le bilan carbone

ADEME 24

à des résultats sensiblement différents car ces protocoles reposent sur des hypothèses et des choix

variés.

Le Bilan Carbone® est opérationnel depuis 2004 dans sa version «Entreprises » et depuis

2007 dans sa version « Collectivités ». Il évalue les émissions directes et indirectes de GES liées à un

site, une entreprise, une collectivité ou un territoire durant généralement une année. Il est compatible

La

23

Objectif de la métropole : réduction des émissions de CO2 de 50 % entre 2005 et 2025. 24

de l'environnement, de l'énergie et du développement durable. Elle met à la disposition des entreprises, des

Page 44: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

33

prise en compte des impacts environnementaux «du berceau à la tombe» étant tout de même bien

intégrée.

2.1.2 Les éléments pris en compte

les calculs sont décrites dans le document de communication à destination des services de Nantes

Métropole.

précisions sur les éléments pris en compte concrètement.

Figure 14 : Logigramme des différents postes retenus pour la comptabilisation CO2

INTRANTS SORTANTSFRET TRANSPORT EQUIPEMENTS

Système

d assainissement

(Tuyaux, regards,

etc.)

Remblais

(extraction,

préparation)

Transport des

matériaux

(amortissement

et consommation

d nergie)

Transport du personnel

du dépôt au chantier

(amortissement et

consommation d nergie)

Utilisation de tous les équipements

confondus (amortissement et

consommation d nergie)

Mise en décharge des

déblais et éventuel

recyclage des canalisations

UTILITAIRES

INTRANTS SORTANTSFRET TRANSPORT EQUIPEMENTS

Système

d assainissement

(Tuyaux, regards,

etc.)

Remblais

(extraction,

préparation)

Transport des

matériaux

(amortissement

et consommation

d nergie)

Transport du personnel

du dépôt au chantier

(amortissement et

consommation d nergie)

Utilisation de tous les équipements

confondus (amortissement et

consommation d nergie)

Mise en décharge des

déblais et éventuel

recyclage des canalisations

UTILITAIRES

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Fabien GARIN ING3 année 2010

34

Le chantier pilote a généré au total 38,4 Teq CO2, ce qui représente environ 384 Keq CO2/ml

de réseau diamètre 200 posé en technique traditionnelle à 5 m de profondeur moyenne.

Nous considérons que les émissions générées par la grande profondeur sont compensées par

profondeur classique, c'est-à-dire 2 mètres de profondeur.

guide

»

(381 Keq CO2/ml de réseau PVC DN 200 à 2,5 m de profondeur) et du résultat présenté par A. Garda

is intitulé : «

» (312 Keq CO2/ml de réseau

A titre de comparaison, les émissions totales du chantier correspondent à :

50 000 Km en première classe pour un passager en avion de long courrier (soit un peu plus

de 4 allers-retours entre paris et New-York)25

19 tonnes de papier26

,

191 000 Km, soit 4,77 fois 27

,

551 28

.

En 2009, 29 Km de réseaux gravitaires ont été posés en tranchée ouverte, dans des

conditions similaires (35 Km en 2008, 15 Km en 2007, 16 Km en 2006 et 21 Km en 2005). En

moyenne, sur les 5 dernières années, 23,2 Km de tuyaux ont été posés chaque année.

Nous pouvons donc estimer la quantité moyenne annuelle de CO2 émis par les chantiers de

erte aux alentours de 8 900 Teq CO229

.

identifiées sur la métropole.

La moyenne annuelle des émissions produites par la pose des réseaux est 1,6 fois supérieure

au

celles générées par le fonctionnement des véhicules de collecte des déchets30

.

Ces

25

Calcul basé sur une production de 210 geq C, soit 770 geq CO2, par passager.km pour un passager de long - 2007 page 100/240)

26 Calcul basé sur une production de 500 Keq C, soit 2 Teq CO2, par tonne de papier produit (Guide des facteurs

- 2007 page 131/240) 27

Calcul basé sur une automobile émettant 55 g équivalent carbone (ou encore 202 g de C02) par kilomètre. Le calcul proposé ici est donc basé sur un chiffre plus proche des émissions moyennes réelles au kilomètre des voitures actuelles, et qui tient compte des émissions liées à la fabrication des véhicules (mais pas à leur entretien), ainsi qu'au raffinage et au transport du carburant. Bilan carbone personnel ADEME, AC, INSA Lyon et Manicore. 28

Calcul basé sur une production de 19 geq C, soit 69,6 geq CO2

- 2007 page 150/240) 29

Nous avons pris le ratio de 384 Keq CO2/ml pour le calcul des émissions globales. 30

Emissions du fonctionne 000 points lumineux), sans ni le renouvellement : 5 600 Teq CO2/an

3

4

Page 46: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

35

A

de panneaux photovoltaïques ou 6 éoliennes de 2 MW31

.

en priorité pour réduire les émissions.

Figure 15

de pose de réseau en tranchée ouverte

Le fonctionnement des équipements ainsi que

Un élément non visible sur ce graphique est la combinaison des impacts liés aux déblais à

ceux générés par les remblais ; ils ne sont pas né

pertinent.

Figure 16 : Part de chaque matériau ou produit entrant

La figure 16 permet de constater que les émissions dues aux produits préfabriqués de collecte

des effluents est majoritaire dans le poste intrant.

Cette étude permet également de remarquer et de mettre en relief les émissions par ml de

constatons alors que le béton, qui à la tonne produite est presque 4 fois moins impactant que le PVC,

est 3 à 4 fois plus impactant une fois rapporté au mètre linéaire32

.

31

Eléments de quantification Plan climat Nantes Métropole Vincent Huré. Base de calcul : 20 000 m² de panneaux polycristall 2 500 Teq CO2 32

10 kg pour le même DN.

Equipements

31%

Sortants

6%

Transport

2%

Fret

7%

Intrants

51%

Utilitaires

3%

Graviers/pierres

5%

Béton bitumineux

22%

Grave non traitée

4%

Ciment

12%

Sable

1%

Système

d'assainissement

56%

Page 47: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

36

Ci-dessous, les émissions par mètre linéaire de tuyau sont notées par type de matériau (le

intégré à ces valeurs (DN 200) :

PP: 7 Keq CO2/ml

PE: 7 Keq CO2/ml

Grès: 11 Keq CO2/ml

PRV: 11 Keq CO2/ml

PVC: 29 Keq CO2/ml

Fonte: 54 Keq CO2/ml

Béton: 129 Keq CO2/ml

réalise

des efforts importants pour réduire ces émissions et devrait donc être plus performante dans ce

domaine. Les émissions de CO2

nt intégrer ces données particulières à

2.2 Le coût social

2.2.1 Définitions

Le coût social permet de donner une équivalence monétaire à des impacts qui touchent la

société.

