L’usine de production d’eau potable de la résurgence source de Touvre située sur la commune de Touvre dans le département de la Charente a été construite en remplacement de l’ancienne usine de production bâtie en 1964 et agrandie en 1975. L’ancienne se trouvait dans un état vétuste et le traitement ne respectait plus les exigences règlementaires. Le Grand Angoulême en charge de la production et de la distribution de l’eau potable dans la ville d’Angoulême a entrepris la modernisation des infrastructures de production d’eau potable et remis à niveau l’usine de traitement des eaux afin de satisfaire la population en termes de quantité et qualité d’eau potable. La modernisation de l’usine a donné l'occasion d’avoir une technologie mieux adaptée et un process de qualité technique optimal. Les travaux et la construction de l’usine ont été achevés par une réception des ouvrages. L’étape de la mise en route a permis de faire une mise au point, une mise en régime en validant tous les essais des installations, équipements, l’automatisme des ouvrages et le process de l’usine en vue de procéder à une mise en observation puis une distribution vers les châteaux d’eau pour alimenter la population en eau potable.

1. MASTÈRE SPÉCIALISÉ EN GÉNIE DE L’EAU DE POLYTECH’LILLE
(Accrédité par la conférence des grandes écoles)
MISE EN ROUTE DE L’USINE DE PRODUCTION
D’EAU POTABLE DE LA TOUVRE(ANGOULÊME)
THÈSE PROFESSIONNELLE
ANNEE 2021-2022
Présenté par:
Steve Arnauld KAMENI
Ingénieur en Hydraulique

2. PLAN
1. INTRODUCTION
2. GÉNÉRALITÉS
3. MATÉRIELS ET OUTILS
4. RÉSULTATS
5. DIFFICULTÉS RENCONTRÉES
6. CONCLUSION
10/07/2023 2

3. PRÉSENTATION DE LA STRUCTURE D’ACCUEIL
10/07/2023 3
STEREAU est la filiale Ingénierie du groupe SAUR située à Maurepas, Île-de-France, avec
140 collaborateurs et un chiffre d’affaires de 55 Millions d’euros.
STEREAU est spécialisée dans la conception et la construction de grands ouvrages liés au
cycle de l’eau (usine de production d’eau potable et stations de traitement des eaux usées) pour le
compte des collectivités et des industriels, en France et à l’international.
Mission : STEREAU intervient depuis plus de 50 ans dans l’ingénierie de l’environnement et
propose des solutions clés en main pour le traitement de l’eau potable, des eaux usées et des boues
d’épuration. Bénéficiant de la synergie de tous les métiers de l’environnement du groupe SAUR,
STEREAU accompagne les industriels et les collectivités dans le cadre d’une offre globale :
 Ingénierie ;
 Management de projets ;
 Conseils et services ;
 Gestion du cycle de l’eau industrielle.

4. 1. INTRODUCTION
10/07/2023 4
L’ancienne usine de production d’eau potable prélève l’eau depuis la résurgence source de la
Touvre par l’intermédiaire de la station de pompage et traitement. L’usine est située dans la commune
de Touvre, département de la Charente. Elle a été construite en 1964 et agrandie en 1975.
L’usine ne dispose pas de réserve tampon d’eau traitée : la capacité de pompage étant
sensiblement égale à la capacité de traitement, toute l’eau produite est immédiatement pompée vers les
réservoirs de tête (fonctionnement en flux tendu).
Aujourd’hui, elle se trouve dans un état vétuste avec un procédé qui ne respectent plus les
exigences règlementaires. Les analyses réalisées sur l’eau brute durant ces 10 dernières années mettent
en exergue l’arrivée rapide de pics de pollution, notamment sur les quantités de micropolluants
(pesticides), de turbidité et de carbone organique total présents dans la ressource.
Le Grand Angoulême(Maitre d’ouvrage) en charge la production et la distribution de l’eau
potable dans la ville d’Angoulême a entrepris le renouvellement de ses infrastructures de production
d’eau potable et remettre à niveau l’usine de traitement des eaux de la Touvre afin de de satisfaire ses
consommateurs en termes de quantité et qualité d’eau possible.
1.1 CONTEXTE ET PROBLEMATIQUE

