CONSTRUCTION D’UNE USINE DE DECARBONATATION ET EQUIPEMENT ... · ET EQUIPEMENT D’UN FORAGE Autorisation de la filière de traitement au titre du Code de la Santé Publique Pièce

SIÈGE SOCIAL PARC DE L'ILE - 15/27 RUE DU PORT 92022 NANTERRE CEDEX Direction Déléguée Ouest : 1 rue du Général de Gaulle - CS 90293 - 35761 SAINT-GREGOIRE Cedex

VERSION 2 AVRIL 2015

CONSTRUCTION D’UNE USINE DE DECARBONATATION

ET EQUIPEMENT D’UN FORAGE

Autorisation de la filière de traitement

au titre des articles L. 1321-2 et L. 1321-7 du Code de la Santé Publique

C:\Users\REMI\Desktop\Dossier code de la santé\TDS_Sante_Savigne_PDG et LDP.doc

Commune de SAVIGNE-L’EVEQUE ------


ET EQUIPEMENT D’UN FORAGE ------

Autorisation de la filière de traitement au titre des articles L. 1321-2 et L. 1321-7 du Code de la Santé Publique

Liste des pièces du dossier

Pièces écrites

1 - Contexte et Désignation des personnes responsables Février 2014

2 - Évaluation de la qualité de l’eau brute Février 2014

3 - Évaluation des risques susceptibles d’altérer la qualité de l’eau Février 2014

4 - Étude de vulnérabilité et mesures prévues pour réduire les risques Février 2014

5 - Avis de l’hydrogéologue agréé Février 2014

6 - Description de la filière et Justification des produits et procédés de traitement – Étude préalable aux THM Avril 2015

7 - Description de la surveillance de la potabilisation Février 2014

8 - Étude du potentiel de dissolution du plomb Février 2014




Autorisation de la filière de traitement au titre du Code de la Santé Publique

Pièce 1 : Contexte et Désignation des personnes

responsables

VERSION 1 FEVRIER 2014

Ville de SAVIGNE-L’EVEQUE Dossier au titre du Code de la Santé Publique - Pièce n° 1

Construction d’une usine de décarbonatation et équipement d’un forage

SAFEGE Unité Hydraulique et Environnement - RENNES C:\Users\REMI\Desktop\Dossier code de la santé\TDS_Sante_Savigne_Piece1.doc

TABLE DES MATIERES

1 Contexte et objectifs du projet................................................................................1

2 Désignation des personnes responsables................................................................2

TABLE DES ANNEXES

ANNEXE 1 : Arrêté du 20 juin 2007




1

1

Contexte et objectifs du projet

Le projet de mise en place d’un traitement de décarbonatation dans la filière actuelle se justifie en premier lieu par la nécessité de production d’une eau potable respectant les limites et les références de qualité en vigueur (Code de la Santé), et réduisant sensiblement la dureté de l’eau distribuée.

Actuellement, la production du site « Les Jeunoires » s’effectue à partir du forage F0. L’examen de la qualité des eaux du forage a montré qu’il s’agit :

D’une eau fortement minéralisée de type bicarbonaté – calcique,

Historiquement ferrugineuse, l’eau brute du forage F0 ne contient pratiquement plus de fer,

Absence de matières organiques,

Absences de substances indésirables (micropollution, pesticides).

Il s’agit d’une eau de dureté totale élevée, très majoritairement constituée de dureté calcique, responsable des phénomènes d’entartrage dans les réseaux d’adduction et les installations d’eau chaude sanitaire. C’est donc dans un souci de protection des installations des particuliers qu’il a été décidé de mettre en place un tel procédé de décarbonatation.

D’autre part, dans le cadre d’une réflexion menée depuis plusieurs années sur la sécurisation de l’alimentation en eau potable, la Ville de SAVIGNE-L’EVEQUE a identifié un nouveau forage (F3) susceptible de venir en appoint/secours du forage existant. Ce forage est à équiper dans le cadre du projet. Pour ce nouveau forage, chargé en fer, il a été choisi une technique permettant l’abattement du fer contenu dans ces eaux de forages, en remplacement de l’actuel traitement du fer par voie biologique.

L’ensemble de ces aménagements a donc pour principal objectif de remédier à la situation actuelle et de délivrer, grâce à un système de traitement adéquat, une eau potable de bonne qualité.

Les paragraphes suivants justifient le choix des procédés de traitement de l’eau envisagés pour atteindre cet objectif.




2

2

Désignation des personnes responsables

Conformément à l’arrêté du 20 juin 2007 relatif à la constitution du dossier de demande d’autorisation d’utilisation d’eau destinée à la consommation humaine, les personnes responsables de la production et de la distribution sont précisées ci dessous :

Commune de SAVIGNE-L’ÉVEQUE

HOTEL DE VILLE – 12 Grand Rue

72 460 SAVIGNE-L’ÉVEQUE

Téléphone : 02 43 27 50 28

Fax : 02 43 27 50 28

Représentée par M. Le Maire Philippe METIVIER

La gestion du service a été déléguée dans le cadre d’un contrat de type affermage. Celui-ci est sous la responsabilité de :

VEOLIA EAU

Agence Le Mans

9 rue des Frênes – ZAC de la Pointe

72 190 Sargé-Lès-Le Mans

Téléphone : 02 43 50 11 60

L’arrêté du 20 juin 2007 mentionné précédemment est fourni en Annexe 1.




ANNEXE 1

ARRETE DU 20 JUIN 2007




A11




A12




A13




A14




A15




A16




A17




Pièce 2 : Évaluation de la qualité de l’eau brute






TABLE DES MATIERES

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

2 Présentation des données et références réglementaires........................................2

3 Qualité des eaux brutes du forage F0.....................................................................3

3.1 Minéralisation / équilibre calco-carbonique........................................................4

3.2 Matières organiques – Carbone Organique Total (COT)....................................6

3.3 Turbidité / Couleur ..............................................................................................6

3.4 Matières azotées ..................................................................................................7

3.5 Fer, manganèse, aluminium.................................................................................7

3.6 Substances toxiques.............................................................................................8

3.7 Micropollution organique....................................................................................8

3.8 Paramètres bactériologiques................................................................................8

3.9 Radioactivité........................................................................................................8

4 Qualité des eaux brutes du forage F3...................................................................10

5 Conclusion ..............................................................................................................13




TABLE DES ILLUSTRATIONS

Liste des figures

Figure 1: Extrait de la note de calcul sous LPL Win – eau brute F3 ......................... 12

Liste des tableaux

Tableau 1: Synthèse de la qualité des eaux brutes du forage F0 ................................. 3

Tableau 2: Extrait de la note de calcul sous LPL Win – eau brute F0......................... 5

Tableau 3-3 : Principaux sels dissous .................................................................... 6




TABLE DES ANNEXES

Annexe 1 Arrêté du 11 janvier 2007

Annexe 2 Analyses de la qualité des eaux brutes – Forage F0

Annexe 3 Analyses de la qualité des eaux brutes – Forage F3




1

1

Introduction

Dans cette partie, il est question d’interpréter les données de qualité d’eau disponibles sur les forages des Jeunoires F0 et F3. Ce sont principalement les informations issues de l’ARS qui ont été ici exploitées.

Les limites de qualité des eaux brutes et des eaux traitées distribuées sont définies dans l’Arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine mentionnées aux articles R.1321-2, R.1321-3,R.1321-7 et R.1321-38 du Code de la Santé Publique.

L’ensemble de ce texte est présenté en annexe 1.

L’évaluation de la qualité des eaux brutes s’effectue à partir de sept familles de paramètres, à savoir :

Les paramètres organoleptiques (coloration) ;

Les paramètres physico-chimiques liés à la structure naturelle des eaux (chlorures, sodium, sulfates, taux de saturation en oxygène dissous et température) ;

Les substances indésirables ;

Les substances toxiques ;

Les pesticides ;

Les paramètres microbiologiques ;

La mesure de la radioactivité.




2

2

Présentation des données et références réglementaires

L’examen de la qualité des eaux brutes ne porte que sur les paramètres faisant l’objet de contrôles réguliers et/ou présentant un intérêt particulier. Elles concernent la qualité des eaux du forage F0 en service et celle des eaux du futur forage F3.

Pour le forage F0, les données analytiques concernant l’eau brute proviennent des contrôles sanitaires de l’ARS entre 2002 et 2011 et d’un prélèvement ponctuel réalisé en 1984.

Les données du forage F3 sont issues de mesures effectuées par le laboratoire LD2H portant sur un suivi de quatre jours en 2009, et sur les mesures de CISSE.

L’interprétation des données renvoie au Code de la Santé Publique sur les eaux destinées à la consommation humaine, modifié par l’arrêté du 11 janvier 2007 (fourni en annexe 1) pour la qualité des eaux brutes (annexe II de l’arrêté du 11/01/2007).

Les limites de qualités représentent un seuil de non potabilité. En cas de dépassement, des mesures informatives et correctives immédiates doivent être prises selon les modalités définies dans les articles R. 1321-26 et R. 1321-27 du code de la santé publique.

Pour les paramètres soumis à des références de qualité, le dépassement des seuils n’est pas assimilable à un critère de non potabilité. Toutefois, l’article R. 1321-28 du code la Santé Publique autorise le Préfet, s’il estime que la distribution de l’eau présente un risque pour la santé, à demander à la personne responsable de la production et de la distribution à prendre toutes les mesures correctives nécessaires pour le rétablissement de la qualité. Enfin, rappelons que selon l’arrêté du 11 janvier 2007 relatif au programme de prélèvements et d’analyses du contrôle sanitaire pour les eaux fournies par un réseau de distribution, la commune sera chargée d’effectuer une analyses eaux brutes tous les deux ans (Annexe II).




3

3

Qualité des eaux brutes du forage F0

Le tableau suivant présente une synthèse des résultats de qualité des eaux brutes pour le forage F0. Les analyses détaillées sont présentées en annexe 2.

Tableau 1: Synthèse de la qualité des eaux brutes du forage F0

Limite qualité min moy max

Température in situ °C 25 12,6 3 13,5 16 21Turbidité NFU - 5 0,27 0,5 0,88COT mg/l 10 - - - -

Eq calco-carboniquepH - 7,1 5 6,95 7,1 7,25TAC °F 30,75 5 30,6 33,1 35,4TH °F 32,4 5 33,6 37 40

Minéralisationcond à 25°C µS/cm - 5 650 725 780Ca mg/l 121 5 126 138,5 150Mg mg/l 5,1 5 5,2 5,6 6Na mg/l 200 14 5 11 12,6 14,3K mg/l 1,9 5 1,4 1,9 4Cl- mg/l 200 23 5 21 31,4 41SO4

2-mg/l 250 16,5 5 15,6 20,6 25

Paramètres N et PNO3

-mg/l 100 3,1 5 2,3 6,2 11

NH4 mg/l 4 < ld 5 < ld < ld < ld

NO2-

mg/l < ld 5 < ld < ld < ld

Pt mg/l 0,37 - - -Micropolluants minéraux

Silicates mg/l - 26,6 28 30,5Fer total µg/l 1370 1 - 91 -Fer dissous µg/l - 4 < ld 37,5 89Mn µg/l 47 5 < ld 1 2

Micropolluants orga Total pesticides µg/l 5 - < ld < ld < ldAutres - < ld < ld < ld

BactériologieE Coli n/100 ml 20000 - < ld < ld < ldEntérocoques n/100 ml 10000 - < ld < ld < ld

ld: limite de détection

Eau brute Suivi exploitant depuis 2002Nombre

d'analyses

Analyse de 1984




4

3.1 Minéralisation / équilibre calco-carbonique

Les mesures de pH de l’eau brute affichent une valeur moyenne de 7,1 de 2002 à 2010.

Le Titre Hydrotimétrique (TH) détermine la dureté totale de l’eau, c’est-à-dire la teneur en minéraux dans l’eau considérée. Cette minéralisation de l’eau est essentiellement due aux ions calcium et magnésium. Les analyses effectuées montrent une valeur moyenne de 37 °F. Elle caractérise une eau dure à très dure.

Le Titre Alcalimétrique Complet (TAC) est représentatif de l’alcalinité d’une eau. Il permet de caractériser l’état de l’eau brute vis-à-vis de l’équilibre calco-carbonique. Les valeurs mesurées sont en moyenne de 33,1 °F traduisant une eau à fort pouvoir tampon.