Dans le cas des c intéresserons

du blocage total ou partiel de la rue. Un ensemble de formules mathématiques permet de calculer le

coût de ce blocage.

on est compliquée par le fait que la

déviation est combinée à celle générée par le pont Eric Tabarly. Afin de simplifier la situation, nous

allons effectuer le calcul en ne tenant compte que de la déviation nécessaire pour notre chantier.

Page 48: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

37

Figure 17 : Situation du chantier et plan de déviation simplifié

2.2.2 Calculs

Coût de la congestion

Nous allons calculer le surcoût occasionné par la déviation (parcours supplémentaire et coût

du temps de retard).

La formule utilisée est la suivante (La prise en compte des nuisances pour le calcul du coût global

d'un projet de canalisation souterraine, 1996) :

CT = D * (Pr * Ps + RHM * Tr)

Avec :

CT

D : Densité du trafic routier (ici D = 2 433 véhicules/j)

Pr

Ps : Parcours supplémentaire (ici Ps = 0,5 Km)

RHM : Revenu horaire moyen par véhicule (on compte 1,5 personne par véhicule, RHM = 11,49 33

Tr : Temps de retard (ici Tr = 100 secondes soit 0,028 h)

Nous obtenons alors CT = 1

La déviation a duré 20 jours sans compter les weekend et jours fériés. Nous ne comptons pas

ces jours dans le calcul, la circulation étant très fortement réduite pendant ces périodes.

33

Nouveaux ponts

Bd A. Millerand

Chantier

Déviation

12

Page 49: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

38

agement

est généré par le chantier.

La formule utilisée est la suivante :

CCEC = CM * 24 h

Avec :

CCEC

CM : Coût de mobilisation des infrastructures routières (ici CM

Nous obtenons :

La surface de chaussée immobilisée est égale à 400m².

Le coût de la consomm

La surface réservée au stationnement étant très faible sur la zone, le coût de la consommation

2.2.3 Coût social global

mptabilise les divers coûts précédemment

calculés.

2.2.4 Ratios et pistes

Il convient maintenant de comparer cette valeur au coût

direct du chantier.

Le coût social représente environ 30 % par rapport au coût direct34

.

Cette valeur peut être comparée aux recherches et études sur les impacts sociaux des

ourcentages de 36 et 33%, Ling (GB, 1991) et

34

Coût direct du chantier = 103

Coût social estimé à pour ce chantier

11

Page 50: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

39

premier et allant de 40 à 125 % pour le dernier. Les deux dernières études citées ont la particularité

ans le calcul la perte financière pour les commerçants pénalisés par la déviation.

Ces différences sont dues principalement aux composantes intégrées, en effet, certains

me le

accorderons sur un p

vibratoires ou celles due à la poussière générée par les engins. Pourtant ces éléments sont importants

à pre sociale » et donc durable.

Page 51: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

40

Chapitre n° 3 : Etude des solutions et préconisations,

comparaison des indicateurs

Ce chapitre va permettre de mettre en avant les techniques et les matériaux les plus durables

en les comparant sur plusieurs indicateurs

environnementales de canalisations ou de techniques et les échanges avec les fournisseurs.

de comparer et de pondérer selon leur importance afin de trouver les matériaux qui correspondent le

mieux aux contraintes défini

Un tableau multicritère a été élaboré pour faciliter le choix de canalisation.

Nous allons dans ce chapitre étudier quatre éléments en particulier : les canalisations, les

matériaux de remblaiement et les usages et bonnes pratiques techniques et

environnementales. Les raisons de ces choix sont multiples mais les principales sont le potentiel

2, la réduction des infiltrations et la réduction des impacts sociaux.

1 Les canalisations

1.1 Les éléments de choix

Une canalisation doit répondre en premier lieu à des caractéristiques techniques qui constituent

la base du choix, elle doit ensuite être économiquement viable. Le choix entre plusieurs canalisations

Environnement » dans les choix et ainsi de rendre durable

ans le

rester économiquement supportable pour la collectivité.

1.1.1 Comparatif technique

En fonction du sol

une série de contraintes imposées par la typologie

telles

(Direction des

affaires techniques nationales; Fascicule 70, 2003).

lors du choix, sous peine de voir apparaître des défauts et des altérations de surface dues à un

mauvais emploi du matériau.

Page 52: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

41

Le tableau ci-dessous a été réalisé à partir des éléments disponibles auprès des fournisseurs,

les matériaux correspondants aux contraintes de sol.

MA

TE

RIA

UX

pH

min

pH

ma

x

Nap

pe

Arg

ile

s

Va

se

s

Mil

ieu

sa

lin

Tra

ce

s d

'hy

dro

ca

rbu

res,

hu

ile

s, g

rais

se

s

Bo

nn

e t

en

ue

du

so

l

Te

nu

e m

oy

en

ne

du

so

l

Fa

ible

te

nu

e d

u s

ol

Déc

he

ts

So

l s

ulf

ure

ux

So

l a

vec

ch

loru

res

BETON 4 9 oui oui oui non oui oui oui non non non

GRES 1 14 oui oui oui oui oui non non oui oui

FONTE 4 12 non non non non oui oui oui non oui oui

PVC 2 12 oui oui oui oui oui oui oui oui oui oui

PRV 1 10 oui oui oui oui oui oui non non oui oui

PE 1,5 14 oui oui oui oui oui oui oui oui oui oui

PP 2 12 oui oui oui oui oui oui oui oui oui

Tableau 9

Comme le montre ce tableau, certains tuyaux ne sont pas utilisables avec les mêmes

conditions. En effet, si certaines canalisations comme celles à base de plastique sont utilisables dans

photographi

durée de vie proche de celle annoncée par le fournisseur.

Le tableau 10 synthétise les principales caractéristiques de chaque matériau du point de vue

(CSTB-Avis technique 17/07-188, 2007) (CSTB-Avis technique 17/03-142,

2003) (CSTB-Avis technique 17/05-166, 2006) (CSTB-Avis technique 17/08-204) (CSTB-Avis

technique 17/08-211, 2009) (Alphacan, 2007) (Eurocéramic, 2006).