5. 1. INTRODUCTION
10/07/2023 5
La modernisation de l’usine a permis d’avoir une technologie performante et un process de
qualité technique optimale (efficacité des procédés mis en place, réactivité des ouvrages de
traitement et fonctionnement à débit variable de la station).
Les travaux de construction de la nouvelle usine ont débuté en Novembre 2018.
Au terme de la prononciation du constat d’achèvement des travaux et de la construction de la
nouvelle usine de production d’eau potable de la Touvre par la réception des ouvrages, l’entreprise
STEREAU mandataire de la construction de l’usine a été chargée d’effectuer la mise en route de
l’usine.
1.2 ENJEUX ET OBJECTIFS DU STAGE
 Faire une assistance au suivi, contrôle de fin de montage et essais des équipements process;
 Préparer et assister à la mise en service (équipements et instrumentation) de l'usine ;
 Participer aux différents tests avec automate et contrôle supervision;
 Faire une revue concrète et opérationnelle de l’installation de l'usine de production d'eau potable
(pompes, agitateurs, instrumentations, robinets, contrôle/commande).
Ainsi dans le cadre du stage, l’objectif général était d’assister à la mise en route de cette
nouvelle usine d’eau potable de la Touvre. Plus spécifiquement les travaux de terrain étaient de :

6. 2. GÉNÉRALITÉS
10/07/2023 6
2.1 PRÉSENTATION ET FONCTIONNEMENT DE L’USINE

7. 1.
10/07/2023 7
2. GENERALITES
2.2 ORGANISATION DE LA MISE EN ROUTE DE L’USINE
Début mise en route (MER) après la fin des travaux et la
prononciation du Constat d’Achèvement de la
Construction(CAC) avec la réception des ouvrages.
La MER a été programmée en trois phases :
- Mise au point
- Mise en régime
- Période d’observation
Phase mise en service :
Visite CAC de l’usine
2. GÉNÉRALITÉS

8. 10/07/2023 8
Risque des produits: prévention et intervention réactif.
Risque individuel: EPI (casque, gants, bottes ou chaussures de
sécurité et d’un baudrier ou gilet haute visibilité).
2. GENERALITES
2.3 RÈGLES ET SÉCURITÉ SUR LE CHANTIER
2. GÉNÉRALITÉS

9. 10/07/2023 9
3. MATÉRIELS ET OUTILS
AGITATEUR
Travaux réalisés lors de la mise en service :
 Vérification des serrages des différents éléments;
 Contrôle des niveaux d’huile du moteur et les graissages ;
 Vérification les connexions (électriques, hydrauliques...) ;
 Vérification des sens de rotation et orientation des hélices (3pales) ;
 Test et contrôle de la sortie 4-20mA avec l’automate pour la
supervision.
3.1 ÉQUIPEMENTS/ÉLECTROMÉCANIQUES
Les agitateurs en hélice (fournisseur MIXEL) dans le process de l’usine permettent de faire le mélange homogène des réactifs. Avant la mise
en eau dans les ouvrages nous avons procédé aux tests et vérifications des agitateurs installés dans les ouvrages. L’usine compte 13 agitateurs
pour les deux files (10 agitateurs pour le process Carboflux, 2 agitateurs pour la reminéralisation et 1 agitateur pour le conditionnement).

