FORUM VEOLIA EAU




     Avancées sur les Petites Installations
     d’Assainissement et leurs conditions
     d’utilisat...
PLAN DU FORUM


         Introduction : Christian Vignoles

         Evolution des modes de consommation de l’eau - Roger
...
FORUM VEOLIA EAU




    INTRODUCTION

        Christian VIGNOLES



   3-
Evreux 1er octobre 2009
Connaître le sujet pour bien l’aborder…

            En dessous de 2000 habitants, l’assainissement reste un
            d...
Qui dit que l’assainissement non collectif est trop
cher?

         Beaucoup d’entre nous parlent des coûts mais, au fait,...
Quelles caractéristiques pour une bonne filière ?

 Pour VEOLIA EAU, toute filière d’assainissement doit être :

        F...
Des études dont vous avez entendu parler…

        En plateforme: une vingtaine de filières testées..

 1.     Au CSTB de ...
FORUM VEOLIA EAU




    Evolution des modes de
    consommation de l’eau
        Roger LACASSE



   8-
Evreux 1er octobr...
Plan de la présentation


                 Évolution du style de vie

              Revue des protocoles de certification
...
Évolution du style de vie

              Au cours des 2 dernières décennies, le style de vie des
              familles a ...
Évolution du style de vie


                   Selon Statistiques Canada (2005), il y a plus de 70% des familles
         ...
Évolution du style de vie


                 Également, le taux de divorce a augmenté significativement dans la
          ...
Évolution du style de vie

            De tels changements de style de vie au cours des 20 à 30 dernières
            anné...
Évolution du style de vie




  14 -
Evreux 1er octobre 2009
Évolution du style de vie

              De plus, l’accroissement du nombre de familles reconstituées en
              rai...
Évolution du style de vie




  16 -
Evreux 1er octobre 2009
Impact de ces changements


               Face à de tels changements de style de vie, il est nécessaire
               qu...
Revue des normes existantes

           Norme ANSI/NSF 40
               La norme ANSI/NSF 40 a été développée à la fin de...
Revue des normes existantes

                                             30



                                          ...
Revue des normes existantes

                 Norme ANSI/NSF 40
                 Stress « lavage »
                    D  ...
Revue des normes existantes

                  Norme ANSI/NSF 40
                  Stress « panne électrique »
           ...
Revue des normes existantes


                 Norme EN 12566-3 (Europe)

                    Essais d’une durée de 38 sem...
Revue des normes existantes

                                               30



                                        ...
Évolution des normes et protocoles


                 Nouvelle norme canadienne
                     En 2000, le Bureau de...
Évolution des normes et protocoles

                 Nouvelle norme canadienne
                     Nouvelle norme basée s...
Évolution des normes et protocoles

                                                  30



                              ...
Évolution des normes et protocoles
             Protocole en conditions sollicitantes ®




                              ...
Conclusions

                  Les changements de style de vie observés au cours des 20 à 30
                  dernières a...
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          Performances des 20 filières testées
                   sur plateformes


      Mode de prése...
GUIDE DE LECTURE : expression des résultats
         en courbes percentiles


          Les résultats sont présentés en ut...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
100%
    97%
 90%
                                               En ...
Faut-il exprimer les résultats en rendement ?

            Les performances des différentes filières sont plus souvent
   ...
Variabilité du rendement en fonction de la
                charge organique appliquée
                          Rendement ...
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          Performances des 20 filières testées
                   sur plateformes


      1. Résultats ...
Le Protocole en conditions sollicitantes®

          Veolia Eau a défini en 2005 un Protocole en Conditions Sollicitantes®...
Caractéristiques moyennes des eaux brutes
    pendant les essais

                                        MES       DCO   ...
Le lien entre les deux plateformes

          Afin de pouvoir comparer les résultats issus des tests sur les deux
        ...
FONCTIONNEMENT ECOFIX SUR LES DCO
              Probabilité de satisfaction d'une concentration de
         PLATEFORMES DE...
CHARGES APPLIQUEES PENDANT LES 40
         SEMAINES DE TESTS
     Au CSTB de Nantes, les filières installées ont été alime...
TABLEAU DE SYNTHÈSE DES RESULTATS