Page 53: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

42

MA

TE

RIA

UX

pH

min

pH

ma

x

Te

mp

éra

ture

ma

xim

ale

Acceptabilité charge organique

Rés

ista

nc

e a

bra

sio

n

Acceptabilité produits chimiques

Fo

rte

Mo

ye

nn

e

Fa

ible

Fo

rte

Mo

ye

nn

e

Fa

ible

BETON 4 9 80 °C non oui oui Faible non non oui

GRES 2 13 70 °C oui oui oui Moyenne oui oui oui

FONTE 4 12 35 °C non oui oui Forte non oui oui

PVC 2 12 60 °C oui oui oui Moyenne oui oui oui

PRV 1 10 40 °C oui oui oui Moyenne oui oui oui

PE 1,5 14 60 °C oui oui oui Forte oui oui oui

PP 2 12 60 °C oui oui oui Forte oui oui oui

Tableau 10

Nous pouvons remarquer que certains matériaux, comme le béton, supportent mal les

agressions chimiques ainsi que les fortes concentrations organiques. Ce matériau sera plutôt

préconisé pour un usage en assainissement pluvial que pour la collecte des eaux usées.

Les matériaux à base de pétrole, le grès et le PRV sont inertes chimiquement et présentent de ce fait

1.1.2 Comparatif économique

Afin de comparer les tuyaux sur le paramètre financier, il convient de préciser les éléments

inté

compte tenu de la diversité des lieux de production et surtout du poids des tuyaux.

Figure 18

Cette figure permet de mettre en avant de faibles coûts de production pour les tuyaux en

béton et ceux en PVC et de forts coûts pour les tuyaux en fonte. Les coûts évoluent différemment

R2 = 0,9965

R2 = 0,9972

R2 = 0,9956

R2 = 0,9904

R2 = 0,998

R2 = 0,9916

R2 = 0,9955

R2 = 0,9797

DN 0 DN 100 DN 200 DN 300 DN 400 DN 500 DN 600 DN 700 DN 800

Diamètre nominal

Prix

au m

ètre

linéa

ire

Fonte Intégral

PP SN 10 (6m)

PP SN 16 (6m)

PVC Bipeau CR4

PVC Bipeau CR16

PRV SN 10

PRV SN 20

Grès - Eurotop

Grès - Eurotrad

Béton A135

Puissance (PP SN 16 (6m))

Puissance (PP SN 10 (6m))

Linéaire (PRV SN 10)

Puissance (PVC Bipeau CR4)

Puissance (Grès - Eurotrad )

Linéaire (PRV SN 20)

Linéaire (Béton A135)

Linéaire (Fonte Intégral)

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Fabien GARIN ING3 année 2010

43

selon le matériau mais la hiérarchie des prix établie par exemple pour un diamètre 200 reste la même

pour des diamètres supérieurs.

Figure 19 : Evolution du prix des tuyaux livrés et posés en fonction du diamètre nominal (prix observés

sur les chantiers de Nantes Métropole entre 2007 et 2009)

pouv

plus élevés. Il est de ce fait très peu utilisé sur la métropole Nantaise.

La figure 19

intègre la pose et la fourniture des éléments préfabriqués. Le béton et le PVC sont les matériaux les

grès et le PP avec des valeurs assez proches. Le PRV est quant à lui le matériau le plus coûteux de

1.1.3 Comparatif environnemental

Plusieurs éléments peuvent être pris en compte dans une balance environnementale : le CO2

Il est compliqué voire même impossible de comparer les différentes études disponibles car

elles ne sont pas basée sur la même unité fonctionnelle de départ. Afin de croiser les diverses

sources35

, nous avo

dans chaque étude, puis de faire les moyenne des points.

35

Nous avons également utilisé les FDES (Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire) des produits disponibles dans la base de données INIES

DN 0 DN 100 DN 200 DN 300 DN 400 DN 500 DN 600 DN 700

Diamètre nominal

Pri

x au

mèt

re li

néai

re

PP

PRV

Béton

Grès

PVC

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Fabien GARIN ING3 année 2010

44

Exemple

Consommation d'énergie

Source 1

(PE Europe

GMBH et alii,

2004)

Source 2

(Concrete

industry,

2002)

Source 3

(Stephan,

2007)

Moyenne Nombre de

points

BETON 1 1 3 1,7 2,4

GRES 7 3 3 4,3 6,2

FONTE 3 5 4,0 5,7

PVC 3 5 3 3,7 5,2

PRV 3 5 4,0 5,7

PE 3 7 6 5,3 7,6

PP 3 5 1 3,0 4,3

Tableau 11 : Exemple de classement environnemental pour le paramètre « »

Les valeurs dans les colonnes « sources » représentent la position du matériau rapport aux

e des

positions est faite pour connaître la position moyenne révélée par les études. Le nombre de point est

calculé en divisant la position par le nombre de matériaux étudiés (7) et en multipliant par 10 afin

e la plus faible est le moins impactant sur le paramètre

considéré.

autres matériaux à base de pétrole, la fonte et enfin le grès.

Nous avons procédé de la même manière pour la majeure partie des éléments étudiés dans le

cadre des ACV :

émissions de CO2,

acidification,

écotoxicité,

production de déchets

(dangereux et non dangereux),

épuisement des ressources.

Nous avons ég

Pour cet élément, nous avons fait la moyenne de la durée de vie annoncée par le fournisseur dans les

conditions optimales de fonctionnement et de la durée de vie classiquement observée. Cet aspect

Nous avons également pris en compte la cadence de pose en tenant compte du poids des

Nous aboutissons au classement suivant (les notes associées sont sur 10, le matériau

présentant le moins de points est le moins impactant) :

Page 56: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

45

MATERIAUX POINTS

PRV 2,8

PP 3,1

GRES 4,3

PE 4,4

FONTE 4,7

PVC 5,1

BETON 6,2

Tableau 12 : Classement environnemental des tuyaux

Il convient de modérer ces résultats car les informations sur le matériau PRV sont très

sa conception et les estimatio

impactant, sa position sera donc conservée par la suite pour les analyses ultérieures.

Le béton est assez pénalisé par sa durée de vie plus faible que les autres matériaux. En effet,

le bé vite » dégradé et sa

durée de vie « pratique » est très réduite par rapport à la durée de vie théorique. Ce matériau est

également pénalisé par longue et plus compliquée que pour des

matériaux plus légers. Toutefois, le béton aura une durée de vie conforme aux éléments affichés par

les fournisseurs dans une utilisation en eau pluviale.

1.1.4 Conclusions

des caractéristiques propres qui rendent son

application intéressante dans certaines circonstances. Toutefois, nous constatons que des matériaux

répondent aux trois paramètres considérés. Le grès et le polypropylène semblent être les matériaux

les plus intéressant tous facteurs confondus et sans contraintes particulières, notamment par leurs

impacts environnementaux plus faibles que les autres et par leurs caractéristiques chimiques.