10. 10/07/2023 10
4 pompes submersibles eau
de lavage des filtres (2 files)
3 pompes centrifuges de recirculation (2 files)
Travaux réalisés lors de la mise en service :
 Contrôle installation des pompes (câblage et
entrée de câble, sens de rotation, pieds d’assisse
pour éviter les vibrations…)
 Contrôle électrique et vérification sécurité
pompes
 Paramétrage variateur et réglage thermiques
(Fréquence, Ampérage, Puissance…)
 Test et essai de fonctionnement des pompes en
eau
 Test avec l’automate pour de la supervision
POMPES
3. MATÉRIELS ET OUTILS
4 pompes reprises
eaux sales (2 files)
3 pompes submersibles en fosse sèche d’eau brute (2 en
fonctionnement et 1 en secours) alimentent les bâches d’eau
brute depuis la bâche d’exhaure (aspiration et refoulement) ;
Quelques pompes(fournisseur XYLEM) installées dans l’usine d’eau potable de Touvre:
Variateur
3.1 ÉQUIPEMENTS/ÉLECTROMÉCANIQUES
Une mesure de niveau et des
détecteurs de niveau à poire dans
les bâches permettent le contrôle
du fonctionnement des groupes
électropompes.

11. 10/07/2023 11
VANNES
3. MATÉRIELS ET OUTILS
3.1 ÉQUIPEMENTS/ÉLECTROMÉCANIQUES
Quelques vannes pneumatiques(fournisseur SOCLA)
installées dans l’usine:

12. 10/07/2023 12
Les instruments de mesure des débits et niveau d’eau (fournisseur SIEMENS) présents à l’usine d’eau potable de la Touvre sont :
3. MATÉRIELS ET OUTILS
3.2 INSTRUMENTS DE MESURE DES DÉBITS ET NIVEAU D’EAU
 Débitmètres électromagnétiques SITRANS MAG 5000
 Ultrasons LUT400
 Ultrasons Probe LU
Vérification et contrôle
des installations
Mise en service des débitmètres électromagnétiques
SITRANS MAG 5000 de l’usine d’eau de la Touvre :
 Contrôle de l’installation du matériel et du respect;
des longueurs droites amont & aval;
 Contrôle des raccordements électriques;
 Contrôle réglages de bases (sens d’écoulement,
unité débit, Qmax, conduite vide);
 Paramétrage des transmetteurs;
 Contrôle des caractéristiques capteurs (DN capteur,
sensorprom, call factor);
 Contrôle du fonctionnement des digitales et sorties
courant;
 Sauvegarde des paramétrages.
Mise en service de l’Ultra sonde LUT 400 et Probe LU
de l’usine d’eau de la Touvre :
 Mesure de Niveau ;
 Contrôle de l’installation du matériel;
 Contrôle des raccordements électriques puis signaux
capteurs via courbe afficheur;
 Paramétrage des transmetteurs;
 Contrôle du suivi de la mesure;
 Contrôle du fonctionnement des relais et des sorties
courants;
 Sauvegarde des échelles 4-20 mA.