La conductivité de l’eau (25 °C) fournit une indication de la qualité et de la quantité de matières dissoutes dans l’eau. Les valeurs de conductivité observées sont environ de 725 µS/cm entre 2002 et 2010, témoin d’une minéralisation importante. Ces valeurs se situent dans les valeurs de référence des eaux destinées à la consommation humaines (Annexe I).

Les principales caractéristiques qualitatives des eaux brutes sont les suivantes :

Eau fortement minéralisée de type bicarbonaté – calcique,




Il s’agit d’une eau de dureté totale élevée, très majoritairement constituée de dureté calcique, responsable des phénomènes d’entartrage dans les réseaux d’adduction et les installations d’eau chaude sanitaire.

Pour la détermination de certains paramètres non directement accessibles sur le terrain (par exemple, la teneur en CO2 libre), nous avons utilisé l’application LPL WIN développée par CIFEC, selon la méthode de Legrand Poirier et Leroy, pour la résolution des équations relatives aux équilibres calco-carboniques. Les résultats sont les suivants.




5

Tableau 2: Extrait de la note de calcul sous LPL Win – eau brute F0

La teneur en CO2libre est d’environ 55 mg/l,

Dans les conditions de prélèvement, l’eau est pratiquement à l’équilibre avec un caractère légèrement entartrant (indice de Langelier de 0,03),

L’indice de Larson qui doit être le plus faible possible (< 0,5) est en moyenne d’environ 0,2,

L’indice de Leroy qui généralement est compris entre 0,8 et 1,2 est en moyenne de 0,9.

Précipitation spontanée

Le positionnement de l’eau vis à vis de l’équilibre calco-carbonique est caractéristique d’une eau légèrement entartrante, relativement instable sous l’influence notamment :

de la température (une augmentation de température risque de provoquer une précipitation de carbonate de calcium),

de la teneur en CO2 libre (un dégazage trop important risque de provoquer également une précipitation de carbonate de calcium).

Cette instabilité est la cause principale des désagréments actuellement observés sur les réseaux de la commune et des particuliers.




6

Tableau 3-3 : Principaux sels dissous

Paramètres Unités Eau Brute (valeur moyenne)

Calcium mg/l

138,5

Magnésium mg/l

5,6

Sodium mg/l

12,6

Inférieur à la limite de qualité (200 mg/l) des eaux brutes (Annexe II)

Inférieur à la référence de qualité (200 mg/l) des eaux après traitement (Annexe I)

Potassium mg/l

1,9

Chlorures mg/l

31,4



Sulfates mg/l

20,6



3.2 Matières organiques – Carbone Organique Total (COT)

Sur les analyses disponibles, aucune teneur en COT n’a été détectée.

3.3 Turbidité / Couleur

Turbidité

La turbidité des eaux caractérise la présence de matières en suspension et de matières colloïdales en suspension. Les analyses montrent des valeurs très faibles concernant




7

ce paramètre : 0,5 NFU en moyenne. La limite pour une eau proposée à la consommation humaine est de 1 NFU (Annexe I de l’arrêté du 11 janvier 2007).

Couleur

Les analyses (2008 et 2010) de la couleur de l’eau affichent des teneurs nulles, non détectées. En conséquence, elle reste donc nettement inférieure aux 200 mg Pt/l prévues en limite de qualité des eaux brutes (annexe II de l’arrêté du 11 janvier 2007), ainsi qu’aux 15 mg Pt/l prévus dans les eaux fournies à la consommation humaine.

3.4 Matières azotées

Ammonium

La concentration en ammonium est faible et reste en dessous de la limite de qualité des eaux brutes fixée à 4 mg/. Elle est également inférieure à la référence de qualité de 0,50 mg/l des eaux destinées à la consommation (eaux souterraines, Annexe I).

Nitrates

Les teneurs en nitrates sont faibles et restent en dessous de la limite de qualité fixée à 100 mg/l pour les eaux brutes souterraines. Les teneurs restent également inférieures à la limite de qualité des eaux propres à la consommation (50 mg/l selon l’Annexe I).

Nitrites

Les teneurs en nitrites ne sont pas détectées.

3.5 Fer, manganèse, aluminium

Fer

Les analyses montrent une teneur en fer total de 91 µg/l. La référence est de 200 µg/l dans les eaux propres à la consommation (Annexe I).

Manganèse

Les résultats montrent des teneurs de l’ordre de 1 µg/l.

Aluminium

Les analyses démontrent l’absence de cet élément dans les eaux souterraines.




8

3.6 Substances toxiques

L’ensemble des paramètres concernant les substances toxiques ne sont pas détectés au regard des analyses de 2002 à 2010 (arsenic, plomb, cadmium, chrome total, cyanure, HAP, mercure et sélénium).

3.7 Micropollution organique

Pesticides

Le terme pesticides désigne un ensemble des produits principalement utilisés en agriculture comme herbicides, insecticides, fongicides, algicides, etc... Certains de ces produits sont toxiques avec des effets systémiques et/ou mutagènes et cancérigènes. Les analyses effectuées ne relèvent pas la présence de telles substances dans les eaux souterraines du forage F0.

Autres

Les autres micropolluants organiques, et notamment les phénols, les hydrocarbures, les détergents, etc. n’ont jamais été détectés durant le contrôle qualité.

3.8 Paramètres bactériologiques

Les indicateurs bactériens encadrés par la réglementation sont le révélateur d’une possible contamination des eaux par des bactéries ou virus pathogènes pour l’homme.

La qualité bactériologique des eaux souterraines de Lanveur est la suivante :

Entérocoques : sur les analyses, la teneur se situe en dessous du seuil mesurable, les quantités sont donc négligeables ;

Escherichia coli : sur les analyses de 2002 à 2010, la concentration ne peut être déterminée car en dessous du seuil mesurable ;

Coliformes : sur 1 analyse de 2002, la teneur est en dessous du seuil mesurable, les quantités sont donc très faibles ;

L’eau brute présente donc une bonne qualité bactériologique.

3.9 Radioactivité

Les mesures de radioactivité ont été réalisées en 2009 et montrent les résultats suivants :




9

Activité alpha globale : non détecté

Activité bêta globale : non détecté

Activité en tritium : absence de contamination




10

4

Qualité des eaux brutes du forage F3

Les données analytiques concernant l’eau brute du forage F3 sont issues du suivi qualitatif réalisé lors des études préalables relatives à la définition des périmètres de protection :

Suivi LD2H du 26/01 au 29/01/2009,

Suivi Cisse du 30/08/2011.

Le nombre d’analyse est globalement très faible (1 seule analyse complète) pour caractériser précisément la ressource.

Le tableau suivant présente une synthèse des données analysées. Les analyses complètes sont reportées en annexe 3.

Les principales caractéristiques qualitatives des eaux brutes du forage F3 sont les suivantes :

Eau fortement minéralisée de type bicarbonaté – calcique (qualité globalement assez proche du forage F0),

Eau particulièrement riche en fer,



Il s’agit donc d’une eau de dureté totale élevée, très majoritairement constituée de dureté calcique.

On observe toutefois la présence de sélénium dans une analyse de 2009. Un suivi complémentaire réalisé en 2011 n’a pas confirmé cette présence. A ce stade et en l’absence d’analyses complémentaires, on considère que les eaux brutes sont exemptes de sélénium.




11

Limite qualité min moy max min moy max

Température in situ °C 25 1 - 12 - - - -Turbidité NFU 1 - 9,1 - - - -COT mg/l 10 1 - 1,4 - - - -

Eq calco-carboniquepH - 1 - 7,35 - - - -TAC °F 1 - 31 - - - -TH °F - - - - - -

Minéralisationcond à 25°C µS/cm 1 - 619 - - - -Ca mg/l 1 - 126 - - - -Mg mg/l 1 - 5,2 - - - -Na mg/l 200 1 - 10,1 - - - -K mg/l 1 - 2,1 - - - -Cl- mg/l 200 1 - 17 - - - -SO4

2-mg/l 250 1 - 17 - - - -

Paramètres N et PNO3

-mg/l 100 < ld - - -

NH4 mg/l 4 - < ld - - - -

NO2-

mg/l < ld - - -

Pt mg/l - < ld - - - -Micropolluants minéraux

Silicates mg/l 1 - 26,7 - - - -Fer total µg/l 7 1320 1430 1600 4 1360 1505 1570Fer dissous µg/l 1 580 - - -Mn µg/l 7 29 29,7 32 23 24 25Sélénium µg/l 1 19 4 < ld < ld < ld

Micropolluants orga Total pesticides µg/l 5 < ld < ld < ld - - -Autres < ld < ld < ld - - -

BactériologieE Coli n/100 ml 20000 < ld < ld < ld - - -Entérocoques n/100 ml 10000 < ld < ld < ld - - -

ld: limite de détection

Eau brute Suivi LD2H du 26/01 au 29/01/2009Nombre

d'analyses

Suivi CISSE du 30/08/2011Nombre

d'analyses

Pour la détermination de certains paramètres non directement accessibles sur le terrain (par exemple, la teneur en CO2 libre), nous avons utilisé l’application LPL WIN développée par CIFEC, selon la méthode de Legrand Poirier et Leroy, pour la résolution des équations relatives aux équilibres calco-carboniques. Les résultats sont les suivants.




12

Figure 1: Extrait de la note de calcul sous LPL Win – eau brute F3

Le TH est d’environ 33,6 °F,

La teneur en CO2libre est d’environ 31 mg/l,

Dans les conditions de prélèvement, l’eau est pratiquement à l’équilibre avec un caractère légèrement entartrant (indice de Langelier de 0,13),

L’indice de Larson qui doit être le plus faible possible (< 0,5) est en moyenne d’environ 0,13,

L’indice de Leroy qui généralement est compris entre 0,8 et 1,2 est en moyenne de 0,9.




13

5

Conclusion

Nous constatons que la qualité des eaux souterraines des Jeunoires est globalement satisfaisante.

Les caractéristiques principales des eaux brutes souterraines sont les suivantes :

eau actuellement potabilisable selon l’arrêté du 11 janvier 2007 (Annexe II),

eau fortement minéralisée de type bicarbonaté – calcique,

absence de substances toxiques,

absence de pesticides.

Le forage F3 présente des teneurs élevées en fer. Soulignons à ce sujet qu’une nouvelle filière de traitement du Fer et du Manganèse en amont de la « décarbonatation » sera mise en place dans l’usine.




ANNEXE 1

ARRETE DU 11 JANVIER 2007

Arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine mentionnées aux articles R.1321-2, R.1321-3, R.1321-7 et R.1321-38 du Code de la Santé Publique.




A11




A12




A13




A14




A15




A16




A17




A18




A19




A21

ANNEXE 2

ANALYSES DE LA QUALITE DES EAUX BRUTES – FORAGE F0




A22

ANNEXE 3

ANALYSES DE LA QUALITE DES EAUX BRUTES – FORAGE F3




Pièce 3 : Évaluation des risques susceptibles

d’altérer la qualité de l’eau






TABLE DES MATIERES

1 Nota ...........................................................................................................................1




1

Nota

Sur la base d’études précédentes, dont l’étude hydrogéologique de PIVETTE Consultants (rapport 516/08/Ra.343 de septembre 2009) et l’étude environnementale d’ASTER (rapport E103 de septembre 2009), l’Hydrogéologue agréé a émis un avis fourni en Pièce n° 5. Les études des risques de dégradation de la qualité de la ressource, ainsi que l’étude de sa vulnérabilité ont donc déjà été menées, pour aboutir à la définition des périmètres de protection (cf. Partie 6 de l’Avis de l’Hydrogéologue). Ceux-ci ont été instaurés par arrêté de DUP délivré le 20/11/12 (annexe1, Pièce 6).




Pièce 4 : Étude de vulnérabilité et mesures

prévues pour réduire les risques






TABLE DES MATIERES

1 Nota ...........................................................................................................................1




1

1

Nota

Pour la présente Pièce n° 4, nous nous réfèrerons aux études préalablement menées (étude hydrogéologique de PIVETTE Consultants de septembre 2009 et étude environnementale d’ASTER de septembre 2009), et qui ont donné lieu à l’avis de l’Hydrogéologue agréé fourni en Pièce n° 5 (cf. Partie 4 de l’Avis de l’Hydrogéologue). L’arrêté de DUP est joint en Pièce n° 6 (annexe 1). Les mesures prévues pour réduire les risques sont détaillées dans ce dernier (Article 4).





Pièce 5 : Avis de l’hydrogéologue agréé





1

1

Avis de l’hydrogéologue

L’avis de l’hydrogéologue agréé en date du 24 mars 2010 est présenté dans son intégralité ci-après.