Toutefois ils ne figurent pas parmi les deux matériaux les moins chers.

Le béton est un matériau assez bon marché, mais assez mal placé environnementalement

Le choix d

environnement, économique).

Le PP, le PE, le grès et le PRV semblent être les matériaux les plus propices à une réduction

des émissions CO2.

En termes de coût social, les matériaux les plus légers sont les plus indiqués. En effet, leur

t

Page 57: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

46

Le choix du matériau le plus « durable » est véritablement lié au contexte du chantier, du sous

dépendent pas de ces paramètres, le choix du matériau est quant à lui prioritairement dicté par les

contraintes techniques.

intérêt sont décrits dans le paragraphe suivant.

1.2 Utilisation du tableau multicritères du tuyau en

tranchée ouverte

1.2.1 Théorie

nombreuses contraintes spécifiées dans le fascicule 70. Il permet seulement de

choisir parmi les tuyaux présentant le meilleur compromis environnement économie technique,

celui qui sera conservé pour la réalisation du chantier.

Ce tableau se présente

cient à chacun.

résultat » permet ensuite de visualiser quels sont les trois matériaux respectant le

plus les critères définis. Le matériau qui présente la moyenne la plus élevée est cette fois le plus

intéressant.

1.2.2 Mise en pratique

Afin de perc

chantier de collecte des eaux usées.

Le sol présente les caractéristiques suivantes : pH = 6 ; absence de soufre, chlorures, vases,

argiles et nappe ; tenue moyenne (sable).

Les coefficients choisis sont les suivants :

Technique = 5

Economique = 2

Environnement = 3

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Fabien GARIN ING3 année 2010

47

Figure 20 : Diagramme de visualisation des résultats

Les matériaux qui correspondent le mieux aux contraintes imposées sont le PRV, le PP et le

PVC.

(environnement = 6 ; technique = 3 et économique = 1), nous constatons une modification des

résultats et les trois matériaux préconisés sont alors : le PRV, le PP et le grès.

mieux correspondre sont le PRV et le PP.

Ma a aucune valeur

juridique ou

matériau semblant être le plus intéressant dans des conditions données. Différentes simulations sont

(page 82 à 85).

les innovations du moment.

2 Les déblais et remblais

Les impacts liés aux déblais et remblais sont assez larges et parfois difficilement estimables.

estimer les nuisances occasionnées par la poussière, le bruit ou le trafic de

camions.

Le bilan carbone a révélé que les émissions de CO2 générées par ce poste étaient assez

Ces deux aspects poussent à étudier des solutions alternatives de remblaiement, notamment

celles qui utilisent les déblais en remblais, avec ou sans ajout de liants et relance la question de

pratiques à favoriser afin de réduire les impacts environnementaux des remblais et déblais.

2.1 Réemploi des déblais in situ

La majorité des déblais est actuellement évacuée en décharge et les remblais sont extraits

s

0

2

4

6

8

10

Technique

EconomiqueEnvironnemental

PRV

PP

PVC

GRES

PE

BETON

FONTE

Page 59: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

48

routiers desservant la zone du chantier, zone déjà encombrée par la déviation en place. Il est donc

assez aisé de percevoir les impacts liés aux déblais et remblais

tre part avec les émissions de CO2 des

camions et de la production de matériaux.

Des procédés de réemploi in situ des déblais en tant que remblais avec ou sans ajout de liant

semblent constituer des alternatives intéressantes environnementalement et socialement, mais il

convient de valider leur intérêt technique et économique sur la métropole afin de juger de la

Nous aborderons le sujet des matériaux autocompactants dans le paragraphe 2.1.1.

2.1.1 Les procédés

Des techniques voient le jour pour répondre à ces problématiques :

réemploi sans modifications granulométriques

matériaux autocompactants.

Recycan

Le procédé Recycan, développé, breveté et commercialisé par Eurovia, est très fréquemment

Lilloise) dépourvue de carrières.

Ce procédé permet le réemploi de tous les types de sols (Hadrzynski, 2010), avec une

préférence pour les sols classés A ou B suivant la norme NF P 11 et le GTR (craies, limons, sables).

Après un concassage et une sélection granulométrique, le sol est mélangé avec du ciment afin de

former une pâte homogène et est ensuite convoyé par une pompe à béton vers la tranchée où il se

réparti uniformément autour de la canalisation. Le matériau produit permet un retour à la circulation de

marche en dehors des heures du chantier.

Figure 21 : Vue du procédé Recycan en fonctionnement (à gauche) et du coulis auto compactant produit (source : Eurovia)

La figure 21 permet de voir la machine sur site et en fonctionnement. La pelle charge

directement la machine avec les déblais directement excavés ou stockés sur le site. Les gros

émottée par un broyeur afin

. La cuve au premier plan est la cuve de mélange où le sol est

(40%) et du ciment dosé en fonction des caractéristiques du sol (de 6 à 14%

de ciment selon les cas).

Page 60: 10STING3026.pdf

Fabien GARIN ING3 année 2010

49

La vitesse de production varie selon les sites et le type de sol rencontré. Dans les meilleures

conditions, elle varie entre 40 et 50 m3/j. Le matériau produit répond aux exigences du Guide

technique "Réalisation des remblais et des couches de forme" de 1992 : résistance à la pression,

réexcavabilité, etc.

Le territoire se prête à cette technique, mais elle présente des inconvénients que nous verrons au

point 2.1.2.

Réemploi sans modification granulométrique et sans ciment

Des techniques alternatives de remblaiement existent lorsque le matériau peut être

Ce procédé est utilisable lorsque le sol en place est du sable propre (sans vase ou argile). Le principe

est simple, le lit de pose de la canalisation est réalisé avec du gravier fin comme le GTR le préconise,

le lit de sable constitué afin de mouiller le sable, permettant ainsi une organisation des éléments et un

compactage uniforme. noyer » la couche de sable et ainsi

éviter la formation de chemins préférentiels.

eux tests

de compactage réalisés au même endroit sont consultables en annexe 4 (pages 86 et 87). Le premier

montre une défectuosité du compactage au niveau de la couche de sable et révèle donc un mauvais

compactage hydraulique et la seconde montre la qualité du compactage, exactement au même point,

mais après une reprise de compactage. Le résultat correspond aux exigences, mais il a fallu ré

intervenir sur une zone avant de parvenir au bon résultat. Le contrôle intermédiaire de la qualité de

densification est conseillé lorsque cette méthode est employée afin de reprendre les éléments avant

remblayage complet de la tranchée.