13. 10/07/2023 13
3. MATÉRIELS ET OUTILS
3.3 INSTRUMENTS D’ANALYSE ET DÉSINFECTION DE L’EAU
Sonde rédox numérique
pH1200S
Sonde SOLITAX Turbidimètre TU5300
-Contrôle du câblage
-Contrôle de la connexion
pH/TRANSMETTEUR
-Mise sous tension de
l’appareil
-Paramétrage de l’appareil
(0/14 pH et la sortie courant 4-
20mA)
-Contrôle du câblage
-Contrôle de la connexion
SOLITAX/TRANSMETTEUR
-Mise sous tension de l’appareil
-Paramétrage type de mesure
NTU
-Paramétrage de la sortie courant
(4-20mA ;0-50 NTU)
-Vérification de la sortie courant
du module : RAS
-Mise en place de la sonde dans le
process
-Contrôle du câblage
-Contrôle de la connexion
TU53/TRANSMETTEUR
-Mise sous tension de
l’appareil
-Paramétrage type de mesure
NTU
-Paramétrage de la sortie
courant
(4-20mA ;0-2 NTU)
-Vérification de la sortie
courant du module : RAS
-Mise en place de la sonde
dans le process
Paramétrage transmetteur numérique
d'analyse de l'eau
Parametrage sonde d'absorbance UV Paramétrage Turbidimètre TU
5300
De nombreux instruments d’analyse des paramètres de la
qualité de l’eau (mesure de COT, pH, turbidité,
conductivité, UV et chlore) ont été installés dans la
nouvelle usine de production d’eau potable de la Touvre
pour un meilleur suivi du process et de son efficacité ainsi
que pour ajuster les doses de réactifs.
Les différentes sondes (fournisseur HACH) pour les
mesures physico-chimiques de l’eau de l’usine de la
Touvre sont :
 Turbidimètres série TU5300
 Sonde rédox numérique 1200-S sc : avec les
électrodes numériques combinées de mesure du
pH/rédox
 Sonde SOLITAX pour la mesure de la turbidité, les
matières en suspension et la concentration des boues
 SC 200 Transmetteur numérique 2 voies
 Sonde 3700 sc Conductimètres inductifs qui mesure
la conductivité inductive de l’eau
 Sonde en inox d'absorbance UV
 CLT10 sc / CLF10 sc : Capteurs ampérométriques
qui surveillent la concentration de chlore libre et
total en continu sans réactifs.
Réacteur UV (fournisseur XYLEM UV) pour
la désinfection bactériologique de l’eau

14. 10/07/2023 14
POMPES DOSEUSES ET REACTIFS
3. MATÉRIELS ET OUTILS
3.4 RÉACTIFS
Tests de fonctionnement et paramétrages des pompes doseuses avec de l’eau sous pression.
Travails réalisés :
 Vérification du montage et installation des conduites des réactifs;
 Contrôle dosage, débit, purge et fréquences d’impulsion des réactifs ;
 Vérification et paramétrage sur l’automate de la supervision;
 Test des moteurs réactifs Charbon actif en poudre et Chaux,
Local réactif de chaux vive
et charbon actif en poudre
Local Polymère
Local réactif de chlorure ferrique et soude
Paramétrage des
pompes doseuses

15. 10/07/2023 15
3. MATÉRIELS ET OUTILS
3.4 RÉACTIFS
DEPOTAGE
Dépotage réactif de chlorure ferrique et soude
Dépotage réactif de chaux vive et charbon actif en poudre
Livraison du Polymère
Débordement et fuite réactifs de
soude par les évents
Obturation des conduites lors du dépotage charbon en
poudre
Observation et difficultés lors du dépotage des
réactifs :
 Fuites sur les conduites au niveau des points
d’injection des réactifs
 Déboitage tuyauterie en fin de dépotage
 Obturation des conduites lors du dépotage
charbon actif en poudre
 Débordement des réactifs de soude lors du
dépotage par les évents

16. INTRODUCTION
10/07/2023 16
3. MATÉRIELS ET OUTILS
Le logiciel TOPKAPI permet de faire le contrôle qui porte sur la vérification du bon respect des indications des
appareils de mesure, et des dysfonctionnements (télésurveillance, téléalarme) sur les équipements de supervision et
de l'adéquation des valeurs enregistrées sur les appareils en poste fixe et les données de la supervision.
3.5 AUTOMATISME ET SUPERVISION

17. 10/07/2023 17
4. RÉSULTATS
4.1 DÉMARRAGE EXHAURE (EAU BRUTE) ET DES UTILITÉS
Utilités
Mise en service du compresseur d’air
Mise en service du surpresseur d’air
Pression air
comprimée
Unité(bars)
Seuil haut 9
Seuil haut (arrêt
automatique)
7.5
Seuil bas (démarrage
automatique)
6.5
Seuil très bas 5

