Le bruit des stations d'épuration

RESUME

Les nuisances émises par les stations d'épu­ration peuvent, dans certains cas, être très fortement ressenties par les populations rive­raines. Les plus fréquemment citées sont dans l'ordre les odeurs, le bruit et l'insertion paysagère.

En liaison avec le ministère de l'Environne­ment, le Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Blois a élaboré un document abordant ces aspects à l'usage des diffé­rents aménageurs.

Cet article résume le contenu de ce docu­ment avec la description d'une méthode de calcul prévisionnel du bruit émis par les diffé­rentes filières et équipements ainsi que les moyens d'actions adaptés.

Les principales nuisances peuvent ainsi être prises en compte bien en amont d'un projet de création ou d'extension d'une station d'épuration.

MOTS CLÉS : 15 - Bruit - Riverain - Zone urbaine - Assainissement (drain) - Prévision -Méthode - Calcul - Aménagement - Pollution -Réglementation - /Station d'épuration.

Danie l FRITSCH Chatgé de Mission, mission Bruit

Ministère de I environnement

Bernard MÉRIEL Chef du département Sciences de l'environnement

Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Blois

Introduction Le traitement des eaux résiduelles, qu'elles soient d'origine industrielle ou domestique, est tout à la fois un problème de santé publique et un problème d'envi­ronnement.

Sur le plan environnemental, les nuisances principales sont dans l'ordre du ressenti des populations riveraines : les odeurs, le bruit et l'insertion paysagère.

Pour l'implantation d'une station d 'épurat ion, i l y a intérêt à rapprocher les stations des zones urbanisées afin de diminuer les coûts d'installation des réseaux, représentant à eux seuls en moyenne les trois-quarts de l'investissement en termes de réseaux d'assainissement. Mais , en rapprochant les stations, les risques de nui­sances augmentent. Il y a donc un bon compromis à trouver.

En ce qui concerne les cas d'extension de stations exis­tantes, i l est fréquent que la conception initiale de la sta­tion rende souvent difficile la réduction de toutes les nuisances. Il faut traiter globalement ces dernières, en mesurant à chaque fois l 'incidence de la réduction de l'une des nuisances sur l 'évolution des autres.

Actuellement, à condition de s'y prendre très en amont, on sait raisonnablement résoudre ces problèmes de nui­sances. Les phénomènes d 'émiss ions sonores et de pro­pagation du bruit sont certainement ceux que l 'on maîtrise le mieux, comme nous allons le montrer ci-après.

En 1980, le Laboratoire central des Ponts et Chaussées ( L C P C ) a édité un guide à l'usage des projeteurs sur le bruit émis par les stations d 'épurat ion élaboré par le Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Blois . A la demande du ministère de l'Environnement, une mise à jour de ce document a été réalisée en 1992 avec un champ d'action élargi aux aspects odeurs et paysage. Ce document s'adresse aux projeteurs, aux services techni­ques des collectivités locales ou territoriales et plus généralement aux aménageurs . Il concerne les installa­tions inférieures à 100 000 équivalent-habitants et ne traite pas les réseaux.

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La réglementation Le traitement des eaux résiduelles est très encadré par des textes législatifs ou régle­mentaires. Le plus significatif à cet égard est la directive européenne du 21 mai 1991 sur le traitement des eaux résiduelles urbai­nes, qui fait obligation aux « Etats-mem­bres » à ce que les eaux urbaines rési-duaires qui pénètrent dans les systèmes de collecte soient soumises, avant d 'ê t re reje­tées, à un traitement équivalent selon les modalités suivantes :

3 ^ au plus tard le 31 décembre 2000 pour tous les rejets provenant d 'agglomérat ions ayant plus de 15 000 équivalent-habitants (EH) ;

3 ^ au plus tard le 31 décembre 2005 pour tous les rejets provenant d 'agglomérat ions ayant entre 10 000 et 15 000 E H ;

3 > au plus tard le 31 décembre 2005, pour les rejets, dans des eaux douces ou des estuaires, provenant d 'agglomérat ions ayant entre 2 000 et 10 000 E H .

En fait, cette exigence n'a que peu d'influence en termes de travaux neufs sur le marché fran­çais, car la capacité globale en France est satisfaisante même si certaines installations sont sous-dimensionnées et d'autres surdimen-sionnées.

Pour l'aspect bruit, la loi du 31 décembre 1992 n'a eu que peu d'effets sur la prise en compte du bruit émis par les stations d 'épurat ion, car la réglementat ion spécifique de ces installations, qui s'appuie sur la directive européenne précitée et sur la loi sur l 'eau (loi n° 92-3 du 3 janvier 1992), prend en compte le problème des nui­sances et de leur réduction.