         Le tableau de synthèse diapo suivante présente :
            Les 20 filières, ...
Surface   ∆H Fil     % non       MeS
                               FILIÈRE
         Résumé des Performances  ®
          ...
Présentation des 20 filières en 3 familles
     1- les massifs filtrants
                                     FILIERE     ...
Présentation des 20 filières en 3 familles
     2- les cultures fixées

                                 FILIERE          ...
Présentation des 20 filières en 3 familles
     3- les cultures libres
                                     FILIERE       ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES

100%

  90%

  80%

  70%

  60%

  50%

  40%
                    ...
Probabilité des satisfaction des concentrations en DCO

100%

  90%

  80%

  70%

  60%

  50%

  40%

  30%             ...
Occurrencede satisfaction des concentrationsenMES –
                  Probabilité des concentrations en MES
              ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
                                              Massifs filtrants
100%...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                              Cultures fixées
100%

...
Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
                                               Cultures fixées
100%
...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                          Cultures Libres
100%      ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
                                          Cultures Libres
100%      ...
Conclusions sur les familles


           L’application du protocole en conditions sollicitantes® montre,
           sur l...
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          Performances des 20 filières testées
                   sur plateformes


      2. Autres rés...
Effet de surcharges organiques et hydrauliques

         Comparaison de trois séquences :
           Alimentation à 100% h...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES

100.00%

 90.00%
                                                  ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
100.00%

 90.00%

 80.00%
                                          ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES

100.00%
                                                          F...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
100.00%

 90.00%

 80.00%
                                          ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
100.00%
                                                            ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
100.00%

 90.00%
                                                   ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
100.00%

 90.00%
                                                   ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
100.00%

 90.00%
                                                   ...
Synthèse sur les à-coups organiques et hydrauliques

                                                                     ...
Effet de début du vieillissement des
         filières

             Le cœur du protocole en condition sollicitantes® a
  ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                                   Année 1 et année ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
                                            Année 1 et année 3
100.0...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                                   Année 1 et année ...
Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
                                            Année 1 et année 3
100.0...
Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                                 Année 1 et année 3
...
Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
                                            Année 1 et année 3
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Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                                 Année 1 et année 3
...
Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
                                            Année 1 et année 3
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Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                                 Année 1 et année 3
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Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO
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                                            Année 1 et année 3
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Probabilité de satisfaction des concentrations en MES
                                                 Année 1 et année 3
...
Synthèse sur le début de vieillissement

            Les massifs filtrants par nature accumulent des boues en leur
       ...
ZOOM sur les performances des filières sur
         une longue période : 38 mois

            La présentation des performa...
Probabilité de satisfaction des concentration en MES
                                      CSTB, Nantes - tests 2006/2009
...
Probabilité de satisfaction des concentration en DCO
                                     CSTB, Nantes - tests 2006/2009
1...
Probabilité de satisfaction des concentration en DBO5
                                      CSTB, Nantes - tests 2006/2009...
Synthèse des résultats sur 38 mois d’alimentation

           Dans les conditions sévères de ces 38 mois d’essais
        ...
Synthèse des résultats sur 38 mois d’alimentation (2)

            Les conclusions émises plus haut sur les performances p...
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   Les eaux usées artificielles

      Virginie Maisonnave




   85 -
Evreux 1er octobre 2009
Contexte

         Les caractéristiques des eaux usées domestiques utilisées pour les
         tests de marquage CE varien...
Rappel du cahier des charges


            Les eaux usées artificielles doivent être aisément reproductibles quels
       ...
Essais en laboratoire pour déterminer le
                        meilleur talon à utiliser

          Pour obtenir les mat...
Résultats des tests en laboratoire

         Les analyses des talons de « boue » avant ajout des ingrédients
         donn...
Résultats des tests en laboratoire

            En fonction de ces résultats, les quantités d’ingrédients à rajouter sont
...
Résultats des tests en laboratoire

                                                        Cinétique d'évolution de la DB...
Conclusions sur ces tests en laboratoire


            Les deux premiers talons montrent une très grande variabilité des
 ...
Vérification de la stabilité dans le temps du talon
            retenu et de la reproductibilité du mélange


           L...
Essais en laboratoire pour vérifier la stabilité du
           talon retenu et la reproductibilité du mélange
            ...
Essais en laboratoire pour vérifier la stabilité du
          talon retenu et la reproductibilité du mélange


