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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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
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.
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,
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.
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
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.
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)
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
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
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
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
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)
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
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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)
Fabien GARIN ING3 année 2010
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).
Fabien GARIN ING3 année 2010
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.
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
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)
Fabien GARIN ING3 année 2010
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.
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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,
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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.
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
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).
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
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
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
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%
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.
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
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
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.
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.
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).
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)
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
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) :
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
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
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
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).
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).
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).
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
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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 :
Fabien GARIN ING3 année 2010
58
Figure 24 : Extrait de la Charte des bonnes pratiques techniques et environnementales
version en cours de développement
Fabien GARIN ING3 année 2010
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)
Fabien GARIN ING3 année 2010
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
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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63
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Fabien GARIN ING3 année 2010
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Norme EN 805.
Fabien GARIN ING3 année 2010
65
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de fin d'étude Ingénieur Géomètre Topographe.
Fabien GARIN ING3 année 2010
66
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
83
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
84
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
85
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
Fabien GARIN ING3 année 2010
86
Annexe 4 : Mesure de la qualité du compactage hydraulique sur le chantier Bd Alexandre Millerand
Fabien GARIN ING3 année 2010
87