18. 10/07/2023 18
4. RÉSULTATS
4.1 DÉMARRAGE EXHAURE (EAU BRUTE) ET DES UTILITÉS
Amorçage siphon et démarrage eau brute
Amorçage siphon (pompe à vide)
Pression -0.7bars
Seuil haut 3.4
Seuil d’amorçage siphon 2.9m
Seuil bas 2m
Démarrage des pompes d'exhaure
Arrivée d'eau brute dans les bâches
de mélange et eau brute
Débit pompage eau brute: 900 m 3/h
Validation trop plein vers le réseau pluvial
Mise en service pompes sous
vide et amorçage du siphon

19. 10/07/2023 19
4. RÉSULTATS
4.2 PROCESS CARBOFLUX
Agitateur
Décanteur lamellaire
Bassin CAP juste après le
bassin Coagulation
Bassin floculation
Travaux réalisés:
 Validation de l’instrumentation et équipements;
 Tests électromécaniques et essais automatismes agitateurs (coagulation, CAP, floculation) et racleur décanteur;
 Vérification des points d’injection des réactifs dans le process;
 Vérification des vitesses des agitateurs et racleurs ;
 Réglages des préparations.
Validation de l’instrumentation et équipements
La goulotte de sortie
des eau (centrale) ne
déverse pas beaucoup
par rapport aux autres,
passage préférentiel

20. 10/07/2023 20
4. RÉSULTATS
4.3 FILTRATION SUR SABLE ET MANGANÈSE
MISE EN SERVICE DES FITRES (LAVAGE)
1. Détassage à l’air (6 min) ;
2. Lavage air + eau petit débit (5 min) ;
3. Purge air + eau petit débit (8 min) ;
4. Rinçage à l’eau grand débit (15 min) ;
5. Evacuation eaux filtrées vers la bâche de maturation
(15 min) ;
6. Remise en filtration.
o Petit débit régulation eaux de lavage : 425 m3/h
o Grand débit régulation eaux de lavage: 1060 m3/h
o Régulation niveau abaissement: 0,2 m
1. Détassage à l’air (6 min)
2. Lavage air + eau petit débit (5 min)
3. Purge air + eau petit débit (8 min)
6. Remise en filtration
4. Rinçage à l’eau grand débit (15 min)
Validation de l’instrumentation
FSA Valeurs Unités
Turbidité début lavage 300-500 NTU
Turbidité fin lavage 15-70 NTU
Régulation niveau filtration 0.5 m
Volume eau de lavage 4030 m 3
Pression air surpresseur 0.3 bars
5. Évacuation (15 min)

21. 10/07/2023 21
4. RÉSULTATS
4.4 EAU FILTRÉE/EAU SALE/EPAISSISSEUR DE BOUE
Vasque de restitution d’eau filtrée
vers la bâche de lavage
EAU FILTRÉE
Turbidité eau filtrée 0,64 NTU après
lavage des filtres.
Objectif qualité: inférieur à 0,8 NTU
au démarrage.
EPAISSISSEUR DE BOUE
EAU SALE
Validation de
l’instrumentation:
Turbidité eau
surverse épaississeur
= 92,9 NTU
( à surveiller)
pH=7,30
Validation de la
surverse épaississeur
Surveillance de la qualité d’eau

22. 10/07/2023 22
4. RÉSULTATS
4.5 DÉSINFECTION ET EAU TRAITÉE
Désinfection et eau traitée de l’usine:
 Un réacteur UV pour l’abattement des micro-organismes ainsi que l’inactivation des bactéries et virus présents dans l’eau filtrée afin
d’assurer une barrière de désinfection ;
 Une Chloration par injection de l’eau de Javel. L’Hypochlorite de sodium est utilisé pour la désinfection à effet rémanent des eaux traitée
envoyées dans les réseaux de distribution
Eau traitée Valeurs Unités
Turbidité < 0.5 au démarrage NTU
UV abattement 0.015 cm-1
COT < 1.4 mg/l
Résiduel Chlore Sans objet* mg/l
Objectif qualité d’eau traitée de l’usine
Apres de la désinfection(UV et chloration), suit l’injection de soude pour la reminéralisation et la mise en l’équilibre calco-
carbonique de l’eau. Cette neutralisation de l’agressivité restante permet de limiter les risques de corrosions sur le réseau.
La présence d’un laboratoire dans l’usine ainsi que des équipements d’analyse et de mesure permettent de contrôler la qualité des eaux
traitées. Les mesures et analyses prévues en sortie des bâches d’eau traitées : chlore résiduel, chlore libre, pH, turbidité, température.
Les paramètres complémentaires de qualité d’eau traitée seront évalués en fin de période de mise en régime, avant le passage de l’ARS cela
afin de valider en interne le bon fonctionnement de l’installation. La partie reminéralisation / désinfection et pompage seront testées que lors du
basculement après validation par l’ARS.