Rappelons tout de m ê m e le décret n° 96-197 du 11 mars 1996 modifiant la nomenclature des ins­tallations classées, qui soumet à autorisation les trois catégories suivantes :

s*- station d 'épurat ion collective d'eaux rési-duaires industrielles en provenance d'au moins une installation classée soumise à autorisation ;

3 * station d 'épurat ion collective de déjections animales ;

3 ^ station d 'épurat ion mixte (recevant des eaux résiduaires domestiques et des eaux rési-duaires industrielles) ayant une capacité nomi­nale de traitement d'au moins 10 000 E H , lorsque la charge des eaux résiduaires indus­trielles en provenance d'installations classées autorisées est supérieure à 70 % de la capa­cité de la station en demande chimique en oxygène.

Le décret n° 93-743 du 29 mars 1993 relatif à la nomenclature des opérations soumises à autori­sation ou à déclaration, en application de la loi sur l'eau, indique dans le paragraphe 5 de son annexe :

• 5.1.0 stations d'épuration, le flux polluant journalier reçu ou la capacité de traitement journalier étant :

1°) supérieur ou égal à 120 kg de demande bio­chimique d'oxygène en 5 jours (DB05) : autori­sation ;

2°) supérieur à 12 kg de DB05, mais inférieur ou égal à 120 kg de DB05 : déclaration.

Ajoutons, pour terminer sur cet aspect réglemen­taire, que les annexes des plans d'occupation des sols (POS) doivent comporter une note technique justifiant les emplacements retenus pour les sta­tions d 'épurat ion des eaux usées (code de l 'urba­nisme art R. 123-24).

Description sommaire des principales filières de traitement des eaux et des boues Pour les différentes filières présentées, les prin­cipales sources de nuisances bruit, odeur ou pay­sage sont décrites.

Le traitement des eaux

Le prétraitement des eaux est commun aux diffé­rents types de filières.

Pour le dégrillage, les dessableurs, les dégraisseurs, le tamisage et les dilacérateurs, le bruit n'est perceptible que dans le cas de dégrilleur automatique et dégraisseur aéré. Les odeurs dépendent de la qualité des eaux qui arrivent et proviennent des composés très fer-mentescibles.

Le décanteur primaire, situé en amont des dif­férentes filières, assure le dépôt des matières en suspension non retenues dans les prétraite­ments. Seul le racleur peut être une source sonore de niveau faible. Les odeurs sont liées au temps de séjour des boues et les risques augmentent avec la surface du décanteur. Dans le cas où le décanteur primaire est associé à un digesteur, i l peut exister un problème d'inser­tion visuelle.

La filière boues activées Le principe est de créer dans un bassin le déve­loppement d'une culture bactérienne pour former des flocs de boues (boues activées).

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Le bassin d 'aérat ion est associé à un décanteur secondaire qui sépare les boues de l'eau surna­geante.

pré t ra i tement décan teur bassin décan teu r

p ré t ra i tement -» d 'aé ra t ion secondaire pré t ra i tement

primaire d ' aé ra t ion secondaire

Les principales sources de bruit sont, selon les cas, les turbines, les ponts brosses et les surpresseurs. Les odeurs sont liées à un temps de séjour trop élevé dans le décanteur secondaire ou à des anomalies de fonctionne­ment (manque d 'oxygénation. . . ) . En ce qui concerne le paysage, les bassins sont parfois surélevés.

La filière lit bactérien

Le principe du lit bactérien est de faire ruisseler de l'eau sur des matériaux poreux servant de support aux micro-organismes épurateurs.

Les lits bactériens sont associés ou non à un décanteur secondaire ou à une lagune de finition selon la charge. Ces ouvrages sont précédés d'un décanteur-digesteur.

pré t ra i tement décan teu r lit décan teu r

p ré t ra i tement digesteur bactér ien -» pré t ra i tement digesteur bactér ien secondaire

Il n'existe pas d 'émiss ion sonore sensible. Les odeurs dépendent de la qualité de fonctionne­ment du lit bactérien (colmatage, manque d 'aéra­tion). L'ouvrage peut atteindre des hauteurs de 5 mètres.

La filière disques biologiques

Le traitement des eaux est effectué par des bacté­ries fixées qui forment un fi lm biologique sur des disques parallèles. En amont, i l existe un décanteur-digesteur et en aval un décanteur secondaire.

pré t ra i tement décan teu r disques décan teur

pré t ra i tement digesteur

disques

secondaire pré t ra i tement

digesteur biologiques secondaire

On ne relève pas d 'émission sonore particulière. Les disques se trouvant à l ' intérieur d'un local plus ou moins aéré, les odeurs sont limitées. A u niveau du paysage, le bâtiment est à prendre en compte.