ANNEXE 1

AVIS DE L’HYDROGEOLOGUE AGREE

SIÈGE SOCIAL PARC DE L’ILE - 15/27 RUE DU PORT 92022 NANTERRE CEDEX Direction Déléguée Ouest : 1 rue du Général de Gaulle - CS 90293 - 35761 SAINT-GREGOIRE Cedex




Pièce 6 : Description de la filière - Justification

des produits et procédés de traitement

VERSION 1 AVRIL 2015




TABLE DES MATIERES

1 Description et organisation du système actuel de production et de distribution1

1.1 Présentation de l’usine actuelle ...........................................................................1

1.2 Présentation des installations...............................................................................3

1.2.1 Pompages et arrivée des eaux brutes .......................................................3 1.2.1.1 Forage F0......................................................................................................... 3 1.2.1.2 Forage F3......................................................................................................... 4

1.2.2 Filière de potabilisation ...........................................................................7 1.2.2.1 Filtration .......................................................................................................... 7 1.2.2.2 Désinfection .................................................................................................... 9

1.2.3 Stockage des eaux traitées .....................................................................10

1.2.4 Traitement des rejets..............................................................................11

1.2.5 Postes annexes aux traitements..............................................................12 1.2.5.1 Alimentation électrique - Automatismes - Supervision................................. 12 1.2.5.2 Instrumentations - comptages........................................................................ 13 1.2.5.3 Local technique ............................................................................................. 14 1.2.5.4 Clôture - portail - aménagements paysagers.................................................. 14

2 Description des équipements à mettre en œuvre.................................................16

2.1 Données de base ................................................................................................16

2.1.1 Population desservie ..............................................................................16

2.1.2 Eaux brutes ............................................................................................17

2.1.3 Eaux traitées ..........................................................................................18

2.2 Caractéristique des forages des Jeunoires .........................................................18

2.2.1 Localisation ...........................................................................................18

2.2.2 Masse d’eau concernée..........................................................................19

2.2.3 Caractéristiques techniques ...................................................................21

2.3 Objectifs de qualité des eaux traitées ................................................................21

2.4 Déroulement des travaux...................................................................................22

2.5 Amenée et raccordement des eaux brutes .........................................................22




2.6 Équipement des forages et transfert des eaux brutes en traitement...................23

2.6.1 Équipement hydraulique du forage F0 et transfert des eaux brutes .....23

2.6.2 Équipement hydraulique du forage F3 et transfert des eaux brutes .....24 2.6.2.1 Pompage des eaux brutes............................................................................... 24 2.6.2.2 Protection de la tête de forage ....................................................................... 24 2.6.2.3 Canalisation de transfert des eaux brutes....................................................... 24

2.6.3 Prescriptions communes aux deux installations de pompage d’eaux brutes (F0 et F3) ....................................................................................25

2.7 Procédés à mettre en œuvre au sein de la filière actuelle et stockage d’eau traitée .................................................................................................................25

2.7.1 Déferrisation ..........................................................................................25

2.7.2 Décarbonatation.....................................................................................26 2.7.2.1 Généralités..................................................................................................... 26 2.7.2.2 Intégration de la ligne de décarbonatation..................................................... 27 2.7.2.3 Fil de l’eau de la filière de traitement............................................................ 28

2.8 Gestion des rejets...............................................................................................29

2.9 Réactifs..............................................................................................................30

2.9.1 Généralités .............................................................................................30

2.9.2 Chlore ....................................................................................................31

2.10 Instrumentation..................................................................................................31

2.11 Électricité/automatisme .....................................................................................32

2.11.1 Alimentation en énergie.........................................................................32

2.11.2 Automatismes / supervision ..................................................................32

3 Justification de la nouvelle filière de traitement .................................................35

3.1 Objectif général du projet..................................................................................35

3.2 Choix des procédés de traitement de l’eau........................................................36

3.2.1 Présentation générale.............................................................................36

3.2.2 Décarbonatation.....................................................................................36 3.2.2.1 Généralités..................................................................................................... 36 3.2.2.2 Choix du procédé........................................................................................... 37 3.2.2.3 Avantage du procédé ..................................................................................... 39 3.2.2.4 Comparaison avec les procédés chimiques.................................................... 41

3.2.3 Déferrisation ..........................................................................................42 3.2.3.1 Généralités..................................................................................................... 42 3.2.3.2 Choix de la technologie ercaDIOM............................................................... 42

3.2.4 Synthèse.................................................................................................43




4 Procédés et réactifs utilisés – ACS - Preuves de conformité ..............................44

4.1 Procédés de traitement utilisés ..........................................................................44

4.2 Produits de traitement utilisés pour la filière eau ..............................................45

4.3 ACS ...................................................................................................................45

4.4 Produits de traitement utilisés pour le traitement des rejets..............................45





Table des figures

Figure 1-1 : Extrait du plan de bornage (1988)........................................................ 1

Figure 1-2 : Synoptique de la filière existante ......................................................... 2

Figure 1-3 : Vue 3D du site actuel ........................................................................... 3

Figure 1-4 : Localisation de la bâche de 90 m3 enterrée et pompe de refoulement vers bâche de 200 m3 (corrosion importantes des conduites) .............. 7

Figure 2-1 : Évolution du nombre d’abonnés depuis 2008 – Source : rapport annuel sur le prix et la qualité de l’eau du service de l’eau potable, 2012 ........................................................................ 17

Figure 2-2 : Bilan des volumes mis en œuvre dans le cycle de l’eau en 2012 ...... 18

Figure 2-3 : Localisation des forages F0 et F3 (coordonnées en Lambert 93) ...... 19

Figure 2-4 : Caractéristiques de la masse d’eau concernée par le projet (source : BRGM)................................................................................ 20

Table des tableaux

Tableau 2-1 : Répartition des abonnés par commune .............................................. 16

Tableau 2-2 : Détail des prélèvements d’eau brute .................................................. 17

Tableau 2-3 : Caractéristiques des forages des Jeunoires (source : Cabinet Loiseau) ................................................................. 21

Tableau 3-1 : Comparaison des différentes techniques de décarbonatation............. 38

Tableau 4-1 : Liste des procédés de traitement et preuve de conformité ................. 44




TABLE DES ANNEXES

Annexe 1 Arrêté préfectoral de prélèvement des forages F0 et F3

Annexe 2 Coupe des forages F0 et F3

Annexe 3 Essai de pompage du forage F3 CISSE, 2011

Annexe 4 Plan des installations

Annexe 5 Etude relative au trihalogénométhanes (THM)




1

1

Description et organisation du système actuel de production et de distribution

1.1 Présentation de l’usine actuelle

L’usine actuelle est située au Sud-Ouest de la commune, sur une parcelle d’environ 3 500 m2.

Figure 1-1 : Extrait du plan de bornage (1988)




2

Forage des Jeunoires FE 01+1 x 60 m3/h

air comprimé

Filtre de déferrisation biologique Ø 2,8m

chlore

Surnageant au fossé

Boues: curage régulier

Réservoir hors sol de

1500 m3Eaux en provenance du SMAEP de la Région Mancelle (interconnexion)

Distribution

Lagune de décantation

eau de lavage (à l'eau brute)

eaux sales de lavage

L’usine a été dimensionnée pour une capacité de production maximale de 60 m3/h soit 1 200 m3/j pour 20 h de fonctionnement.

Sur l’année 2012, le bilan est le suivant :

production usine « Les Jeunoires » : ~ 199 530 m3/an,

importation en provenance du SMAEP Région Mancelle : ~ 89 m3/an,

mélange des eaux au niveau du réservoir hors sol des Jeunoires.

La filière de traitement est la suivante :

pompage des eaux du forage F0 par 1+1 pompe de 60 m3/h,

déferrisation biologique dans un filtre de diamètre 2,8 m,

désinfection par injection de chlore,

alimentation directe du réservoir hors sol des Jeunoires d’une capacité de 1 500 m3.

Les figures suivantes présentent un synoptique de la filière de traitement et une vue 3D du positionnement des ouvrages sur le site.

Figure 1-2 : Synoptique de la filière existante




3

Figure 1-3 : Vue 3D du site actuel

1.2 Présentation des installations

1.2.1 Pompages et arrivée des eaux brutes

1.2.1.1 Forage F0

Le forage F0 est situé sur la parcelle de l’usine. Cet ouvrage relativement important capte la nappe du cénomanien. Ses caractéristiques sont les suivantes :

82 ml de profondeur (pied de crépine à - 59,5 m/TN),

Diamètre interne : 540 mm,

Capacité nominale actuelle (d’après exploitant) : 52 à 55 m3/h,

Capacité annuelle maximale (d’après exploitant) : 200 000 m3/an.

Il est équipé de deux pompes de type immergé centrifuge multicellulaire aux caractéristiques suivantes :

KSB 200 B-80,

55 m HMT,

Qmax unitaire : 80 m3/h,

P moteur : 17 kW.

Ces pompes refoulent en ligne dans les filtres puis alimentent directement le réservoir hors sol.

Réservoir

Bâtiment de traitement

Forage

Lagune de décantation des eaux sales




4

Les interventions à prévoir sur ce forage concernent, comme on le verra par la suite, l’adaptation du pompage pour disposer d’un débit variable et paramétrable en fonction du mode de fonctionnement prévu par l’exploitant.

L’accès aisé au forage, notamment pour les opérations d’entretien, devra bien entendu être conservé pendant et après travaux.

Vue d’ensemble du site depuis le réservoir hors sol : (1) forage

(2) usine de traitement (3) lagune de décantation des eaux de lavage de filtre

1.2.1.2 Forage F3

Situation et présentation du forage F3

Le forage F3 se situe à environ 200 m au nord-est du forage existant F0.

(1)

(2) (3)




5

Extrait du dossier de demande d’autorisation de prélèvement (cabinet Loiseau–2011)

Les principales caractéristiques du forage F3 sont les suivantes :

70 ml de profondeur,

Diamètre intérieur : 152 mm,

Capacité nominale : non précisée,

Capacité annuelle : non précisée.




6

Extrait de la coupe du forage F3 (cabinet Loiseau – 2011)




7

Figure 1-4 : Localisation de la bâche de 90 m3 enterrée et pompe de refoulement vers bâche de 200 m3 (corrosion importantes des conduites)

Bâche d’eau brute de 200 m3

La bâche d’eau brute a fait l’objet d’un diagnostic le 26/01/2011. La bâche a été réalisée dans les années 1973-1974 et, bien que la cuve présente un bon état général, plusieurs éléments, dont les canalisations par exemple, sont vétustes.

1.2.2 Filière de potabilisation

1.2.2.1 Filtration

Filtration :

Le dispositif de filtration comprend 1 filtre fermé sous pression en acier peint, d’une surface unitaire de 6,15 m2 aux caractéristiques suivantes :

Diamètre : 2,8 m,

Hauteur de couche : env. 1,35 m,

Type de média : sable (TE d’environ 1,35 mm).

Les principaux éléments des filtres sont les suivants :

Une conduite d’alimentation,

Une conduite de sortie des eaux traitées,

Une conduite de collecte des eaux de lavage,

Les amenées d’eau et d’air de lavage,

La vidange et le by-pass,

Les vannes pneumatiques (2 vannes auto Ø200 EB et EF, 2 vannes auto Ø150 arrivée/sortie eau de lavage, 3 vannes auto Ø100 air, vidange, by-pass).




8

Les eaux filtrées rejoignent le réservoir hors sol de 1 500 m3.

Le filtre est couvert sous bâtiment.

Façade de filtre Compresseur (sans sécheur)

Les remarques formulées sur ce poste sont :

État correct du filtre (mais des points de rouilles observés sur l’acier peint),

L’état du plancher et de l’intérieur du filtre n’a pas pu être vérifié (filtre en eau lors de la visite d’inspection).

Lavage des filtres :

Le lavage des filtres est réalisé à partir d’eau brute. Le déclenchement et le déroulement des lavages sont automatiques :

Fréquence des lavages : pratiquement jamais en raison de l’absence de fer dans la ressource,

Volume d’eau nécessaire par lavage : ~ 30 m3,

Lavage à l’eau brute : vitesse de lavage = 18 à 19 m/h si les deux pompes fonctionnent simultanément,

Lavage à l’air via un surpresseur d’une capacité d’environ 350 Nm3/h (vitesse de détassage d’environ 55 m/h).