23. 10/07/2023 23
5. DIFFICULTÉS RENCONTRÉES
UNITÉ FONCTIONNELLE TYPE DE PROBLÈME NATURE DU PROBLÈME
Central d’air -Mise en défaut intempestive surpresseurs au démarrage et fonctionne 1/3 au test -Démarreur ou variateur (à vérifier)
Air comprimé -Electrique (contacteur)
-Rupture du tuyau arrivé d’air
-Fuite d’air dans le réseau
-Pilotage des compresseurs en tenant compte de la valeur instantanée
Exhaure et eau brute Débitmètre d’eau brute
Quelques soucis avec une pompe d’exhaure qui ne débite pas
-Puissance et fréquence variateur reste faible au démarrage.
Eau brute Réglage électrovanne
-Inverser l’actionnaire pour changer le sens de la vanne
-Inverser le sens du câblage électriques dans l’armoire pour le retour de marche
Equipement (Pompes) - Inversion de sens de rotation
-Paramétrages variateurs( Fréquence et puissance)
-absence de la mise en eau dans les ouvrages
-Fuite d’eau
-Étanchéité et serrage
-supervision et automate
Réactif -Obstruction des conduites de dépotage (charbon en poudre)
- fuite conduite(soude)
Vérifier les conduites de dépotage et faire des test eau
Equipement (Vannes) -Souci avec le retour et fin de course de certaines informations avec l’automate lors
de la mise en service de la supervision
-Difficulté à faire des paramétrages sur les vannes de régulation des filtres
Equipement de mesure et
instrument d’analyses de l’eau
-Mauvais câblage électrique des équipements et installation
-absence de la mise en eau dans les ouvrages et les bacs d’analyse
Mise en eau des ouvrages et vérifier les paramétrages
Quelques difficultés durant la mise en route de l’usine :

24. 10/07/2023 24
CONCLUSION
Le travail de metteur en route nécessite une rigueur et beaucoup d’attention. Lors du processus mise en route il est essentiel :
 D’être attentif et vigilant face à certains mouvements dans les ouvrages durant de la mise en eau (bruit, déplacement de
l’eau…) ;
 De surveiller les travaux et établir un planning de suivi journalier ou hebdomadaire des ouvrages;
 De faire un bilan de la mise en service de la supervision avec l’automate (contrôle de l’état de fermeture ou ouverture, auto,
défauts d’alarme, variateur…) et procédé aux vérifications puis observation sur le terrain ;
 Bien noter les résultats et réglages .
L’électromécanique et l’automatisme ;
La mise en service et réglages de l’installation (équipements, instrumentation, agitateur) ;
Le fonctionnement d’une usine de production d’une eau potable;
La gestion des situations difficiles et des problèmes rencontrés sur les chantiers.
La mise en route de la nouvelle usine de production d’eau potable de la Touvre a été une expérience passionnante et
très enrichissante, non seulement sur le plan technique mais également organisationnel et relationnel.
Cette opportunité a permis de comprendre de manière générale le processus de mise en route d’une usine de
production d’eau potable et les travaux de supervision chantier. De façon détaillée nous avons appréhendé :

25. MERCIDEVOTREAIMABLEATTENTION
7/10/2023 25