La filière lagunage

Le lagunage consiste en un écoulement lent des eaux dans un ou plusieurs bassins de faible profondeur. Il peut être naturel ou aéré.

pré t ra i tement P T n°

pré t ra i tement bassin bassin -» bassin

pré t ra i tement bassin bassin bassin

Le seul équipement sonore est la turbine en cas de lagunage aéré. Les odeurs apparaissent si le débit d 'entrée est insuffisant ou lorsque le pre­mier bassin est saturé en boues (curage néces­saire). L ' intégrat ion paysagère est envisageable, mais i l faut tenir compte des surfaces qui peu­vent être importantes.

La filière physico-chimique

Après prétraitement, l 'addition de réactifs aux eaux usées accélère la séparation des boues et des eaux claires qui est réalisée soit par décantation classique, soit par flotta-tion.

pré t ra i tement traitement

physico-chimique décan teu r

Il n'existe pas de bruit particulier et les odeurs sont faibles (local ventilé et traité). Il faut veiller à l'insertion de ce bâtiment dans le site.

La filière filtre biologique

Les eaux usées transitent sur un support gra­nulaire recouvert de micro-organismes aéro­bies immergés dans un bassin. L'aérat ion est assurée par une insufflation d'air. Les sur­presseurs sont les sources de bruit. Il n'existe pas d'odeurs sauf en cas d'anomalies de fonctionnement. L a taille de ces ouvrages est limitée.

BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 2 0 9 - MAI-JUII IN 1997 - RÉF. 4112 - PP. 101-111 103

i il,

La filière bassin d'infiltration

Les eaux usées traversent un massif filtrant (sable) de forte épaisseur. Généralement , plu­sieurs bassins d'infiltration sont nécessaires. L'ouvrage constitue le traitement unique ou le traitement tertiaire d'une station d 'épura­tion.

Il existe un bruit d 'écoulement . Les odeurs sont limitées sauf en présence d'un effluent septique dans le cas d'un traitement primaire. L a surface au sol peut être importante.

Le traitement des boues

La stabilisation

Les boues sont stockées dans un bassin avec une stabilisation soit aérobie (brassage des boues par une turbine, brosse ou insufflation d'air), soit anaérobie (digesteurs chauffés ou non).

L a principale source de bruit est la turbine en cas de stabilisation aérobie. Il y a généralement peu d'odeurs, sauf en cas de dysfonctionnement. Les ouvrages peuvent présenter une hauteur importante.

Le conditionnement

L e conditionnement préalable des boues permet d 'accélérer la phase de séparation entre les boues et l'eau. Il est chimique ou thermique (cas des grosses unités).

Il n 'apparaî t pas de bruit particulier. Le condi­tionnement thermique génère plus d'odeurs que le conditionnement chimique. Cet équipement est intégré avec d'autres matériels de traitement des boues à l ' intérieur d'un local dont la hauteur peut atteindre 10 mètres.

L'épaississeur

Il permet d'augmenter la concentration des boues par égouttage, flottation ou épaississeur gravitaire.

On note l'absence de bruit. Par contre, les odeurs peuvent être importantes. Si l'ouvrage est couvert, une désodorisation de l 'air vicié est effectuée. L'ouvrage circulaire est de taille réduite.

La filtration

Les types de filtration rencontrés sont la f i l ­tration sous vide, le filtre à bande, les f i l ­

tres presses, la centrifugation, les bennes filtrantes (table d 'égout tage ou similaire), les sacs filtrants et les vis presseuses ou simi­laires.

L a filtration par centrifugation est la plus bruyante. Les odeurs sont plus fortes avec le trai­tement des boues à la chaux ou lors de dégazage dû à la percolation du filtrat. L a filtration par centrifugation est celle où les odeurs sont les plus faciles à traiter. Pour le local, la tour pour le traitement des odeurs peut atteindre une hauteur de 5 mètres.

Déshydratation par lit de séchage

Les boues sont introduites sur des bacs à sable drainés.

Il n 'y a pas de nuisance sonore particulière sauf pendant la récupération des boues séchées. Les odeurs apparaissent pendant le soutirage des boues sur les lits de séchage. Ce type de traitement nécessite des surfaces importantes.

Évacuation des boues

Les boues sont évacuées soit sous forme liquide (stockage en silo ou dans une lagune), soit sous forme solide (par camion).

Les sources de bruit sont les pompes pour le transfert des boues liquides ou des engins mobiles bruyants (camions, chargeurs, ...) pour l 'évacuat ion des boues solides. Si la stabilisation est mal maîtrisée, la manipula­tion des boues solides peut occasionner des odeurs. Il faut noter que les lagunes de stockage peuvent atteindre des surfaces importantes.

Le bruit émis par les principaux équipements Le tableau I résume pour les équipements rencontrés et en fonction de leurs principales caractéristiques, les plages de variation des niveaux sonores L A c q à 20 m relevés et, selon les cas, une formule pour le calcul prévisionnel.