La vitesse de lavage à l’eau est plutôt faible par comparaison avec les ratios « classiques » plutôt compris entre 20 et 25 m/h.

A noter que d’après l’exploitant les vannes automatiques sont régulièrement en panne et qu’il serait intéressant d’envisager une mise à niveau de ces équipements dans le cadre de l’opération. Un séchage de l’air comprimé serait également à mettre en place pour éviter les phénomènes de condensation.




9

1.2.2.2 Désinfection

L’étape de désinfection est réalisée par injection de chlore (chlore gazeux) sur la conduite de refoulement d’eau traitée qui alimente le réservoir hors sol.

Le poste de chloration comprend :

2 bouteilles de chlore équipées chacune d’un chloromètre (49 kg unitaire), l’ensemble positionné dans un local spécifique,

Une pompe de surpression d’eau de service (eau filtrée) qui alimente les chloromètres (pompe installée dans le local traitement).

Au titre des insuffisances, on citera :

L’absence de mesure de résiduel de chlore,

L’absence de détecteur et fuite dans le local chlore.

Vanne automatique Surpresseur de lavage




10

Local chlore En haut : pompe de surpression

En bas : chloromètres

1.2.3 Stockage des eaux traitées

Le stockage d’eau traitée est réalisé dans un réservoir hors sol de 1 500 m3

(Diamètre : 16 m, H totale : 9 m) alimenté par surverse.

Les canalisations d’alimentation (depuis l’usine et depuis le SMAEP de la Région Mancelle), la canalisation de distribution et la vidange du réservoir, sont accessibles depuis la chambre des vannes positionnée au pied du réservoir. Le comptage de distribution est également installé dans cette chambre.

A noter que :

Le réservoir sur tour présente quelques fissures visibles en extérieur ; la collectivité souhaite un traitement ponctuel de ces fissures,

L’accessibilité au dôme du réservoir n’est pas conforme à la réglementation en matière de sécurité (hauteur de crinoline et accessibilité),

La chambre des vannes présente des fissures visuellement très importantes (mais à priori sans danger structurel) au niveau de la jonction avec le réservoir ; la collectivité souhaite une reprise générale (intérieur/extérieur) de cette chambre.




11

Réservoir et chambre à vannes Fissures visibles dans la chambre

Alimentation et distribution Interconnexion SMAEP et vidange

1.2.4 Traitement des rejets

Les eaux sales de lavage de filtre rejoignent une lagune de décantation extérieure d’une superficie approximative de 170 m2, pour un volume utile voisin de 100 m3.

La lagune est alimentée via une canalisation béton dia. 200. La sortie est réalisée via un trop-plein béton dia. 200 qui rejoint le fossé le long de la parcelle voisine.

Lagune de décantation Vue de la lagune depuis le réservoir




12

1.2.5 Postes annexes aux traitements

1.2.5.1 Alimentation électrique - Automatismes - Supervision

L’usine est alimentée en antenne par le réseau EDF 20kV.

Le poste de livraison comprend un transformateur sur poteau d’une puissance de 100 kVA (tarif jaune à comptage basse tension). La puissance maximale appelée actuellement est d’environ 27 kW (données Veolia / EDF).

La distribution basse tension s’effectue à partir d’une armoire (avec pupitre) installée dans le bâtiment d’exploitation.

L’usine n’est pas dotée d’une supervision. L’astreinte est gérée par un système de télétransmission de type WIT via une liaison RTC (ligne FT) et GSM.

Coffret de télésurveillance Armoire électrique

Les principales remarques sur ce poste sont les suivantes :

En cas de coupure électrique, l’usine n’est pas secourue ; elle est donc mise à l’arrêt et l’alimentation en eau est assurée par le SMAEP de la Région Mancelle ; la mise en place d’un inverseur de source sur l’armoire électrique permettrait de raccorder facilement un groupe électrogène de secours,

L’armoire électrique qui date de 1984 (y compris l’automate) nécessite une remise à niveau complète,

Le système d’astreinte de type Wit n’est plus compatible avec les équipements (de type Sofrel) installés par Veolia sur les autres installations et sur les réservoirs de distribution ; une mise à niveau s’avère donc nécessaire.




13

L’exploitant signale par ailleurs qu’il serait intéressant de disposer d’une redondance (doublement) du Sofrel pour distinguer le poste « forage » de « l’usine » et sécuriser l’installation. Ce point doit être discuté avec la collectivité.

1.2.5.2 Instrumentations - comptages

L’usine est globalement peu instrumentée. Les éléments présents sont les suivants :

Forage F0

Sonde de niveau,

Détecteur de sécurité.

Usine

Compteurs eau de service, eau de lavage, eau filtrée,

Turbidimètre eau traitée,

Conductivité / pH eau traitée.

Réservoir (chambre des vannes)

Compteur distribution avec afficheur analogique.

L’absence de comptage sur le prélèvement de la ressource oblige l’exploitant à procéder à un calcul « approximatif » des débits prélevés à partir de relevés d’index sur l’armoire électrique.

Comptage eau de lavage Comptage eau traitée (distribution)




14

1.2.5.3 Local technique

Le local technique a une superficie d’environ 35 m2 et regroupe l’ensemble des équipements de traitement. Le diagnostic visuel a fait ressortir les points suivants :

La charpente (bois) et l’isolation (de type laine de verre) sont en bon état,

Les sols et les murs sont en bon état (peintures, carrelage, etc.),

La toiture (tuile) semble être en bon état ; La collectivité souhaite toutefois un nettoyage général,

La maçonnerie en brique paraît également en bon état ; la collectivité souhaite un nettoyage général sur les parties revêtues d’un enduit et une reprise ponctuelle des fissures.

Vue extérieure du local Toiture

1.2.5.4 Clôture - portail - aménagements paysagers

A- Clôture – portail

La clôture est constituée de poteau bois et de fils barbelés. Le portail présente une hauteur inférieure à 2 m

Aucune disposition légale ou réglementaire n’exige une hauteur spécifique. Ainsi, sauf si cette hauteur est expressément précisée dans l’arrêté de DUP, la hauteur de la clôture reste « à l’appréciation » de la collectivité. Cependant, cette appréciation est très relative au regard des risques encourus en cas de hauteur insuffisante. Une recommandation de l’ARS prévoit une hauteur de deux mètres, la clôture devant, pour une protection suffisante, empêcher toute introduction sur l’ouvrage et donc dépasser la « hauteur d’homme ».

Dans ces conditions, il est proposé que le remplacement de l’ensemble soit intégré aux futurs travaux sur l’usine.




15

B- Aménagements paysagers

La collectivité souhaite que les aménagements paysagers futurs soient conçus de manière à limiter au maximum les travaux d’entretien ultérieurs.

Clôture actuelle Accès et portail actuel




16

2

Description des équipements à mettre en œuvre

2.1 Données de base

2.1.1 Population desservie

La commune de SAVIGNE-L’EVEQUE procède à la production et à la distribution d’eau potable pour les territoires suivants : COURCEBOEUFS ; SAVIGNE-L’EVEQUE, SILLE-LE-PHILIPPE et YVRE-L’EVEQUE. La population desservie est de 4 154 habitants au 31 décembre 2012 (4 124 au 31 décembre 2011). Le service public d’eau potable dessert 1 749 abonnés, répartis comme suit :

Tableau 2-1 : Répartition des abonnés par commune




17

Figure 2-1 : Évolution du nombre d’abonnés depuis 2008 – Source : rapport annuel sur le prix et la qualité de l’eau du service de l’eau potable, 2012

2.1.2 Eaux brutes

Les eaux brutes proviennent du forage des Jeunoires F0.

Tableau 2-2 : Détail des prélèvements d’eau brute




18

2.1.3 Eaux traitées

Figure 2-2 : Bilan des volumes mis en œuvre dans le cycle de l’eau en 2012

En 2012, 89 m3 ont été achetés au Syndicat mixte pour l’alimentation en eau potable de la Région Mancelle (SIDERM).

2.2 Caractéristique des forages des Jeunoires

2.2.1 Localisation

Par l’arrêté préfectoral du 20 novembre 2012, la commune de SAVIGNE-L’EVEQUE est autorisée à prélever les eaux des forages F0 et F3 pour son alimentation en eau destinée à la consommation humaine (cf. annexe 1)

Le forage F0 est localisé sur le site actuel de traitement. Le forage F3 est quant à lui situé à environ 160 mètres au nord-est de l’usine.




19

Figure 2-3 : Localisation des forages F0 et F3 (coordonnées en Lambert 93)

2.2.2 Masse d’eau concernée

La masse d’eau souterraine concernée par les captages est la masse d’eau des sables et Grés du Cénomanien sarthois (FRGG081), dont les principales caractéristiques sont présentées dans la figure suivante.




20

Figure 2-4 : Caractéristiques de la masse d’eau concernée par le projet (source : BRGM)




21

2.2.3 Caractéristiques techniques

Les coupes des deux forages sont présentées en annexe 2. Un essai de pompage du forage F3 a été réalisé en 2011 par la société CISSE. L’étude est jointe en annexe 3, dans son intégralité.

Tableau 2-3 : Caractéristiques des forages des Jeunoires (source : Cabinet Loiseau)

2.3 Objectifs de qualité des eaux traitées

Les objectifs de potabilisation en sortie de l’usine seront conservés et produiront :

une eau conforme a minima aux limites et références de qualité en vigueur (Code de la Santé), quelle que soit la qualité des ressources pour les paramètres fer, et quelle que soit la proportion des prélèvements sur chacune d’elles,

une eau à pH légèrement supérieur au pH d’équilibre,

un indice de Larson inférieur à 1 pour limiter le caractère corrosif de l’eau,

THca et TAC suffisamment bas pour limiter les phénomènes d’entartrage dans les réseaux d’adduction et les installations d’eau chaude sanitaire.




22

2.4 Déroulement des travaux

Les travaux consistent globalement, d’une manière non exhaustive, à :

rediriger le refoulement des 2 forages F0 et F3 vers le site de la nouvelle station,

construire le bâtiment de la station à côté de la station actuelle,

implanter les équipements de traitement du Fer et du Calcaire à l’intérieur du nouveau bâtiment,

utiliser l’ancienne station, après réhabilitation, comme salle de contrôle et de commandes,

relier hydrauliquement et électriquement les équipements de process et les équipements hydrauliques et électriques ainsi que les automatismes à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment,

assurer l’alimentation électrique à partir du nouveau transformateur en limite de propriété,

redistribuer le refoulement vers le réseau de distribution,

renvoyer les eaux de lavage vers la lagune et les autres effluents vers leur exutoire,

réaliser des voies d’accès.

2.5 Amenée et raccordement des eaux brutes

L’usine sera alimentée à partir des pompages d’exhaure F0 (30 m3/h) et F3 (30 m3/h), en fonctionnement normal. Dans le cas d’un arrêt exceptionnel du forage F3, le débit du forage F0 sera porté à 52-55 m3/h. De la même façon, si le forage F0 est amené à être interrompu, le débit de forage F3 sera élevé à environ 45 m3/h.

Afin de raccorder les forages à la station, une canalisation en fonte DN 100 mm à emboîtement automatique sera installée entre le forage F3 et la station de traitement. Une canalisation du même type permet de raccorder le forage F0 à l’usine.

Le raccordement de l’usine au réseau d’eau potable s’effectuera par la mise en place :

D’une canalisation fonte en DN 200 sur 25 ml sortie usine,

D’un té en DN 200 avec deux vannes enterrées pour le raccordement sur la canalisation d’eau traitée existante.




23

2.6 Équipement des forages et transfert des eaux brutes en traitement

Le détail de la filière de traitement mise en place, les schémas d’implantation de l’usine ainsi que les modalités d’équipement des forages sont présentés en annexe 4.

2.6.1 Équipement hydraulique du forage F0 et transfert des eaux brutes

Il est prévu de remplacer les pompes existantes par de nouvelles pompes équipées de variateur. Les prescriptions sur ce poste sont les suivantes :

Niveau statique (2011) avant travaux de régénération : - 37 m/ haut de regard,

Niveau dynamique : - 53 m/haut de regard cette cote intègre une sécurité de 5 mètres pour anticiper un rabattement de la nappe plus important que prévu,

Diamètre interne du forage : Cf. coupe du forage,

Nombre de pompes : 2, dont une en secours automatique installée,

Type des pompes : centrifuge multicellulaire adaptée à la nature des eaux brutes à pomper,

Débit unitaire nominal : 55 m3/h pour la H.M.T. la plus défavorable,

H.M.T. : 60 m,

Régulation du débit de pompage par variateur de fréquence (un variateur par pompe),

Qualité des équipements mis en œuvre au niveau du forage : inox 316 L.