Les matériaux autocompactants

fabriqués en centr

matériau autocompactant est un mélange de granulats (sable, gravillons, etc.), de ciment en faible

quantité (moins de 1000 kg/m3

Il existe deux sortes de matériaux : les produits essorables et les non essorables. Les

premiers utilisent le principe du compactage hydraulique que nous avons évoqué plus tôt. La capacité

sants. Les

fluidité. La capacité portante est cette fois assurée par la prise et le durcissement du ciment.

Ces produits peuvent être utilisés à différents niveaux lors du remblayage des tranchées, en

tant que ; matériau de remblai ; matériau

figure 22).

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Fabien GARIN ING3 année 2010

50

Figure 22 ication des matériaux autocompactants (source : Cimbéton)

2.1.2 Avantages et inconvénients

Ces trois techniques constituent les principales alternatives à un remblaiement classique e la

tranchée. Le tableau suivant permet de synthétiser les avantages et les inconvénients de chaque

produit.

Avantages Potentiel Inconvénients Avis global

Recycan

. Réduction du

nombre de camions

. Cadence de pose

augmentée

. Absence des

nuisances dues au

compactage

. Mise en circulation

rapide

. Emprise au sol du

chantier réduite

. Réduction de 30

% des émissions

de CO2 des

chantiers

. Réduction légère

du coût social

associé

. Confort des

riverains

augmenté

. Machine chère et

lourde

. 1/2 journée pour

déplacer la machine

. Rythme lent si les

conditions du sol

sont variables ou

défavorables

. Obligation

d'apporter un

minimum de remblai

de carrière

. Dosage difficile

des liants

Ce procédé n'est pour

l'instant pas ou peu

envisageable dans les

conditions techniques et

économiques du

moment au sein de la

métropole.

Compactage

Hydraulique

. Réduction du

nombre de camions

. Cadence de pose

augmentée

. Absence des

nuisances dues au

compactage

. Pas de matériel

spécifique pour la

. Réduction de 30

% des émissions

de CO2 des

chantiers

. Réduction légère

du coût social

associé

. Confort des

riverains

augmenté

. Consommation

abondante d'eau

souvent potable

. Qualité de

compactage

aléatoire

. Pas utilisable

partout, tranchées

obligatoirement

structurantes

L'utilisation de ce

procédé au sein de la

métropole se justifie

parfaitement pour les

zones spécifiées dans

l'annexe X (zones

constituées de sable et

alluvions).

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Fabien GARIN ING3 année 2010

51

Remblai

autocompactant

. Cadence de pose

augmentée

. Mise en circulation

rapide

. Absence des

nuisances dues au

compactage

. Emprise au sol du

chantier réduite

. Pas de réduction

du bilan carbone,

voire

augmentation

. Qualité de

remblaiement

assurée

. Pas de réduction

du trafic de camion

. Utilisation de

ciment et de

granulats

Ce procédé pourrait

quant à lui trouver une

place de choix pour les

chantiers de faible

importance ou les

chantiers à faible

encombrement.

Tableau 13 : comparaison des techniques autocompactantes (avec ou sans réemploi des déblais)

Chaque procédé présente des avantages et des inconvénients. Toutefois, le réemploi des

débla

venir ponctuellement une machine de la région Nord - Pas de Calais pour réaliser les travaux. Le bilan

carbone et économique lié au transport de cette machine serait trop important et rendrait le bénéfice

Toutefois, les contacts ave

de cet équipement,

probablement plus en phase avec les contraintes Nantaise, sera disponible dans le futur. Il conviendra

donc de suivre les innovations technologiques de près dans les prochaines années afin de pouvoir

être efficient sur les domaines environnementaux et sociaux.

an carbone des

chantiers, à condition de stocker le sable directement sur le chantier (pas sur un site de stockage

distant de plusieurs centaines de mètres) et de procéder au compactage hydraulique de manière

précise.

2.1.3 Conclusions sur ces techniques

Un r

pour les zones où le réemploi du sable est impossible mais il ne tiendrait alors pas compte du

processus global ni des contraintes économiques.

Toutefois les évolutions technologiques et choix commerciaux futurs en feront peut être une

Le réemploi du sable est à favoriser dans toutes les zones présentant un déblai

majoritairement composé de sable. Le stockage sur le site même du chantier (en bennes ou sur le sol)

Le

tranchée.

Les matériaux autocompactants ne permettent pas de réduire les émissions de CO2, toutefois

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Fabien GARIN ING3 année 2010

52

(poussières, vibrations, etc.). Ces matériaux semblent très intéressants pour les travaux dans le

centre ville ou dans les zones très peuplées.

Ces techniques ne sont pas les seules et les innovations technologiques permettront, une fois

popularisées et économiquement plus acceptables, de réduire le bilan carbone global de la métropole

si elles sont adoptées.

2.2 Utilisation de déchets et résidus

2.2.1

de chaussé. Le recyclage de ce matériau à hauteur de 25 % permet de réduire les émissions de CO2

de ce matériau de 23 % en passant de 55 à 42 Keq CO2/ tonnes de matériau produit et acheminé sur

le chantier.

sur la chaussée existante) dans un

recyclé.

2.2.2

Le LCPC36

mène depuis plusieurs années un travail de recherche sur le potentiel et le mode

ainissement pluvial. Ces sédiments sont récupérés lors des

grands ponts, etc.

stitue un outil

de valorisation efficace des sédiments. Le procédé est basé sur une sélection granulométrique

uniquement la fraction utilisable en technique routière.

58 % des sédiments issus du bassin de Cheviré sont potentiellement valorisables (Petavy,

2007). 50 % pourraient être utilisés en tant que couche de forme, remblai routier, de tranchée ou de

surface (classe B2 : sables peu argileux) et 8 % en remblais de surface (classe F11 : matériaux

naturels faiblement organiques).

employer des éléments classés actuellement au

rang de déchets ultimes et de concentrer la pollution (métaux lourds, etc.) dans la fraction non

recyclable. Le bilan carbone serait amélioré par la disparition des remblais (extraction, préparation)

mais une étude spécifique du bilan carbone de la machine serait intéressante à mener afin de

Cette technique ouvre la porte à de nouvelles perspectives concernant le réemploi :

Des sédiments de réseaux,

des sédiments des canaux et des fleuves.

36

LCPC : Laboratoire Central des Ponts et Chaussées

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53

2.2.3 Utilisation des sables des STEP

sont lavés après la séparation des eaux usées. Toutefois, ces sables présentent une charge

organique trop élevée pour permettre une stabilité du remblai dans le temps (Coelho, 2010). Cette

source de matière facilement compactable ensuite hydrauliquement pourrait probablement subir un

éduire la charge organique et de rendre

possible son utilisation en technique routière.