A titre d'exemple, deux fiches de cas concer­nant deux types de station sont présentées en annexe.

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TABLEAU I Niveaux s o n o r e s L A à 20 m p o u r d i f fé ren ts t ypes d ' é q u i p e m e n t

Équipements Caractéristiques principales

Niveaux L A e q à 20 m Observations

Puits et pompes de relèvement P : 1,47 à 11 kW 40 à 51 dB(A) Essentiellement bruit d'écoulement.

Vis d'Archimède P : 2,2 à 23 kW débit : 44 à 300 l/s -hauteur de relevage : 0,5 à 4 m

56 à 64 dB(A) - Fonctionnement continu le jour, discontinu la nuit. - Directivité renforcée de 3 dB(A) côté ouverture.

Dégrilleur manuel P : 0,2 kW débit : 4 l/s

40 dB(A)

Dégrilleur mécanique P : 0,2 kW débit : 30 l/s

44 dB(A) Souvent présence de bruit de chocs mécaniques : émergence de 10 dB(A).

Dégraisseur-dessableur P : 0,55 à 4 kW 44 à 57 dB(A) Pour le dégraisseur, le fonctionnement du surpresseur est généralement continu le jour, intermittent la nuit.

Décanteur primaire et secondaire

P : 0,15 kW 42 à 47 dB(A) Fonctionnement continu ; le bruit d'origine mécanique est faible. Il s'agit surtout du bruit d'écoulement d'eau.

Bassins d'aération à turbines P : 2,2 à 25 kW V r : 35 à 96 tr/mn

53 à 65 dB(A)

L A e q 20 m = 31 + 10 Ig (P.V r)

- Bruit d'origine mécanique et brassage de l'eau. - Directivité sonore due au support en béton en forme de U de la turbine.

Bassins d'aération avec ponts à palettes ou ponts brosses

P : 1 à 37 kw V r : 40 à 106 tr/mn

56 à 66 dB(A)

L A e q 20 m = 35 + 10 Ig (P.V r)

- Bruit d'origine mécanique plus brassage de l'eau. - Directivité renforcée de 3 dB(A) côté des projections d'eau.

Surpresseurs P : 0,5 à 55 kW 46 à 67dB(A)

L A e q 20 m = 50 + 10 Ig (P)

Dans le cas où le surpresseur est à

l'intérieur d'un bâtiment

L A e q 20 m = 50 + 10 Ig ( P ) - l s

Is : isolement acoustique du bâtiment

Les émissions à l'intérieur du local, surtout s'il est réverbérant peuvent être très élevées [de 90 à 100 dB(A)]

Bassins d'aération par insufflation d'air

P : 2 à 4,5 kW 47 à 61 dB(A)

L A e q 20 m = 40 + 30 Ig (P)

Bruit du bouillonnement plus bruit du surpresseur transmis par les tuyauteries.

Disques biologiques P : 0,37 kW 35 à 49 dB(A) - À l'intérieur d'un bâtiment. - Directivité de 5 à 9 dB(A) sur les ouvertures. - Fonctionnement en continu.

Recyclage des boues P : 0,55 à 1,47 kW débit : 2,5 à 5 l/s

32 à 44 dB(A) - Fonctionnement intermittent. - Seules les pompes immergées génèrent du bruit.

Filtration des boues par centrifugeuse

P : 11 à 30 kW 58 à 66 dB(A) 58 : 1 centrifugeuse 66 : 2 centrifugeuses

Les niveaux L A e q à l'intérieur des bâtiments varient entre 88 et 93 dB(A).

Filtration des boues par table d'égouttage ou presses à bandes filtrantes

— 56 à 58 dB(A) - À l'intérieur du local de 83 à 88 dB(A) - Il n'a été testé que ces deux types de filtration qui sont les plus bruyants.

Écoulements — L A e q 20 m = 20 + 10 Ig (Qh 2)

- Arrivée des eaux usées, de recyclage... - Trop-plein divers.

Avec : P : puissance électrique nominale du moteur en kW V, : vitesse de rotation de la turbine ou de la partie mobile en tours/minutes O : débit d'écoulement de l'eau en l/s h : hauteur de la chute d'eau en mètres

BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 2 0 9 - MAI-JUIN 1 9 9 7 - RÉF. 4 1 1 2 - PP. 101-111 105

A N N E X E

E q u i p e m e n t

Décanteur secondaire

Pont brosse

Dégraisseur

Zone insonorisée

Chemin d'accès.

Pont racleur

Recyclage des boues

Sortie H des eaux m

Local technique

Fonctionnement de la station

=- Vis d'Archimède : puissance 5,5 kW à 1 500 tr/mn. Pont brosse : puissance 15 kW - 1 500 tr/mn.