La 2ème colonne d’exhaure ayant été renouvelée récemment, il est prévu de l’utiliser dans la mise en œuvre du nouveau groupe électropompe. Les câbles électriques des pompes seront raccordés sur des borniers électriques étanches permettant un démontage aisé en cas d’intervention sur les pompes.

Les conduites de refoulement feront l’objet de toutes les adaptations nécessaires pour assurer une étanchéité totale sur l’intégralité de leur linéaire.

Sur chacune des conduites de refoulement, il est prévu la mise en place en remplacement de la robinetterie existante de :

1 clapet anti retour type CLASAR DN 100,

1 vanne DN 100 à opercule caoutchouc,

1 adaptateur autobuté DN 100.

Enfin, il est prévu la réutilisation de l’instrumentation existante dans le forage (sonde de niveau, contact intrusion, …).




24

2.6.2 Équipement hydraulique du forage F3 et transfert des eaux brutes

2.6.2.1 Pompage des eaux brutes

Le projet prévoit la mise en place d’une pompe dans le nouveau forage.

Les prescriptions sur ce poste sont les suivantes :

Cote minimale de la nappe dans le forage à prise en compte pour le calcul de la H.M.T. : 61 m NGF ; cette cote intègre une sécurité de 8 mètres pour anticiper un rabattement de la nappe plus important que prévu,

Diamètre interne du forage : Cf. coupe du forage,

Nombre de pompe : 1,

Type de pompe : centrifuge multicellulaire adaptée à la nature des eaux brutes à pomper,

Débit nominal : 45 m3/h pour la H.M.T. la plus défavorable,

H.M.T. : 63 m,

Régulation du débit de pompage par variateur de fréquence,

Clapet et vanne sur le circuit,

Qualité des équipements mis en œuvre au niveau du forage : inox 316 L.

Les câbles électriques de la pompe seront raccordés sur un bornier électrique étanche permettant un démontage aisé en cas d’intervention sur la pompe.

Une colonne d’exhaure de 50 ml de longueur en inox 316 L DN 100 sera mise en place.

2.6.2.2 Protection de la tête de forage

Un regard béton sera réalisé autour de la tête du forage. Ce regard devra permettre la mise hors eau. Il sera équipé de ventilation, d’un radiateur hors-gel, d’un éclairage, d’une pompe vide-cave, de dispositifs de sécurité (échelles, garde corps) et d’un accès pouvant être fermé à clé.

2.6.2.3 Canalisation de transfert des eaux brutes

La canalisation de transfert des eaux brutes disposera d’un diamètre de 100 mm. Elle sera prévue en fonte. Côté usine, son extrémité sera équipée des éléments et équipements de raccordement sur la déferrisation biologique.




25

Trois fourreaux (un de Ø 160 mm et deux de Ø 50 mm) seront installés entre l’armoire et la tête de forage afin de raccorder le groupe électropompe, la pompe vide-cave et le débitmètre électromagnétique.

2.6.3 Prescriptions communes aux deux installations de pompage d’eaux brutes (F0 et F3)

Il n’est pas prévu de dispositif spécifique de nettoyage des canalisations de transfert d’eaux brutes.

D’autre part, outre les équipements hydrauliques de chaque forage prévu pour assurer le pompage et le refoulement des eaux brutes, il est également prévu :

1 boîte à boues permettant de retenir d’éventuels débris qui seraient restés dans l’eau pompée et ainsi de protéger les équipements hydrauliques situés en aval,

Les joints de démontage nécessaires,

1 débitmètre électromagnétique, compris longueurs droites inox associées,

Un ballon antibélier (BAB) (forage F3) de manière à éviter les dépressions et les surpressions.

2.7 Procédés à mettre en œuvre au sein de la filière actuelle et stockage d’eau traitée

2.7.1 Déferrisation

Les eaux de SAVIGNE-L’EVEQUE contiennent du Fer et des traces de Manganèse dans des proportions différentes selon les forages analysés.

F0 = « Fer » = 91 μgL (dissous : 38) [norme : 200 μgL – guide : 30 μgL] « Manganese » = 1 μgL > [norme : 50 μgL – guide : 10 μgL]

F3 = « Fer » = 1 430 μgL (dissous : 580) [norme : 200 μgL – guide : 30 μgL] « Manganese » = 30 μgL > [norme : 50 μgL – guide : 10 μgL]

Actuellement, il existe une filière biologique de « déferrisation » d’une capacité de 120 m3/h relativement ancienne.

Cette déferrisation est de surcapacité (120 m3/h pour un débit de forage de 55 m3/h), d’une part et d’autre part peu sollicitée car le forage actuel « F0 » ne contient pratiquement plus de Fer et pas de Manganèse. Par contre, la prochaine mise en service du forage F3 va considérablement modifier la situation puisque celui-ci présente des concentrations importantes de Fer : env. 1 500 μg/L et des traces




26

significatives de Manganèse : env. 30 μg/L, ce qui impose un traitement de mise aux normes et d’en profiter pour tendre aux valeurs guide.

Dans ces conditions, une nouvelle filière de traitement du Fer et du Manganèse en amont de la « décarbonatation » sera mise en place dans la nouvelle usine. Il s’agira d’une déferrisation de type catalytique. Dans le fil de l’eau, cette étape sera en amont du traitement du calcaire. Le média filtrant est un mélange de sable classique et de dioxyde de manganèse, polarite, dont les caractéristiques sont présentées en annexe 6. L’efficacité du traitement catalytique du fer et du manganèse est illustrée dans la même annexe avec les résultats analytiques sur une autre usine.

Actuellement, le filtre déferrisant est contre-lavé avec de l’eau brute de forage.

Dans le cadre de la présente opération, il est prévu de remplacer ce mode de lavage par un lavage à partir d’eau chlorée afin d'assurer une régénération régulière et garder le même niveau d'efficacité de traitement du média.

Les machines à installer pour le lavage à l’air et à l’eau du filtre déferrisant seront choisies pour opérer un lavage efficace du filtre.

Le poste de lavage à l’eau sera équipé d’un secours automatique installé.

Enfin, un débitmètre électromagnétique sera prévu sur chaque collecteur de refoulement d’eau de lavage (un par alimentation de filtre).

2.7.2 Décarbonatation

2.7.2.1 Généralités

Pour éliminer le pouvoir entartrant (calcaire précipitable), la technique proposée est celle du procédé électro-physique dénommée ERCA².

Le procède ERCA² réalise une précipitation accélérée du CaCO3 au sein d’un système poly-électrode grâce à un champ électrique spécifique qui permet la dissociation des Bicarbonates en Carbonates, lesquels s’associent au Calcium provoquant ainsi une germination et une cristallisation par déshydratation du carbonate de calcium.

L’unité de décarbonatation sera implantée en by-pass entre la sortie de l’étape de déferrisation et avant l’alimentation de la bâche de distribution (1 500 m3).

L’eau à traiter provient du refoulement des forages F0 et F3, sachant que le fonctionnement s’inscrira tel que les forages pourront fournir leur débit individuel ou cumulé.




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2.7.2.2 Intégration de la ligne de décarbonatation

Pour assurer le débit nominal de 60 m3/h, il est prévu d’assurer le traitement dans 1 seule cellule ERCA² adaptée à la filière retenue.

Une seule cellule est suffisante grâce à l’extraction automatique du calcaire précipité qui supprime l’ouverture trimestrielle du réacteur pour extraire manuellement le calcaire sédimenté.




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La filière ERCA² est en mesure de traiter indifféremment et instantanément tous les débits entre 30 et 60 m3/h sur la base des 4 débits demandés : 30 – 45 – 55 – 60 m3/h provenant de la production de l’un ou l’autre des forages, ou des 2 forages, de manière continue ou discontinue avec un traitement immédiat.

2.7.2.3 Fil de l’eau de la filière de traitement

Principe hydraulique : ERCA²

Fil de l’eau

Eau brute : L’eau brute issue du ou des forages est refoulée par la poussée des pompes d’exhaure vers la station de filtration. Une canalisation redirigera l’eau à traiter vers l’unité de décarbonatation ERCA².

Eau à traiter : L’eau entrante alimente directement, après vanne, mesures de pH et μ$ (conductivité) débitmètre, vanne de réglage, les cellules de traitement (appelées également réacteurs) par le bas au niveau de trémies. L’eau monte lentement entre les électrodes du système (portée verticale). Au cours de son ascension, l’eau traverse un champ électrique spécifique qui génère la germination du carbonate de calcium et provoque sa cristallisation lors de la déshydratation. Les cristaux de carbonate de calcium se constituent en couches au voisinage de la cathode, d’où ils seront extraits automatiquement lors des arrêts du réacteur.




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Eau traitée : L’eau ainsi traitée déborde dans le pourtour (appelé goulotte) de la cellule, prévu à cet effet, et tombe gravitairement dans une conduite centrale emmenant l’eau vers l’étape « stripping ».

Stripping : La précipitation du CaCO3 induit la production de CO2, lequel peut être en excès vis-à-vis de l’équilibre calco-carbonique. Conformément aux termes de l’Agrément du procédé ERCA², l’excès de CO2 est alors dégazé. Le dégazage est réalisé par insufflation d’air au niveau d’une cuve dite de « stripping » ou au niveau des réacteurs ERCA². Ce dégazage élimine le CO2 libre en excès, ce qui évite la neutralisation à la soude nécessitée par certaines techniques chimiques. Ceci est d’autant plus important que l’ajout de soude dans une eau contenant du CO2 produit du TAC en quantité significative que le traitement mis en place avait précisément pour but d’éliminer.

Reprise des eaux traitées > Distribution

L’eau issue du réacteur ERCA² se dirige gravitairement vers la cuve de stripping puis est reprise, en alternance, par 1 des 2 pompes de relevage de 60 m3/h avec variateur (pour assurer les différents débits) pour être dirigée vers le réservoir de 1 500 m3. Les pompes de relevage sont montées entre 2 vannes avec un clapet. Sur la canalisation de refoulement, sont installées 2 sondes (pH et μ$) et 1 débitmètre.

Désinfection

Le traitement de désinfection est assuré par l’électro-chloration générée lors de l’électro-décarbonatation.

L’eau brute contient de 17 à 31 mg/l de Chlorures, lesquels réagissent à l’énergie électrique dispensée pour l’électro-décarbonatation pour former du chlore.

Lors de l’étude pilote, avec l’eau du forage D3 (31 mg/l de chlorures), il a été mesuré une concentration résultante de l’ordre de 0,6 mg/l. Le teneur envisagée après la phase de stripping serait de 0,5 mg/l. Le fonctionnement courant de l’usine est prévu en mélange des eaux de forage ; la résultante en chlore dans l’eau devrait donc être inférieure. Dans l’éventualité où le chlore résiduel serait supérieur aux essais, l’Entreprise s’est engagée à mettre en œuvre une déchloration au bisulfite.

2.8 Gestion des rejets

Comme indiqué précédemment, il est prévu de réutiliser l’actuelle lagune pour la collecte et la décantation issues du fonctionnement et de l’exploitation de l’usine.

Dans les faits, toutes les eaux du site à l’exception des eaux de ruissellement pluvial devront pouvoir transiter par cette lagune (eaux sales de lavage de(s) filtre(s), vidanges d’ouvrages, trop-pleins exceptionnels, eaux d’égouttage et de nettoyage des sols, eaux collectées sur les zones « sales » extérieures, eau en provenance des analyseurs, eau du lavabo…).




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L’implantation de la station ERCA² est projetée à proximité immédiate de l’existant, en point haut, ce qui permettra de réutiliser les réseaux de collecte des eaux sales et la lagune existante ainsi que le collecteur des eaux pluviales.

2.9 Réactifs

2.9.1 Généralités

Le procédé ERCA² présente l’avantage de ne pas recourir à l’utilisation de réactifs chimiques dangereux, hors désinfection.

L’absence de soude en remise à l’équilibre finale est justifiée par les principes suivants :

Respect de l’Agrément du Ministère de la Santé (Agrément National de l’ERCA²)

L’agrément de l’ERCA² dispose que le CO2 en excès doit être éliminé par une étape de dégazage : (extrait)

« …ce procédé, qui ne constitue que l’une des étapes de la filière de traitement, doit, d’une part, être suivi d’une étape de dégazage du carbone inorganique et d’une étape de désinfection…. »

En cela, la mise en place d’une étape de « stripping » est conforme à l’agrément.