2.2.4 Utilisation des mâchefers

37

. En effet, ces résidus

sont déjà fréquemment employés en technique routière des lors que leur qualité le permet. Des

procédés spécifiques, comme le procédé Scorgrave®

mâchefers avant une préparation particulière puis une utilisation en tant que remblai. Ce recyclage

permet également de rédu

la métropole et pas seulement des chantiers. De plus cela constitue une économie de ressource.

t Valorena

Elles ont produit au total, en 2009, 45 000 Tonnes de mâchefers actuellement valorisés en tant que

couverture de casier en ISDND38

ou servant pour la création des voiries dans ces centres. Ces

utilisateurs de mâchefers en sont totalement satisfaits, le matériau présentant une bonne résistance

mécanique (Couturier, 2010).

(tableau 14)

enrobé ou alors il faut prévoir une couche de tout venant de 15 cm minimum. Il en est de même

lorsque la zone de remblai ou de couche se situe en zone inondable ou dans un périmètre rapproché

(30 m mi

(SMEDAR, 2010).

Type de travaux Précautions et restrictions

Remblais sous chaussée L'épaisseur maximale par couche ne doit pas excéder 40 cm.

Remblai sous terre végétale Le matériau doit impérativement être couvert de 50 cm de terre végétale

au minimum.

Remblai technique Les parois de l'ouvrage doivent être drainées verticalement et couverte d'un enduit d'imprégnation à froid. L'épaisseur maximale est de 25 cm

par couche.

Remblai de tranchée Interdit si présence de canalisation métalliques.

Couche de forme Epaisseur maximale de 40 cm pour des mâchefers non traités ou traités

par un liant hydraulique.

Couche de fondation Si ce sont des mâchefers non traités ou traités par un liant hydraulique, l'épaisseur ne doit pas excéder 30 cm. Si ce sont des mâchefers traités

par un liant hydrocarboné, 15 cm.

Tableau 14 : SMEDAR, 2010)

37

Les mâchefers sont les résidus solides de la combustion des ordures ménagères. 38

ISDND : Institut de Stockage de Déchets Non Dangereux

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54

Figure 23 : Définition des couches (Source : SMEDAR, 2010)

âchefer et la figure 23 permet la visualisation des

différentes couches.

d

métropole, cette étude doit être effectuée au cas par cas.

quantitativement peu intéressant, il constituera dans tous les cas une économie de CO2, de ressource

(Boutault, 2010) utilisation locale de ces produits réduirait les coûts de

transport.

Nous évaluons, en partenariat avec le pôle Déchet de Nantes Métropole, le potentiel et les

co

3 Ouverture ou réhabilitation ?

e tranchée sur les paramètres carbone et coût social afin de donner des arguments

3.1 Rappel sur les limites de la réhabilitation

(reprise

. La réhabilitation semble, à bien des égards, être plus

ure de tranchée. Nous allons ici développer les principaux avantages,

mesurables ou non.

Nous nous intéresserons particulièrement aux opérations de chemisage continu, plus

fréquemment employées que les autres techniques, auxquelles nous comparerons une ouverture

standard de chaussée.

tels que les pelles, les compacteurs ou les camions. Le matériel se résume en général à un camion

vidéo et de pilotage de la chauffe ; un second camion pour le

transport de la gaine et éventuellement un troisième camion pour le petit matériel (scie circulaire,

marteau piquer, etc.). Un groupe électrogène est aussi présent sur le chantier. Aucune installation de

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55

3.2 Comparatif carbone

de stage. Toutefois nous allons décrire ci-dessous un exemple de chantier afin de lister tous les

éléments à inclure dans le bilan carbone et comparer ce bilan à une ouverture de tranchée.

Descriptif du chantier simulé :

. 70 ml de canalisation DN 200 à 2,5 m de profondeur,

. Sol non agressif, sans nappe, composé de sables classées A1 au GTR,

. Effluent exclusivement domestique (Tmax = 20°C)

les même que ceux présentés dans le chapitre 2 au point 2.1.2, nous retiendrons donc le ratio

précédemment affiché de 384 Keq CO2/ml, soit un total de 26,9 Teq CO2

Les émissions générées par le fonctionnement du train de lampe UV, du fonctionnement du

compresseur, des différentes machines de réouverture de bra

télévisée sont difficiles à estimer sur de simples hypothèses.

Toutefois, nous estimons un ratio moyen par mètre linéaire à 48,9 Keq CO2, soit 3,4 Teq CO2

pour fois moins que les émissions du chantier en tranchée

ouverte.

Des études menées par des entreprises utilisant le chemisage montrent un facteur 10

(France Sans Tranchée Technologies, 2008) e, une étude

évoque un facteur 20 (Joseph, 2007) mais celui-ci paraît quelque peu surestimé compte tenu des

éléments pris en compte.

au utilisé.

Intéressons nous aux nuisances sociales chiffrables et non chiffrables pour ce chantier.

3.3 Comparatif coût social

La réhabilitation ne paralyse pas totalement la voie de circulation, la circulation est alternée

sur la zone à traiter. Le calcul est donc légèrement modifié par rapport à celui présenté dans le

chapitre 2, au point 2.2.2.

Le calcul est le suivant :

CT = D * RHM * Tr

Avec :

CT

D : Densité du trafic routier (ici D = 2 433 véhicules/j)

RHM : Revenu horaire moyen par véhicule (on compte 1,5 personne par véhicule, RHM = 11,49

Tr : Temps de retard (ici Tr = 60 secondes soit 0,017 h)

Nous obtenons alors CT = 466

12

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56

La perturbation a duré 2 jours, soit 7 fois moins longtemps que pour des travaux en tranchée

très limité.

Le coût de la congestion

simulation.

Le coût de la congestion

simulation.

celui engendré par une pose en tranchée ouverte (4,2 %). De plus il co

non chiffrables tels que les nuisances vibratoires, la poussière et le bruit générés entres autres par les

engins de compactage et les pelles. Ces nuisances prépondérantes lors des chantiers en tranchées

ouvertes disparaissent

Nous validons ainsi les éléments présentés dans le comparatif tranchée/sans tranchée du

chapitre 1.

3.4 Eléments de coût

Les techniques de réhabilitation par chemisage continu pour un diamètre 200 coûtent en

moyenne 170

Dans notre simulation, cela représent pour la fourniture

de la chemise. Il faut néanmoins ajouter les contrôles et travaux divers de mise en place. Nous les

évaluons à 55

Le coût global d

000

être le plus économique (11 de moins que le chemisage).