»- Décanteur secondaire : V = 127 m 3 - S = 78 m2 - 0 = 10 m -périmètre 1,75 m. * - Pont racleur : moteur de 0,8 kW - vitesse d'avancement 3 cm/s. >- Pompe de recyclage : puissance 1,8 kW - débit 80 m7h.

Modifications apportées

Travaux d'insonorisation par capotage du pont brosse, de la vis d'Archimède, du dégraisseur aéré et du moteur du pont racleur. »- Suppression des lits de séchage et évacuation des boues liquides par camion.

Nuisances

Acoustique Odeurs Paysage

Pont brosse L A e q à 20 m

Vis d'Archimède L A e q à 20 m

Pont racleur L A e q à 20 m

Dégraisseur L A e q à 20 m

Recyclage des boues L A e q à 20 m

61 dB(A)

55 dB(A)

44 dB(A)

54 dB(A)

44 dB(A)

l _ A e q après travaux

39 dB(A)

48 dB(A)

44 dB(A)

Constat : Amélioration suite au changement de pro­cédé d'élimination des boues.

54 dB(A)

37 dB(A°

Commentaire : La station, malgré son implantation en milieu urbanisé, est bien dissi­mulée par la présence d'un « rideau » de végétaux qui masque totalement les bassins.

106 BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 2 0 9 - MAI-JUIN 1 9 9 7 - RÉF. 4 1 1 2 - PP. 101-111

I

FICHE CAS N° 2 Filière physico-chimique

Situation

Construite dans une zone industrielle, à l'extérieur d'une agglomération balnéaire. Les usines les plus proches sont à 100 m environ. Terrain plat et dégagé souvent en présence de vent Sud-Ouest.

Description

Équivalent habitants 40 000 Débit moyen (m j) 5 300 Année de mise en oeuvre 1988 Niveau de traitement C

E q u i p e m e n t

Dessableurs déshuileurs

Dégrilleurs

Bassins mélange

Bassins de floculation

Relèvement

Décanteurs lamellaires

Fonctionnement de la station

s * Dégrilleur : 2 canaux parallèles (I = 0,5 m ; p = 1,2 m). * - Dessableur - déshuileur : constitué de deux ouvrages circulaires : 0 = 4 m - V = 25 m 3 . L'aération est assurée par deux aérateurs mécaniques de 1,5 kW. Les sables sont extraits par 2 pompes de 0,8 kW. s * Coagulation / floculation : l'effluent est additionné de sulfate d'alumine et la coagulation s'effectue dans deux compartiments de 11,50 m 3 avec mélangeurs de 0,6 et 0,4 kW 150tr/mn. La floculation est assurée dans deux bassins de 50 m 3 avec agitateurs de 0,75 kW - 1,5 à 9 tr/mn - L = 3,60 m - I = 3,80 m - H d'eau = 3,7 m. s» Décanteur lamellaire : s'effectue dans deux cellules lamellaires : 0 = 6 m - V = 40 m 3 . s » Traitement des boues : elles aboutissent directement dans les épaississeurs L = 6 m - I = 6 m - S = 3 6 m 2 -V = 120 m 3. Les boues sont ensuite déshydratées par centrifugation. Pompes à boues : 2,2 kW. Centrifugeuse : 11 kW - 1 450 tr/mn.

N u i s a n c e s a c o u s t i q u e s

Clôture

Niveaux sonores équivalents en dB(A)

O Surpresseur : 22 kW . intérieur local . extérieur (3 m)

© Surpresseur : 7,5 kW . intérieur local . extérieur (10 m) . extérieur (20 m)

© Intérieur local centrifugeuse : . centrifugeuse . ventilateur

Extérieur local centrifugeuse : . ventilateur (13 m) . dégrilleur (13 m) . vis d'Archimède (sable) . bruit de fond

"-Aeq

101 dB(A) 70,5 dB(A)

103,5 dB(A) 60 dB(A)

53,5 dB(A)

88,5 dB(A) 75 dB(A)

57,5 dB(A) 54,5 dB(A) 60,5 dB(A) 46,5 dB(A)

Nuisances Observations

Odeurs Paysage Observations

Constat : s * Pas de traitement. s - Malgré l'implantation de cette station dans une zone industrielle, des plaintes concernant les odeurs ont été déposées. >- Ces odeurs proviennent des bennes qui séjournent lors du chargement des boues.

Commentaire : s - Pas d'habitation proche de la station. »- Une recherche de traitement en ce qui concerne les volumes et l'accueil (peinture, hall avec poutres et couverture en tuile pro­vençale). Pelouse et plantation complètent le décor.

Dans le futur, les prétraitements seront couverts.

BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 2 0 9 - MAI-JUIN 1 9 9 7 - RÉF. 4 1 1 2 - PP. 101-111 107

La méthode de calcul prévisionnel du bruit

Démarche du calcul

L a démarche du calcul est donnée par la figure suivante :

Recensement des équipements bruyants

i Pour chaque équipement :

détermination L A e q i à 20 m

i Atténuation

due à la distance

4 Correction due au temps

de fonctionnement

i Correction :

écrans éventuels

l Correction due

aux réflexions éventuelles

i

L A e q au point récepteur pour chaque équipement

i L A e q ê l o b a l

au point récepteur

Le recensement des équipements bruyants concernant la station d 'épurat ion étudiée doit comporter la distance existante entre l 'équipe­ment et le point récepteur, son temps de fonc­tionnement par rapport à la période de référence, et, selon les cas, la puissance électrique du moteur et la vitesse de rotation des turbines ou parties mobiles.

Les valeurs L A e q à 20 m pour chaque équipement recensé sont issues du tableau I.

>- L 'a t ténuat ion due à la distance est donnée par :

d i L A e q i = L A e q à 20 m - 20 lg — (

dj : distance de l ' équipement i au point récepteur en mètres.

L a correction due au temps de fonctionne­ment est :

^ _ ^ +101 Temps de fonctionnement Aeq(Tr) Aeqi S Temps de référence

Le temps de référence est celui défini par la réglementation actuellement en vigueur, c 'est-à-dire pour la période de jour 7h-22h et pour la nuit 22h-7h.

5*- L a correction due à la présence d'obstacles (écran) est donnée par abaque. El le est de l'ordre de 8 à 12 dB(A) en moyenne.

3^ L a présence d'une surface réfléchissante proche du récepteur (moins de 3 mètres) apporte un terme correctif de + 3 dB(A) .

>• Les niveaux sonores obtenus après toutes ces corrections au point récepteur pour chaque équipement recensé sont ensuite sommés pour obtenir le niveau global au point récepteur.

i = n

L , - = 10 le y 1 0 L A e q i / 1 ° ^Aeq récepteur 1 K J '& Z-i

i = 1

n : nombre d 'équipements recensés.

Exemple d'application

La filière boues activées Le schéma de la station est présenté sur la figure 1.

Cette installation est une station de type « boues activées » avec traitement des boues, pour un nombre de 100 000 d 'équivalent-habitants et un débit moyen par jour de 18 000 m 3 .

Les niveaux sonores mesurés sur le site pendant l 'arrêt du fonctionnement de la station (niveau de bruit résiduel) sont L A e q = 45 dB(A) pour la période de jour et L A e q = 42 d B ( A ) pour la période de nuit.

Description des équipements bruyants 3 * Le relevage est assuré par deux vis d 'Arch i -mède (A). Une seule de celles-ci fonctionne, l'autre est en secours. Le débit est de 1 000 m 3 /h . El le a une longueur de 9 m, une puissance de 55 k W et la hauteur de relevage est de 5,5 m. L 'équ ipement est entièrement capoté ainsi que le dégril lage automatique.

Le temps de fonctionnement de cet équipement est de 10 heures sur les 13 heures de la période de jour et de 5 heures sur les 8 heures de la

108 BULLETIN DES LABORATOIRES DES PONTS ET CHAUSSÉES - 2 0 9 - MAI-JUIN 1 9 9 7 - RÉF. 4 1 1 2 - PP. 101-111

Fig. 1 - Station étudiée.

période de nuit*. L a distance au point récepteur est de 190 mètres.

Le traitement biologique (B) se fait par un chenal d 'aérat ion comportant 6 x 2 ponts brosses de 8 m et d'une puissance de 37 k W par pont brosse disposés à 35, 45, 55, 65, 70, 75, 80, 90, 95, 105 m et fonctionnant pendant 7 heures sur les 13 heures de la période de jour et pendant 2 heures sur les 8 heures de la période de nuit.

>• L a recirculation des boues (C) est réalisée à l 'aide de deux vis d 'Arch imède de 1 150m 3 /h , pour une hauteur de relèvement de 1 m et une puissance de 9 k W . Elles sont situées à 55 m du point récepteur et fonctionnent 10 heures sur les 13 heures de la période de jour et 1 heure sur les 8 heures de la période de nuit.

*- L a filtration des boues (D) est effectuée par deux centrifugeuses de 30 k W situées à l ' inté­rieur d'un local. En condition normale, une seule centrifugeuse fonctionne. El le est située à 160 m du point récepteur et fonctionne pendant 10 heures sur les 13 heures de la période de jour. Pendant la période de nuit, elle est arrêtée.

* Au moment de ces mesures, la période de jour était 7 h - 20 h, et celle de nuit 22 h - 6 h.