Incohérence entre la décarbonatation et la neutralisation à la soude

La neutralisation du CO2 par de la soude n’est pas pertinente et même incohérente car elle va à l’encontre du but du traitement qui est de « décarbonater » une eau entartrante.

En effet, en milieu aqueux, le CO2 réagit avec la soude NaOH pour former du bicarbonate HCO3 exprimé en TAC.

De ce fait, il est incohérent de « re-carbonater » une eau que l’on vient précisément de « décarbonater ».

Cet ajout est plus que significatif puisqu’en théorie si le traitement ERCA² étant ouvert ne dégazait pas naturellement une majorité du CO2 issu de la précipitation, selon les équations chimiques simplifiées, il peut être écrit : « La précipitation de 100 mgL de CaCO3 génère 44 mgL de CO2 qui, neutralisés par la soude, vont générer des bicarbonates de soude solubles dont 61 mgL de HCO3 potentiellement dissociable ». En d’autres termes, en prenant l’exemple d’une eau dont le TAC serait de 30 °F qui serait « décarbonatée » pour descendre son TAC à 19 °F (± seuil d’équilibre ionique), verrait celui-ci remonter aux environs de 25 °F à cause de la neutralisation à la soude et donc redeviendrait « entartrante ».




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Principe conceptuel

Le principe ayant conduit à la création et au développement de la technique ERCA² est précisément de s’affranchir et d’exclure l’usage (à l’exception du chlore de désinfection) de tout produit chimique pour « décarbonater » une eau destinée à la consommation humaine.

2.9.2 Chlore

Le traitement de désinfection est assuré par l’électro-chloration générée lors de l’électro-décarbonatation. L’eau brute contient de 17 à 31 mg/l de Chlorures, lesquels réagissent à l’énergie électrique dispensée pour l’électro-décarbonatation pour former du chlore.

Lors de l’étude pilote, il a été mesuré des taux de chlore sur l’eau traitée de 0,6 mg/l au maximum. Des taux de 0,4 à 0,5 mg/l en sortie d’usine sont attendus. Les teneurs baisseront dans la citerne de stockage d’eau traitée.

Les dispositifs de chloration existants seront réutilisés pour la régénération du dioxyde de manganèse lors des lavages de filtre.

2.10 Instrumentation

D’une manière générale, il est prévu l’instrumentation nécessaire au pilotage et au contrôle du fonctionnement des équipements prévus au projet.

L’instrumentation du process, Fe – Mn et CaCO3 comporte :

1. Débitmètre calculateur sur variateur du circulateur (ErcaDIOM > ERCA²) pour automatisme et consignes de fonctionnement des générateurs ERCA².

2. pH et μ$ (pH et conductivité) Eau brute entrante.

3. pH et μ$ (pH et conductivité) Eau traitée sortante.

Il sera également procédé à la mise en place d’un débitmètre type ABB sur arrivée de chaque forage : F0 et F3, à l’intérieur de l’usine.




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2.11 Électricité/automatisme

2.11.1 Alimentation en énergie

L’usine sera alimentée en énergie depuis un nouveau poste de livraison béton en limite de propriété, via un tarif vert pour une puissance disponible de 250 kVA. L’installation est calculée en prenant compte 25 % de réserve. Le réseau distribué (410 V) se fera sous un régime de neutre TN.

L’armoire de distribution générale sera située dans le local électrique du bâtiment existant. Les équipements suivants seront intégrés de manière à assurer :

la protection foudre (Parafoudre TETRA/TRI/MONO),

la continuité d’alimentation électrique (ASI) suite à une coupure ou micro coupure réseau,

un inverseur de source manuel pour le raccordement d’un groupe électrogène de secours,

l’alimentation des circuits de puissance des équipements installés,

les « automatismes » nécessaires au contrôle et à la commande des équipements. (Automate-Afficheur).

Le bâtiment sera équipé d’un coffret TBTB pour la protection et la gestion des circuits d’éclairage, des circuits d’éclairage de secours et des prises de courant.

L’ensemble de l’installation fera l’objet d’un contrôle de conformité électrique par un organisme en vue de l’obtention du certificat CONSUEL.

2.11.2 Automatismes / supervision

L’ensemble des équipements mis en œuvre dans le cadre du présent projet seront pilotés par un automate industriel Schneider Electric de la gamme « M340 ».

Afin d’éviter une gestion fastidieuse et onéreuse des pièces de rechange, toutes les cartes d’entrées/sorties sont standardisées – prévues en racks :

Carte d’entrée TOR,

Cartes de sortie TOR,

Carte d’entrée analogique,

Carte de sortie analogique.




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Une interface opérateur graphique tactile sera installée en façade d’armoire et permettra d’assurer les fonctionnalités suivantes :

Contrôle commande de l’installation,

Paramétrage de l’installation,

Affichage des alarmes,

Communication Ethernet.

Le système de télégestion installé dans l’armoire électrique est en liaison directe avec l’automate, le poste de supervision et le réseau téléphonique mobile. La télégestion a pour objectif premier d’alerter l’exploitant d’un dysfonctionnement de son installation. L’alerte est donnée par envoi de SMS sur un téléphone. Le poste local de télégestion est destiné à communiquer parfaitement avec son environnement. Il gère aussi bien les communications permanentes qu’évènementielles, sur les supports GSM vers l’extérieur et Ethernet vers l’automate.

L’architecture de communication est basée sur :

Un système de supervision pour le contrôle et la commande de l’installation.

Un automatisme à base d’un automate Schneider M340 installé dans une armoire électrique en salle électrique ; cet automate pilote les contacteurs des moteurs et les électrovannes.

Un système de télégestion installé dans une armoire électrique en liaison directe avec le système de supervision, les automates et le réseau téléphonique. La télégestion a pour objectif premier d’alerter l’exploitant d’un dysfonctionnement de son installation. L’alerte est donnée par envoi de SMS sur un téléphone. Le poste local de télégestion est destiné à communiquer parfaitement avec son environnement. Il gère aussi bien les communications permanentes qu’évènementielles, sur les supports GSM vers l’extérieur. Une page de messages de défauts sera accessible par un ordinateur à distance muni d’un accès internet. Il sera possible d’acquitter ces défauts. Une page de l’état de l’installation sera également accessible.

L’état de l’installation, les compteurs de marche et de débits, les commandes de marches en automatique et en manuel des actionneurs (moteurs et vannes) se feront par le poste de supervision.

Une centrale de mesures électriques est également installée en façade de l’armoire électrique. Cette centrale affiche par phases les courants instantanés, moyens et maximum, les tensions, les fréquences, les puissances actives, réactives et apparentes moyennes et maximums, les facteurs de puissances, les harmoniques.

La supervision sera effectuée par le logiciel de supervision AREA TOPKAPI Basic. Le poste de conduite sera installé dans le bâtiment existant réhabilité. Le matériel disponible comprendra un ordinateur portable ainsi qu’une imprimante.




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3

Justification de la nouvelle filière de traitement

3.1 Objectif général du projet

Le projet de mise en place d’un traitement de décarbonatation dans la filière actuelle se justifie en premier lieu par la nécessité de production d’une eau potable respectant les limites et les références de qualité en vigueur (Code de la Santé), et réduisant sensiblement la dureté de l’eau distribuée.

Actuellement, la production du site « Les Jeunoires » s’effectue à partir du forage F0. L’examen de la qualité des eaux du forage a montré qu’il s’agit :

D’une eau fortement minéralisée de type bicarbonaté – calcique,




Il s’agit d’une eau de dureté totale élevée, très majoritairement constituée de dureté calcique, responsable des phénomènes d’entartrage dans les réseaux d’adduction et les installations d’eau chaude sanitaire. C’est donc dans un souci de protection des installations des particuliers qu’il a été décidé de mettre en place un tel procédé de décarbonatation.

D’autre part, dans le cadre d’une réflexion menée depuis plusieurs années sur la sécurisation de l’alimentation en eau potable, la Ville de SAVIGNE-L’EVEQUE a identifié un nouveau forage (F3) susceptible de venir en appoint/secours du forage existant. Ce forage est à équiper dans le cadre du projet. Pour ce nouveau forage, chargé en fer, il a été choisi une technique permettant l’abattement du fer contenu dans ces eaux de forages, en remplacement de l’actuel traitement du fer par voie biologique.

L’ensemble de ces aménagements a donc pour principal objectif de remédier à la situation actuelle et de délivrer, grâce à un système de traitement adéquat, une eau potable de bonne qualité.

Les paragraphes suivants justifient le choix des procédés de traitement de l’eau envisagés pour atteindre cet objectif.




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3.2 Choix des procédés de traitement de l’eau

3.2.1 Présentation générale

Les procédés de traitement dont il sera question sont ceux dont l’application est la plus immédiate au regard des qualités d’eaux brutes à traiter et des objectifs recherchés.

Ces procédés sont présentés par thème ; il s’agira des techniques disponibles pour :

la décarbonatation,

la déferrisation.

3.2.2 Décarbonatation


La dureté d’une eau est constituée de dureté calcique (TCa) et de dureté magnésienne (TMg). Les traitements d’adoucissement mis en œuvre en eau potable visent la réduction de la dureté calcique ; on ne cherche pas en revanche à éliminer la dureté magnésienne, qui n’est pas à l’origine des phénomènes d’entartrage.

Comme dans une très grande majorité d’eaux superficielles et souterraines, la dureté est associée à une teneur significative en bicarbonates, les traitements d’adoucissement consistent à précipiter le calcium sous forme de carbonate de calcium insoluble ; d’où l’appellation « décarbonatation » pour un traitement dont la finalité première est l’adoucissement.

Les techniques de réduction de la dureté sont multiples et peuvent schématiquement se décliner en trois grandes familles :

Les procédés chimiques : décarbonatation à la chaux ou à la soude ;

Les procédés physico-chimiques : adoucissement sur résine échangeuse d’ions ou précipitation électrochimique ;

Les procédés physiques : filtration membranaire de type nanofiltration, voire osmose inverse.




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3.2.2.2 Choix du procédé

Pour la gamme de débits intéressant l’usine de SAVIGNE-L’EVEQUE, les procédés chimiques sont les plus couramment utilisés.

Pour ce qui est des procédés physico-chimiques, si l’échange d’ions est aujourd’hui très peu usité en production d’eau potable, il existe en revanche un certain nombre de réalisations basées sur la précipitation électro-chimique, dont l’application est à l’heure actuelle limitée aux débits de quelques dizaines à centaines de m3/h, et donc potentiellement compatible avec le cas de SAVIGNE-L’EVEQUE.

Pour ce qui concerne enfin les procédés physiques de filtration membranaire, plus coûteux en investissement et en exploitation que les procédés chimiques et physico-chimiques, ils sont peu utilisés et plutôt réservés au cas de ressources où, en plus de la dureté, il faut régler d’autres problèmes : excès de nitrates ou de sulfates par exemple.

La comparaison ici effectuée se limite donc surtout aux procédés chimiques et physico-chimiques : décarbonatation à la chaux, à la soude et précipitation électrochimique.

Le tableau ci-après présente une comparaison générale des différentes techniques de décarbonatation, hors contexte particulier de l’usine de SAVIGNE-L’EVEQUE.




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Tableau 3-1 : Comparaison des différentes techniques de décarbonatation

Décarbonatation à la chaux

Décarbonatation à la soude

Décarbonatation électrolytique

PrincipeFormation de carbonate de calcium insoluble par

addition de chaux

Formation de carbonate de calcium insoluble par

addition de soude

Application d'un champ électrique entre

électrodes avec dépôt de carbonate de calcium sur

la cathode

RéacteursGénéralement en

décanteurs à recirculation de boues

Généralement en Réacteurs catalytiques

Cellule d'électrolyse équipée de nombreuses

anodes et cathodes

Besoins en réactifs

Chaux pour décarbo.Acide pour neutralisation

Soude pour décarbo.Acide pour neutralisationMicrosable pour support

de cristallisation

pratiquement aucun(soude en neutralisation

finale)

Besoins en énergie

oui mais faible oui mais faibleélevés

(à la base même du procédé)

Action sur l'eau en cours de traitement

Diminution du TAC équivalente à la

diminution du TH

Diminution du TAC égale à la moitié de la

diminution du TH

Diminution du TAC équivalente à la

diminution du TH

Rendement d'élimination du

TH calcique

Ajustable en fonction de la dose de chaux injectée

Ajustable en fonction de la dose de soude injectée

Limitée à 33% environ du TAC d'entrée

Mise en œuvreSur tout ou partie du débit à traiter

Sur tout ou partie du débit à traiter

Sur la totalité du débit à traiter

Sous-produits à gérer

Boues de carbonate à déshydrater

Billes de carbonate anhydre

Poudre de carbonate anhydre

Acceptabilité des eaux turbides

oui non non

Plage de fonctionnement

Généralement adapté aux "grosses" installations de

traitement d'eaux superficielles turbides

Généralement adapté aux petites à moyennes

installations (mais de grosses installations

existent)

Généralement adapté aux petites installations (<

100/150 m3/h)




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Compte tenu de la complexité de sa mise en œuvre et de la nécessité de mettre en place une filière boues, la solution de décarbonatation à la chaux n’est pas adaptée au contexte de l’opération. Les études préliminaires se sont donc portées sur les techniques de décarbonatation à la chaux et la décarbonatation électrochimique.