Si nous étudions les coûts globaux, c'est-à- coût direct, la

effet, celle- 8

une différence de 11

ouverte, et cela grâce à la réduction des impacts sociaux par rapport à la technique traditionnelle.

3.5 Conclusions

2 et coût social montre un net avantage pour les

techniques sans tranchée (cas étudié : chemisage continu).

on tout en impactant assez

de vue financier.

11

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57

Les

responsables de projets devront proposer ces solutions dès que possible afin de permettre une

réduction signification des émissions de CO2 et une réduction des impacts globaux liés aux réseaux.

4 Clauses et charte

étudié ces différents aspects et notions doit être écrit et diffusé afin que tous

-ci.

Afin de formaliser les éléments mis en évidence lors des études, une série de préconisations

et de conseils a été rédigée dans une charte des bonnes pratiques environnementales et techniques.

canalisateurs utilisant ces matériaux. Elle insère des éléments fondamentaux indispensables pour

.

de réseau : La conception ; la qualité du

tuyau ; la réalisation.

auxquels il

les meilleures conditions pour une durée de vie maximale.

La charte se présente de la manière suivante :

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58

Figure 24 : Extrait de la Charte des bonnes pratiques techniques et environnementales

version en cours de développement

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59

La dernière page du document est dédiée aux signatures des partenaires engagés. Ils

impacts environnementaux des tuyaux et

de leur pose et à respecter toutes les préconisations techniques.

Cette charte est un outil commun aux différents acteurs. Au sein même de la direction de

2

certaines techniques ou matériaux sont quant à eux tout à fait mesurables et quantifiables.

nt

que des préconisations pour les responsables de projet.

:

Utilisation systématique de Mâchefers des UIOM en remblais dès lors que les

Réemploi d

Nous avons également fixés des objectifs à moyen et long terme :

Limiter les nuisances sonores et vibratoires des engins de compactage en

utilisant des méthodes alternatives (compactage hydraulique, ajout de liants,

etc.)

Etude et test du procédé ATTRISED du LCPC sur les sédiments de

Aucun apport de matériaux de carrière pour les remblais et le lit de pose

(réemploi des sables, recyclage des mâchefers)

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60

Conclusions

impacts sociaux générés par les opérations en tranchée ouverte nous permettent

caractère durable et les impacts environnementaux des réseaux ne sont pas ou peu pris en compte

lors de la conception et la réalisation.

En effet, les émissions de CO2 ment en tranchée ouverte ne

sont pas négligeables (8 900 Teq CO2

collecte des déchets. Les coûts sociaux représentent plus de 40 % du coût direct des chantiers pour

des opérations en tranchée ouverte.

pour réduire ces impacts et améliorer la qualité générale du système de collecte.

détriment des contraintes techniques et économiques qui sont actuellement les seuls critères de choix

pour les matériaux et techniques, est

permettra une diminution des impacts environnementaux des opérations de réhabilitation et de pose

de réseaux.

D

argumentée des matériaux en amont des projets. Les canalisations en PP, en PRV et en grès

semblent présenter en général le meilleur compromis entre technicité, économie et environnement.

des techniques moins impactantes sur le territoire sans pour autant défavoriser les aspects

économiques et techniques. Afin de constater les efforts, il pourrait être judicieux de réaliser, par

exemple, un bilan carbone sur des chantiers employant du mâchefer en remblai, etc.

Notons également que pour réduire les impacts environnementaux causés par les réseaux

facteur 4 ou 5 sur plusieurs années afin de renouveler rapidement le linéaire de réseau défectueux.

document même si des contacts avancés ont été développés avec certaines sociétés ou partenaires

potentiels (notamment en ce qui concerne le réemploi des mâchefers et des sables de STEP). Mais

nous pouvons remarquer que le bilan carbone de la filière réalisé pendant le stage va être inclus dans

services à

avoir réalisé son étude.

Les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre définit par Nantes Métropole

dans son plan climat sont ambitieux et leur réussite ne sera possible que si tous les services

ement, le potentiel de

réduction semble intéressant si les techniques et pratiques moins impactantes sont appliquées

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61

sont identifiés, les bases de travail s

même méthode de calcul, les progrès effectués réellem

revue en fonction des variations du niveau de vie Nantais mais la valeur de 40 % du coût direct pourra

tout de même servir de référence sans réévaluation des paramètres intrinsèques.

également étudié les rapports des experts du GIEC et de nombreux documents sur les changements

climatiques afin

assé, ce stage a été

plutôt axé sur de la théorie et de la recherche en amont des projets, afin de permettre aux pratiques

Ce fut également ma première expérience dans le secteur public où les attentes et exigences

construction de s

sereinement.

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62

Glossaire

AFNOR : Association Française de NORmalisation

ATEX : ATmosphères Explosives

BLINDAGES : Type S : Sans blindage

Type C : Caisson (constitué d ne cellule comprenant 2 panneaux métalliques à

structure légère et 4 vérins)

Type CSG : Coulissant Simple G

poteaux métalliques à simple glissière boutonnés par des vérins.)

Type CR : Caisson avec R

comprenant chacune deux panneaux métalliques à structure renforcées ; 4 vérins pour la cellule de

base et 2 vérins pour la rehausse clavetée dans la cellule de base.)

Type CDG : Coulissant Double G

portique est constitué de 2 poteaux métalliques à double glissière boutonnés par des vérins.)

CCTG : Cahier des Clauses Techniques Générales

CERIB :

COMO :

CSTB : Centre Technique et Scientifique du Bâtiment

DCO : Demande Chimique en Oxygène

DRAST : Direction Régionale

EN : Norme Européenne

FDES : Fiche de Déclaration Environnementale et Sanitaire

FNDAE :

GIEC : Groupement International des Experts sur le Climat

Keq CO2 : Kilo équivalent dioxyde de carbone

NF : Norme Française (marque AFNOR)

PE : PolyEthylène

PP : PolyPropylène

PRV : Polyéthylène Renforcé de Verre

PU : Polyuréthane

PVC : PolyChlorure de Vinyle

RERAU : Assainissement Urbains

Teq CO2 Tonne équivalent dioxyde de carbone

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Fabien GARIN ING3 année 2010

63

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Travaux. 2004. Un remblai auto-compactant : une solution adaptée pour limiter les nuisances en site

urbain. Travaux. Octobre 2004, n° 812, p. p 62 à 65.

Triantafillou, Catherine. 1987. La dégradation et la réhabilitation des réseaux d'assainissement en

France - Angleterre - Etats Unis. Paris : s.n., 1987. p. 612, Doctorat de l'Ecole Nationale des Ponts et

Chaussées.