Calcul des niveaux sonores par équipement

Vis d'Archimède

Dans le tableau I, la vis d 'Archimède dont la puissance de moteur se rapproche le plus de 55 k W , est de 20 k W . Elle présente un niveau sonore L A e q à 20 m de 64 dB(A) .

E n tenant compte de la distance entre l 'équipe­ment et le point récepteur, on obtient :

L A e q ( t„ t2) = 64 - 20 lg ^ — J = 44 dB(A)

E n tenant compte de la directivité de la source sonore [— 3 dB(A)] et du fait que le pont brosse est capoté [— 12 dB(A)] , le L A e q ( T r ) résultant est de 29 dB(A) pour un fonctionnement continu.

Traitement biologique

Il faut calculer le niveau L A e q produit par chacun des douze ponts brosses au point récepteur.

L e L A e q à 20 m relevé sur le tableau I pour un pont brosse de 37 k W est de l'ordre de 60 dB(A) .

On obtient ainsi au point récepteur pour les douze ponts brosses fonctionnant 7 heures pen­dant la période de jour des L A e q i de 52, 50, 48, 47, 46, 46, 46, 45, 44, 44, 44, 43 dB(A) .

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Recirculation des boues - Vis d'Archimède

Pour une vis d 'Arch imède de 9 k W on relève dans le tableau I Un L A e q dB(A) à 20 mètres.

A u point récepteur situé à 55 m, ce niveau L A e q

est de 56 - 20 lg ^ j = 47 dB(A) .

Le temps de fonctionnement est de 10 heures pour les 13 heures que comporte la période de jour.

Le niveau L A e q pour cette période est donc de :

47 + 10 lg ( j £ j = 4 6 d B ( A )

Filtration des boues

Le niveau sonore L A e q à 20 m produit par une centrifugeuse de 30 k W enfermée dans un local est d'environ 59 dB(A) (tableau I).

A u point récepteur situé à 160 m le L A c q est

de 59 - 20 lg k f j r 4 1 d B ( A ) -

Le temps de fonctionnement est de 10 heures pour les 13 heures de la période de jour. Le niveau L A e q pour cette période est donc de :

41 + 10 lg ( j | j = 4 0 d B ( A )

Niveau sonore global LAeq au point récepteur

En sommant toutes les valeurs correspondant au fonctionnement de l'ensemble des équipements de la station, le niveau sonore global obtenu au point récepteur est :

pour la période de jour L A e q = 58 dB(A) ; >- pour la période de nuit L A e q = 55 dB(A) .

Les moyens d'actions de lutte contre le bruit Les principaux moyens d'action de réduction du bruit peuvent être classés en deux grandes famil­les : au niveau de la station et au niveau des équipements composant cette station.

Au niveau de l'ensemble de la station

Il est utile d'agir le plus en amont possible de la réalisation du projet, notamment sur sa localisa­tion et sur sa structure. Pour sa localisation, i l faut tenir compte des zones sensibles, en particu­lier de l'emplacement des habitations, en s 'éloi-gnant le plus possible de celles-ci. L 'a t ténuat ion théorique du bruit varie, pour des distances infé­

rieures à 150 m de 6 à 9 dB(A) par doublement de la distance, selon cette dernière et la nature du sol. Plus le sol est absorbant (végétation, herbe haute, ...) plus la valeur de cette atténuation est élevée.

Les conditions météorologiques, et cela d'autant plus que la distance entre la source sonore et le point récepteur est grande, influent sensiblement sur la propagation du bruit. A ins i , dans des conditions météorologiques particulières, par exemple sous le vent et avec une inversion du gradient de température, i l peut être observé des augmentations fortes [de 3 à 10 dB(A)] des niveaux sonores L A e q pour des zones situées à quelques centaines de mètres. On prendra donc bien soin de tenir compte des vents dominants sur le site pour le choix de l'implantation de la station vis-à-vis des habitations. Le problème des odeurs est similaire notamment vis-à-vis des vents dominants.

Si la topographie du site le permet, i l faut pro­fiter des mouvements de terre existants pour implanter, si possible, les équipements les plus bruyants dans des endroits où ils ne sont pas en vue directe des habitations riveraines. Sinon, la mise en place d 'écrans acoustiques est toujours envisageable. Ces écrans sont soit des merlons de terre, soit des écrans de nature différente (bé­ton, bois, verre, ...) soit des murs de clôture, soit des bâtiments faisant partie intégrante de la sta­tion (par exemple le local ou certains équipe­ments sont placés : surpresseurs, traitement des boues, ... ou un local technique). A ce sujet, les écrans végétaux n'apportent pas une réduction sensible du bruit. Par contre, le fait de ne plus voir la source sonore rend moins forte la percep­tion du bruit par les riverains tout en offrant la possibilité d'une meilleure intégration paysagère de l'ouvrage.