Le tableau suivant présente une comparaison simple et rapide des différents aspects de chaque scénario :

Scénario 1 : décarbonatation catalytique à la soude,

Scénario 2 : décarbonatation électrochimique.

Scénario n°1 Scénario n°2

Qualité et fiabilité du traitement

- possibilité d’ajuster le traitement en fonction des besoins

- limité à 33% du TAC entrant => ne permet pas d’atteindre des valeurs de THCa < 20°F

Complexité d’exploitation

- réacteur + filtres à sable à exploiter

- 3 réactifs de traitement (soude, sable, acide)

- peu d’exploitation courante (absence de réactif)

- mais besoins en personnel importants lors des phases de nettoyage (3/4 personnes 4 fois par an)

Facilité de gestion des

sous-produits

- billes de sable et de carbonates anhydre à gérer (généralement enfouissement et parfois valorisation agricole)

- gestion des eaux sales du filtre à sable à prévoir

- poudre de carbonates anhydre à gérer (généralement valorisation agricole et parfois enfouissement)

Emprise

- globalement similaire – bâtiment légèrement plus haut dans le scénario 1

- globalement similaire – bâtiment légèrement plus haut dans le scénario 1

Coûts d’investissement

- investissement légèrement plus faible

- procédé développé par un seul constructeur (absence de concurrence)

Le choix du procédé s’est finalement porté sur la décarbonatation électrochimique (technologie ERCA²). Cette technique éprouvée dans de nombreuses références est une alternative efficace, simple, économique et écologique aux solutions anciennes, notamment de type chimique, aux impacts lourds par l’emploi de chaux ou de soude.

3.2.2.3 Avantage du procédé

Le procédé ERCA² réalise une précipitation accélérée du CaCO3 au sein d’un système poly-électrode grâce à un champ électrique spécifique qui permet la dissociation des Bicarbonates en Carbonates, lesquels s’associent au Calcium provoquant ainsi une germination et une cristallisation par déshydratation du carbonate de calcium.




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Par sa construction modulaire, l’électro décarbonatation ERCA² est en mesure de traiter tous les débits.

La technologie électro-physique ERCA² autorégule son action de traitement en fonction de la charge ionique de l’eau (principe des transferts de charges).

L’électro-décarbonatation ERCA² se régule en fonction de la concentration en TAC et en TH de l’eau brute. La variation des concentrations en TAC et TH qui pourrait se présenter n’a pas d’influence sur l’élimination du potentiel d’entartrage dont la valeur se situe sur une courbe de forme exponentielle par rapport à la teneur en HCO3.

Le taux d’abattement reste stable en proportion et varie en valeur absolue selon les concentrations. En termes d’exploitation, ceci se traduit par une extrême simplicité de fonctionnement puisque le système s’autorégule en fonction des variations des concentrations en TAC et TH, il n’y a pas d’intervention pour modifier les réglages.

L’efficacité du traitement est mesurée en continu par un analyseur double sonde de la conductivité de l’Eau Brute et de l’Eau Traitée. Également, le système n’est pas concerné par l’éventuelle présence d’autres substances telles que turbidité ou pesticides, ou matière organique, par contre, il peut contribuer à l’élimination de métaux lourds (Ni – Al – Zn …).

Les matériaux de fabrication des équipements sont :

Acier Inox 444/304 L et 316 L poli satiné,

Titane grade A,

Iridium ou Platine.

La qualité de ces matériaux permet une durée de vie très longue > 30 ans et ne demande aucun entretien particulier, Le procède ERCA² présente également l’avantage spécifique et unique (brevet) qu’il est de nature physique ce qui permet, pour un traitement d’eau destinée à la consommation humaine :

une sécurité et une protection de la qualité de l’eau,

un fonctionnement tout automatique,

un contrôle continu de l’efficacité et du fonctionnement,

une absence de réactifs chimiques dangereux,

une absence de rejets induits polluants et encore dangereux,

une production de CaCO3 provenant de la précipitation du HCO3 > CO3 + Ca = CaCO3.

Une maintenance directe sera réalisée sur les réacteurs, limitée à 1 contrôle visuel périodique de quelques dizaines de minutes et à une visite plus approfondie tous les 18 mois environ.




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Une maintenance classique et habituelle des stations de traitement d’eau sera assurée par les Agents d’Exploitation, pour les autres équipements.

En synthèse, l’excès de carbonate de calcium de l’eau, formant le calcaire précipitable, est enlevé et éliminé simplement et instantanément lors du passage de l’eau dans le champ électrique généré entre les électrodes.

3.2.2.4 Comparaison avec les procédés chimiques

Les traitements chimiques nécessitent :

Un ajout de réactifs à base de produits chimiques dangereux tels que la chaux ou la soude.

Une gestion continue des transports de produits plutôt dangereux dans des zones habitées, des stockages à sécuriser.

Une manipulation de déchets volumineux, notamment lors de décarbonatation catalytique à la chaux ou la soude avec l’ajout de billes de sable qui rendent le déchet moins attractif. De plus, une solution Soude nécessite l’évacuation d’effluents, aujourd’hui, non autorisée dans le milieu naturel.

Un passage quotidien pour s’assurer visuellement de la bonne marche.

Une impossibilité d’adapter et de gérer correctement le traitement lors de variations fréquentes et instantanés des débits requis par la demande en eau, sauf à construire une bâche d’eau brute pour réguler le débit de traitement sur des périodes longues. De même, l’impossibilité du traitement à s’auto-adapter aux qualités d’eaux de forages différents.

Une absence de régulation de la valeur du traitement par le mélange d’une eau sur-traitée avec de l’eau brute, sachant que les eaux de concentrations différentes ne se mélangent pas.

Une solution Soude présente, par ailleurs, la particularité de diminuer d’avantage (par 2) la valeur calcium que le TAC ; or, la génération du calcaire dans les réseaux domestiques provient de la réaction carbonique, c’est-à-dire du TAC.

Plus celui-ci (le TAC) reste élevé, plus la probabilité et l’importance de la réaction de formation de tartre est grande.

Dans le cas des eaux de SAVIGNE-L’EVEQUE (en considérant la concentration proportionnelle de l’eau mixte F0 et F3) pour obtenir un TAC moyen de 18 à 21 °F (prescriptions initiales), il faut ajouter de l’ordre de 480 mg/L de soude N 30, ce qui donnerait à l’eau finale un THCa de l’ordre de 3 °F et un TH Ca+Mg de 5 °F pour un TAC des eaux brutes d’env. 27 °F. Une telle eau ne satisfait pas les indices de LEROY (Hors Limite) ou de LARSON. De même, une telle eau n’est pas conforme aux recommandations ARS qui imposent une valeur de TH supérieure à 15 °F. De plus, la quantité de Sodium de l’eau traitée remonterait à la moitié de la référence de qualité.




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Toujours dans le cas des eaux de SAVIGNE-L’EVEQUE, le traitement à la soude permettant de respecter un TH total (Ca+Mg) de 15 °F induit un TAC résiduel de 25 °F, ce qui n’élimine pas le pouvoir entartrant de l’eau traitée puisque, simulé sur LPL, celui-ci serait encore de près de 5 °F, c’est-à-dire 50 g par m3, soit un potentiel de 6 kg par an pour un abonné moyen consommant 120 m3/an.

3.2.3 Déferrisation


Bien que le filtre de déferrisation biologique actuel aurait pu être réutilisé dans la nouvelle filière de potabilisation, le choix a été fait de le remplacer pour des raisons techniques et économiques. La filière biologique actuelle de déferrisation est, de plus, relativement ancienne.

3.2.3.2 Choix de la technologie ercaDIOM

Principe

Le procédé ercaDIOM (base Polarite) génère une double action : d’adsorption et d’oxydation par voie catalytique :

Le Fer II est oxydé lors de l’entrée de l’eau dans la cuve filtre, ce qui génère principalement les hydroxydes ferriques : Fe (OH)3.

Le Manganèse, lorsqu’il est présent, est une substance plus subtile et majoritairement oxydé dans le média filtrant.

La compétition d’oxydation entre Fer et Manganèse est plutôt au bénéfice de l’oxydation du Fer en premier niveau, alors que l’oxydation du Manganèse se produit en deuxième niveau dans le média filtrant.

Les précipités de Fer et de Manganèse sont ainsi retenus mécaniquement sur et dans le media composé d’un sable spécifique de fine granulométrie.

Cette technique permet d’éliminer le Fe, et le Mn, dans un seul filtre.




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Avantages

Le procédé ercaDIOM présente l’avantage spécifique qu’il est de nature physique, ce qui permet un traitement en :

L’absence d’ajout de produits chimiques oxydant et/ou floculant et/ou coagulant, etc.,

L’absence d’activité bactérienne et l’évasion de la population bactérienne vers le réseau,

L’utilisation d’eau chlorée de distribution pour les rétro-lavages.

L’élimination des ions métalliques, tel que le Fer et le Manganèse, se fait simplement dans un seul module, par différence aux traitements chimiques ou biologiques.

3.2.4 Synthèse

La filière de potabilisation de l’usine intégrera donc :

Une décarbonatation par voie électrochimique basée sur la technologie ERCA²,

Une nouvelle unité de déferrisation basée sur le procédé ercaDIOM.




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4

Procédés et réactifs utilisés – ACS - Preuves de conformité

Les produits agréés et les procédés de traitement approuvés pour le traitement des eaux destinées à la consommation humaine sont répertoriés dans la circulaire du 28 mars 2000.

4.1 Procédés de traitement utilisés

En référence à la circulaire du 28 mars 2000, les étapes de traitement de la filière de potabilisation de l’usine de SAVIGNE-L’EVEQUE sont toutes approuvées pour la production d’eau destinée à la consommation humaine (cf. tableau 4-1).

Tableau 4-1 : Liste des procédés de traitement et preuve de conformité

Étape de traitement correspondante

sur l’usine de SAVIGNE-L’EVEQUE

Dénomination des étapes de traitement dans la circulaire

du 28 mars 2000

Statut vis-à-vis de la Circulaire du 28 mars 2000

Décarbonatation Décarbonatation électrolytique Approuvé

Déferrisation Déferrisation-démanganisation de

l’eau par voie catalytique Approuvé

Désinfection Désinfection (Chlore et dérivés) Approuvé

La filière de traitement selon le procédé Eautonic ERCA² est agréée par le Ministère chargé de la santé sous réserve, pour les eaux dont le COT est supérieur à 1 mg/l (ce qui est parfois le cas pour la ressource des Jeunoires), d’une étude préalable au cas par cas, avant la mise en place du procédé, pour vérifier que le niveau de THM formés reste acceptable. Cette étude est reportée en annexe 5 et donne des résultats très satisfaisants.




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4.2 Produits de traitement utilisés pour la filière eau

Aucun réactif chimique n’est prévu sur l’usine.

La polarite, sable à base de dioxyde de manganèse, utilisée pour le traitement du manganèse est conforme à la norme EN 13752 (voir annexe 6).

4.3 ACS

Les attestations de conformité sanitaire à jour seront transmises aux Autorités Sanitaires dans le cadre de la demande du passage en distribution.

4.4 Produits de traitement utilisés pour le traitement des rejets

Comme évoqué précédemment, les eaux dites « sales » (process, eaux usées sanitaires) seront collectées dans l’actuelle lagune de décantation extérieure d’une superficie approximative de 170 m2, pour un volume utile voisin de 100 m3.

La lagune est alimentée via une canalisation béton dia. 200. La sortie est réalisée via un trop-plein béton dia. 200 qui rejoint le fossé le long de la parcelle voisine.