Yahiaoui, Fadila. 2000. Réhabilitation des réseaux visitables et non visitables. s.l. : Conservatoire

National des Arts et Métier, Ecole Supérieure des Géomètres et Topographes, 2000. p. 66, Mémoire

de fin d'étude Ingénieur Géomètre Topographe.

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Annexe 1 : Limites techniques du chemisage continu

Les limites techniques du chemisage continu dépendent du terrain environnant, de la nature des

1. Nature des effluents Les CCTP prévoient que les effluents domestiques doivent être conformes à ceux décrits dans la circulaire interministérielle INT 77/284 du 22 juin1977. Ils doivent en particulier avoir un pH compris entre 5,5 et 8,5 et une température maximale de 30 °C. Tous les procédés de chemisage et toutes les résines couramment employées (résine polyester en particulier) résistent parfaitement bien à ce type d'effluent. A titre indicatif, les résines polyester peuvent véhiculer en permanence une solution diluée à 65% d'acide sulfurique à cette température de 30° C. Les gaines sont donc parfaitement bien adaptées pour des effluents acides (hydrogène sulfuré H2S). Dans les milieux industriels il faut faire face à des températures plus extrêmes. Dans ce cas il est

s dont la température peut dépasser 60 °C. Une étude particulière doit alors être réalisée en fonction de la solution chimique.

2. Ovalisation L'AGHTM fixe comme limite au chemisage une ovalisation maximum de 8% du diamètre nominal de la canalisation. Dans la pratique une plus grande ovalisation peut être parfois acceptée car il n'est

e (jusqu'à 30% du

comparable aux éclateurs. Ces dernières redonnent une forme acceptable pour le chemisage. Une fois le chemisage réalisé, la gaine structurante reprend à elle seule l'intégralité des contraintes mécaniques. L'état de la canalisation d'accueil n'est donc plus une limite. Enfin, dans le cas des conduites ovalisées (donc généralement fracturées), les techniques d'inversion sont préférables aux techniques de traction.

3. Décalages Les entreprises de réhabilitation prennent comme limite de décalage celle imposée par l'AGHTM,

-à-dire 8% à 10% du diamètre nominal. Au-delà, la gaine se plisse et accentue la diminution du diamètre. Sur de tels défauts, la gaine peut subir des efforts de cisaillement dans son domaine d'élasticité jusqu'à 10 fois son épaisseur. Par exemple, une gaine de 400 mm de diamètre et de 6 mm

, la

bien adaptée à des réhabilitations en terrains mous.

4. Contre-pentes Il faut distinguer dans le cas des contre-pentes celles qui n'affectent pas le fonctionnement du réseau (quelques centimètres dans une conduite de grand diamètre) de celles qui créent des dysfonctionnements tels que la formation de graisses sur les parois. Dans le premier cas, le chemisage est une bonne solution technique car il améliore l'écoulement du réseau. En conclusion, lorsque des défauts ponctuels importants sont observables (décalage,

tranchée. Ces défauts trouvent souvent leur origine dans le sol, et il est raisonnable de penser que s'ils sont visibles en certains points, il est possible qu'ils apparaissent aussi dans d'autres. Il est donc conseillé de rechemiser la canalisation après traitement des défauts ponctuels afin de s'assurer de la pérennité des réparations.

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Annexe 2

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Annexe 3 : Différentes simulations de choix de tuyau

Cas n°1 :

SOL

pH 7

Nappe non

Argiles non

Vases non

Milieu salin non

Traces d'hydrocarbures, huiles ou graisses non

Stabilité Bonne tenue

Déchets non

Sol sulfureux non

Sol avec chlorures non

EFFLUENT

pH 6

Température 25,0 °C

Présence de MES abrasives Moyenne

Forte charge organique Moyenne

Produits chimiques Faible

DN DN = 200 mm

PONDERATION DES CRITERES

Techniques 3

Economiques 1

Environnementaux 6

Résultats :

1 . PRV 7,9

2 . PP 7,8

3 . GRES 7,3

0

2

4

6

8

10

Technique

EconomiqueEnvironnemental

PRV

PP

PVC

GRES

PE

BETON

FONTE

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0

2

4

6

8

10

Technique

EconomiqueEnvironnemental

PVC

PP

PE

GRES

PRV

BETON

FONTE

Cas n°2 :

SOL

pH 7

Nappe oui

Argiles oui

Vases oui

Milieu salin non

Traces d'hydrocarbures, huiles ou graisses oui

Stabilité Bonne tenue

Déchets non

Sol sulfureux oui

Sol avec chlorures oui

EFFLUENT

pH 6

Température 25,0 °C

Présence de MES abrasives Moyenne

Forte charge organique Moyenne

Produits chimiques Faible

DN DN = 200 mm

PONDERATION DES CRITERES

Techniques 5

Economiques 2

Environnementaux 3

Résultats :

1 . PVC 8,3

2 . PP 8,1

3 . PE 7,9

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0

2

4

6

8

10

Technique

EconomiqueEnvironnemental

PE

PP

PVC

BETON

GRES

PRV

FONTE

Cas n° 3 :

SOL

pH 6

Nappe oui

Argiles oui

Vases oui

Milieu salin oui

Traces d'hydrocarbures, huiles ou graisses oui

Stabilité Faible tenue

Déchets oui

Sol sulfureux oui

Sol avec chlorures oui

EFFLUENT

pH 5,5

Température 35,0 °C

Présence de MES abrasives Forte

Forte charge organique Forte

Produits chimiques Moyenne

DN DN = 200 mm

PONDERATION DES CRITERES

Techniques 5

Economiques 2

Environnementaux 3

Résultats :

1 . PE 7,6

2 . PP 3,4

3 . PVC 3,3

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0

2

4

6

8

10

Technique

EconomiqueEnvironnemental

PP

PVC

GRES

PRV

PE

BETON

FONTE

Cas n° 4 :

SOL

pH 6

Nappe oui

Argiles oui

Vases oui

Milieu salin oui

Traces d'hydrocarbures, huiles ou graisses non

Stabilité Tenue

moyenne

Déchets oui

Sol sulfureux non

Sol avec chlorures non

EFFLUENT

pH 3

Température 20,0 °C

Présence de MES abrasives Moyenne

Forte charge organique Moyenne

Produits chimiques Moyenne

DN DN = 200 mm

PONDERATION DES CRITERES

Techniques 5

Economiques 2

Environnementaux 3

Résultats :

1 . PP 8,1

2 . PVC 8,1

3 . GRES 7,9

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Annexe 4 : Mesure de la qualité du compactage hydraulique sur le chantier Bd Alexandre Millerand

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