Il faut donc rechercher un plan d'occupation optimale en fonction de la qualité d 'épurat ion à obtenir et selon l 'émission sonore des différents équipements . Quand un équipement présente une directivité sonore, i l faut éviter que celle-ci soit située vers les zones sensibles. Il en est de même pour les ouvertures (fenêtres, portes, ...) des locaux où se trouvent des équipements bruyants (surpresseurs, centrifugeuse, ...). Pour ces locaux, on recherchera une qualité de l'isolement acoustique vis-à-vis de l 'extérieur la meilleure possible et on traitera la réverbération par la mise en œuvre de matériaux absorbants sur les parois intérieures.

On peut également agir sur le fonctionnement de la station, notamment en gérant la marche de certains équipements bruyants (périodes et durée). Il est évident que cela ne doit pas se faire au détriment de la qualité du traitement des eaux.

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Au niveau des équipements Il faut d'abord repérer les sources sonores les plus importantes et les traiter successivement en commençant par l 'équipement le plus bruyant.

Pour les turbines, i l est possible de surélever les bords du bassin afin de créer un obstacle à la propagation du bruit. Il faut également prévoir la désolidarisation des moteurs du socle. Le plus souvent, un capotage est réalisé ponctuellement au niveau de la turbine, de la gerbe, et/ou du groupe moto-réducteur, permettant ainsi de résoudre en partie ou totalement les problèmes de bruit et d'odeurs. Une protection totale par recouvrement du bassin par une dalle est possi­ble, mais rarement retenue pour des questions de coût.

Pour les équipements bruyants de faibles dimen­sions, le capotage est une bonne solution.

E n ce qui concerne les écoulements , il faut cher­cher à éviter les projections d'eau quand cela n'est pas nécessaire. Ces hauteurs de chute peu­vent être diminuées ou réalisées en escalier ou en pente. Le capotage ou la mise en place d'une dalle restent des solutions intéressantes pour les puits de relèvement et les écoulements divers dès lors qu'ils sont dans les fosses.

A f i n d 'éviter les transmissions de bruit par la structure, i l est nécessaire de désolidariser les

canalisations et les différents équipements (mo­teurs, surpresseurs, ...) par la pose de matériaux ou systèmes appropriés.

Conclusion L a prise en compte des nuisances doit se faire le plus en amont possible d'un projet de création ou d'extension d'une station d 'épurat ion, c 'est-à-dire au niveau de la planification urbaine. Pour ce faire, nous disposons d'outils permettant de traiter ces nuisances, notamment en matière de bruit.

D'une manière générale, i l est indispensable de ne pas séparer dans cette démarche les aspects odeurs, bruit, paysage sous peine de faire appa­raître d'autres problèmes. Ceci est également vrai pour les installations existantes.

Compte tenu des difficultés rencontrées lors de l'extension, i l est important d'envisager, dès le projet d'une station, la manière dont on pourra quelques années après augmenter sa capacité d 'épurat ion sans créer de nouvelle nuisance.

L a Direction de l 'Eau au ministère de l 'Environ­nement, les Agences de l'eau, les Services d'as­sistances techniques aux exploitants des stations d 'épurat ion ( S A T E S E ) , le réseau des L P C ... peuvent accompagner cette démarche.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

B O N H O M M E B., B R A C O N N I E R J., G A R N I E R M . , M É R I E L B. (1992), Les nuisances émises par les sta­tions d'épuration, rapport du Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Blois, novembre.

M É R I E L B., B O N H O M M E B. (1980), Le guide ci l'usage des projeteurs sur le bruit émis par les stations d'épu­ration, Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Blois, ministère de l'Environnement et du cadre de vie, ministère des Transports, édition L C P C .

Les odeurs et les nuisances olfactives (1984), Cahiers

techniques de la Direction de la Prévention des pollu­tions, ministère de l'Environnement.

Les premiers entretiens d'Achères (1990). Les odeurs des stations d'épuration, Syndicat Interdépartemental d'assainissement de l'agglomération parisienne (SIAAP), novembre.

L'aménagement paysager des petites stations d'épu­ration «Actions Environnement» (1991), division Pollution et préventions des risques (DPPR), minis­tère de l'Environnement, octobre.

A B S T R A C T

Noise f r o m sewage t rea tment p lan ts

D. FRITSCH - B. MÉRIEL

In some cases residents can consider that sewage treatment plants are a serious nuisance. The most frequent complaints are about odours, noise and integration within the landscape.

In collaboration with the Ministry of the Environment, the Blois Laboratoire Régional des Ponts et Chaussées has drawn up a document for planners which tackles these problems.

This paper summarizes the document, describing a calculation method for forecasting noise emissions from diffe­rent systems and pieces of equipment and detailing suitable types of action.

It is thus possible to take account of the main types of nuisance at an early stage in the design of a new sewage treatment plant or the extension of an existing one.

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