ANNEXE 1

ARRETE PREFECTORAL DE PRELEVEMENT DES FORAGES F0 ET F3




ANNEXE 2

COUPE DES FORAGES F0 ET F3




ANNEXE 3

ESSAI DE POMPAGE DU FORAGE F3 CISSE, 2011




ANNEXE 4

PLAN DES INSTALLATIONS




ANNEXE 5

ETUDE RELATIVE AU TRIHALOGENOMETHANES (THM)




ANNEXE 6

TRAITEMENT DU FER ET DU MANGANESE







Pièce 7 : Description de la surveillance

de la potabilisation






TABLE DES MATIERES

1 Mesures de surveillance et dispositions de bon fonctionnement .........................1

1.1 Surveillance de la qualité de l’eau.......................................................................1

1.2 Contrôle du fonctionnement des installations .....................................................2

1.2.1 Automatisme - Supervision .....................................................................2

1.2.2 Système d’astreinte..................................................................................2

1.2.3 Contrôle des prélèvements d’eau.............................................................2

2 Anti-intrusion et sécurisation du site .....................................................................3

2.1 Clôtures et portails...............................................................................................3

2.2 Anti-intrusion - Surveillance du site ...................................................................3

2.3 Sécurisation .........................................................................................................3

2.3.1 Accès aux équipements et ouvrages ........................................................3

2.3.2 Sécurité incendie......................................................................................4

3 Moyens d’alerte........................................................................................................5




1

1

Mesures de surveillance et dispositions de bon fonctionnement

D’une manière générale, il est prévu l’instrumentation nécessaire au pilotage et au contrôle du fonctionnement des équipements prévus au projet.

1.1 Surveillance de la qualité de l’eau

Le contrôle sanitaire et la surveillance de la qualité des eaux destinées à la consommation humaine sont assurés conformément aux articles R. 1321-15 à 1321-25 du Code de la Santé Publique, et précisés par l’arrêté du 11 janvier 2007 relatif au programme de prélèvements et d’analyses du contrôle sanitaire pour les eaux fournies par un réseau de distribution.

Outre le suivi réalisé par l’ARS dans le cadre du contrôle sanitaire, l’exploitant de l’usine effectuera un suivi de la qualité des eaux aux différentes étapes du traitement de potabilisation, au moyen d’analyseurs fixes et de prélèvements. Ce suivi permettra de réguler les taux de traitement en fonction de la qualité de l’eau.

Dans le cas du présent projet, l’installation sera équipée de l’instrumentation suivante, permettant le suivi des eaux brutes, des eaux traitées et des eaux sales :

1. Débitmètre calculateur sur variateur du circulateur (ErcaDIOM > ERCA²) pour automatisme et consignes de fonctionnement des générateurs ERCA².

2. pH et μ$ (pH et conductivité) Eau brute entrante.

3. pH et μ$ (pH et conductivité) Eau traitée sortante.

Il sera également procédé à la mise en place d’un débitmètre type ABB sur arrivée de chaque forage : F0 et F3, à l’intérieur de l’usine.




2

Ces appareils seront reliés à un poste informatique sur lequel l’évolution des paramètres sera visualisée et enregistrée. La plupart des capteurs prévus génèreront des alarmes en cas de dépassements des valeurs de consigne.

Parallèlement à l’autosurveillance réalisée par l’exploitant, l’arrêté du 11/01/07 prévoit un programme de contrôle sanitaire (ARS), qui comprend :

1 analyse tous les deux ans sur la ressource (RP),

3 analyses de type P1 par an sur l’eau mise en distribution,

1 analyse complémentaire de type P2 sur l’eau mise en distribution.

1.2 Contrôle du fonctionnement des installations

1.2.1 Automatisme - Supervision

Cf. paragraphe 2.10.2. Pièce 6.

1.2.2 Système d’astreinte

L’astreinte est gérée par un système de télétransmission de type WIT via une liaison RTC (ligne FT) et GSM

1.2.3 Contrôle des prélèvements d’eau

L’arrêté du 11 septembre 2003 modifié (fixant les prescriptions générales applicables aux prélèvements soumis à autorisation en application des articles L. 214-1 à L. 214-3 du Code de l’Environnement) prévoit que les volumes prélevés soient suivis journellement.

Les volumes prélevés et produits seront suivis journellement par des débitmètres électromagnétiques.




3

2

Anti-intrusion et sécurisation du site

2.1 Clôtures et portails

Le site de l’usine ainsi que celui du forage F3 sera clôturé intégralement. En phase travaux, une clôture provisoire sera installée.

2.2 Anti-intrusion - Surveillance du site

La salle de commande du local technique est équipée d’un système de détection d’intrusion raccordé sur le système de télésurveillance. L'opérateur, une fois dans le bâtiment, aura un temps préréglé pour inhiber l'alarme intrusion après s'être identifié sur le poste de supervision (nom et mot de passe). L’alarme est de type sonore avec une puissance de 110 dB, une intrusion déclenche automatiquement la mise sous tension des éclairages sur la station et l’appel sur télésurveillance. 1 détecteur infrarouge passif et hyperfréquence 11 m x 11 m

La pose du coffret de liaison électrique

Un ensemble de boîtes de jonctions

Il est prévu la mise en place de détecteurs infrarouge nécessaires pour couvrir l’ensemble des zones d’accès.

2.3 Sécurisation

2.3.1 Accès aux équipements et ouvrages

Bien que celui-ci sera refait, l’accès au terrain est inchangé et se fait sans problème depuis le chemin de desserte existant. L'accès au bâtiment de traitement sera entièrement réalisé.




4

2.3.2 Sécurité incendie

Il est prévu la mise en œuvre des dispositions nécessaires à la sécurité et à la défense incendie. Le nombre, le type et la nature de des équipements ainsi que les dispositifs de détection et d’alarme seront conformes aux règlements en vigueur. L’emplacement et la signalétique de ces matériels font l’objet d’un accord préalable des Services concernés. Un plan d’évacuation des locaux est prévu.




5

3

Moyens d’alerte

La surveillance de l’installation s’effectuera par télégestion. L’astreinte sera gérée en priorité par la supervision (Topkapi) avec redondance par la télégestion « Sofrel ». Ce système répondra aux exigences suivantes : Mise à la disposition du personnel d’astreinte (la nuit ou les week-ends), des

informations élaborées par les automatismes ou la supervision à l’occasion d’événements importants (défauts, alarmes, etc.) ; le dispositif devra donc pouvoir gérer ces deux types de tâches distinctes :

o Exploitation et renvoi des alarmes vers le personnel d’astreinte (via un téléphone portable),

o Consultation à distance des informations d’état (marche, défaut, niveau, débit, etc.) des ouvrages (via un ordinateur portable d’astreinte),

Transmission de l’intégralité des informations et alarmes,… sous forme de SMS, en complément de l’appel vocal.

CONSTRUCTION D’UNE USINEDE DÉCARBONATATION

ET ÉQUIPEMENT D’UN FORAGEAutorisation de la filière de traitementau titre du Code de la Santé Publique

Pièce 8 : Étude du potentiel de dissolutiondu plomb

SIÈGE SOCIALPARC DE L'ILE - 15/27 RUE DU PORT92022 NANTERRE CEDEXDirection Déléguée Ouest : 1 rue du Général de Gaulle - CS 90293 - 35761 SAINT-GRÉGOIRE Cedex

VERSION 1

FÉVRIER 2014

Ville de SAVIGNÉ-L’ÉVÊQUE Dossier au titre du Code de la Santé Publique - Pièce n° 8


TABLE DES MATIÈRES

Construction d’une usine de décarbonatation..............................................................1

et équipement d’un forage...........................................................................................1

1

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

2

Évaluation du potentiel de dissolution du plomb....................................2

3

Rappel des teneurs limitesdans les eaux de distribution.....................................................................4

SAFEGE Unité Hydraulique et Environnement - RENNESC:\Users\REMI\Desktop\Dossier code de la santé\TDS_Sante_Savigne_Piece8.doc




Figure 2-1 : Caractérisation du potentiel de dissolution du plomb selon le pH de référence......................................................................................................2

Figure 2-2 : Composition ionique prévisionnelle de l’eau traitée : erca² (après dégazage).....................................................................................................2




1

Introduction

L’évaluation du potentiel de dissolution du plomb est effectuée selon lesdispositions de :

l’arrêté du 4 novembre 2002 pris en application de l’article 36 du décretN° 2001-1220 du 20 décembre 2001 transcrit dans le Code de la Santé Publique,article R. 1321-52 ;

la circulaire DGS/SD 7A n° 2002-592 du 6 décembre 2002 qui précise lecontenu de l’étude de dissolution dans son paragraphe III.

Le potentiel de dissolution du plomb est évalué à partir des caractéristiques de l’eauau niveau de sa mise en distribution. Le paramètre pris en compte est le pH car il estfacile à mesurer et, de plus, à faible coût.


1



2

Évaluation du potentiel de dissolution du plomb

Le potentiel de dissolution du plomb est caractérisé par 4 classes : potentiel faible,moyen, élevé, et très élevé selon la valeur du pH de référence comme l’indique lafigure suivante.

Figure 2-1 : Caractérisation du potentiel de dissolution du plomb selon le pH de référence

Classe de référence de pH Caractérisation du potentiel de dissolution du plomb

pH 7 Potentiel de dissolution du plomb très élevé

7,0 < pH 7,5 Potentiel de dissolution du plomb élevé

7,5 < pH 8,0 Potentiel de dissolution du plomb moyen

8,0 < pH Potentiel de dissolution du plomb faible

Concernant les eaux brutes, il apparaît que le pH est de 7,1 pour le forage F0 et 7,35pour le forage F3 (cf. pièce 2), ce qui correspond à un potentiel de dissolution duplomb élevé.

Lors de la mise en œuvre du traitement, l’équilibre calco-carbonique sera atteint parle recours au procédé ERCA². L’analyse de l’eau « décalcairisée » ainsi définie parl’évaluation LPL a été estimée de nouveau sur ce logiciel afin d’évaluer sa positiondans le critère de l’équilibre calco-carbonique.

Figure 2-2 : Composition ionique prévisionnelle de l’eau traitée : erca² (après dégazage)


2



Ainsi, la modélisation permet d’escompter une valeur minimale de pH à 7,55 ce quipermet, au regard de l’Annexe II de l’arrêté du 4/11/02, de s’attendre à un potentielde dissolution du plomb moyen en sortie d’usine.

Cette étude du potentiel de dissolution du plomb ne permet pas de déterminer lateneur en plomb des eaux puisque celle-ci est assujettie à la présence d’éléments enplomb dans le réseau (branchements, canalisations, etc.). Cette étude permetsimplement de quantifier le risque de dissolution du plomb.

L’inventaire des branchements au plomb est réalisé via le suivi effectué par lesdélégataires de l’exploitation des réseaux de distribution d’eau potable dudépartement. Ces branchements sont mis en conformité selon des échéanciersannuels afin d’être remplacés.

Cependant, comme l’indique le rapport annuel du délégataire de 2010 sur le servicede l’Eau, il n’existe plus de branchement comportant un tronçon en plomb avantcompteur.


3



3

Rappel des teneurs limitesdans les eaux de distribution

L’arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux bruteset des eaux destinées à la consommation humaine mentionnées aux articles R. 1321-2, R. 1321-3, R. 1321-7 et R. 1321-38 du Code de la Santé Publique fixe la limite dequalité des eaux destinées à la consommation humaine à 10 µg/l pour le plomb.

Les limites pour le plomb sont évolutives :

25 µg/l du 25/12/2003 au 24/12/2013,

10 µg/l à partir du 25/12/2013.

En effet, la limite de qualité était fixée à 25 µg/l jusqu’au 25 décembre 2013. Lesmesures appropriées pour réduire progressivement la concentration en plomb dansles eaux destinées à la consommation humaine au cours de la période nécessaire pourse conformer à la limite de qualité de 10 µg/l sont précisées aux articles R. 1321-55et R. 1321-49 (arrêté d’application).

Lors de la mise en œuvre des mesures destinées à atteindre cette valeur, la priorité estdonnée aux cas où les concentrations en plomb dans les eaux destinées à laconsommation humaine sont les plus élevées.


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Documents

CONSTRUCTION D’UNE USINE DE DECARBONATATION ET EQUIPEMENT ... · ET EQUIPEMENT D’UN FORAGE Autorisation de la filière de traitement au titre du Code de la Santé Publique Pièce