           ...
Rappel des objectifs et du protocole


           L’objectif de cette étape est d’alimenter l’ensemble des filières avec u...
Résultats sur l’eau brute reconstituée



                Eaux artificielles période du 5 février 2009 au 12 mars 2009
   ...
Résultats sur les sorties filières


 SORTIES FILIERES                      Eaux artificielles           Eaux urbaines 200...
Quelques pistes de conclusions et
                                 d’aménagements
           Premières conclusions :
     ...
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    Quelles eaux usées pour tester les
    P.I.A ?
         Christian VIGNOLES



 100 -
Evreux 1er o...
Des eaux usées ... issues d’une maison, c’est
         comment ?
            La question semble outrecuidante voire insole...
Les « vraies » eaux usées pour tester les
         produits, elles sont comment ?
         Les eaux usées issues de réseau...
Les eaux usées entrant dans les usines de plus
         de 10000 habitants




 103 -
Evreux 1er octobre 2009
Des eaux usées réelles alimentent des plateformes
         notifiées pour le marquage CE …




         Plateforme       P...
Des eaux usées plus pertinentes pour des
         essais plus performants…

            Les eaux usées issues de réseaux d...
Merci de votre attention
               Nous sommes à l’écoute de vos
                        questions


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Evreux 1e...
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Avancées sur les Petites Installations d’Assainissement et leurs conditions d’utilisation

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Interventions dans le cadre des 6èmes Assises Nationales de l'assainissement non collectif :
• Bilan des 18 filières (Bodo WEIGERT, Competenz Centrum, Berlin - Anne CAUCHI et Alexia HOFMANN, Veolia Eau)

• Evolution des modes de consommation de l'eau (Roger LACASSE, Premier Tech, Canada)

• Bilan global des essais de 18 filières PIA (Anne CAUCHI et Alexia HOFMANN, Veolia Eau)

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Avancées sur les Petites Installations d’Assainissement et leurs conditions d’utilisation

  1. 1. FORUM VEOLIA EAU Avancées sur les Petites Installations d’Assainissement et leurs conditions d’utilisation 1- Evreux 1er octobre 2009
  2. 2. PLAN DU FORUM Introduction : Christian Vignoles Evolution des modes de consommation de l’eau - Roger PLAN DU FORUM LACASSE, Premier Tech, Canada - Performances de 20 filières testées sur plateformes Protocole en conditions sollicitantes® Autres résultats : application de charges variées, vieillissement des dispositifs 38 mois d’essais à Nantes (courbes percentiles sur toutes les phases) Les eaux usées artificielles - Virginie Maisonnave - Quelles eaux usées pour tester les P.I.A? Questions 2- Evreux 1er octobre 2009
  3. 3. FORUM VEOLIA EAU INTRODUCTION Christian VIGNOLES 3- Evreux 1er octobre 2009
  4. 4. Connaître le sujet pour bien l’aborder… En dessous de 2000 habitants, l’assainissement reste un domaine à structurer. Beaucoup d’idées existent, beaucoup de dires circulent, mais peu de certitudes se manifestent. L’objectif de VEOLIA EAU est d’éclairer par son action ce domaine de l’assainissement, tant pour l’immeuble individuel que pour des regroupements de quelques dizaines ou quelques centaines d’habitants. L’action conduite est transparente et précise. Elle se résume à accumuler des savoirs et des savoir faire pour répondre aux exigences d’une protection durable de l’environnement. Depuis les tests en plateformes jusqu’aux expérimentations en conditions réelles, VEOLIA EAU, entouré des meilleurs experts des sujets abordés, enrichit le métier de l’égoutier pour ces petites unités de traitement des eaux usées… 4- Evreux 1er octobre 2009
  5. 5. Qui dit que l’assainissement non collectif est trop cher? Beaucoup d’entre nous parlent des coûts mais, au fait, savons- nous bien aujourd’hui combien coûte, par exemple, l’assainissement pour une maison individuelle ? Sait-on que l’assainissement d’une maison individuelle c’est investir dans : un dispositif, une installation standard et une adaptation aux conditions du site ? Aucune référence de coûts n’existe pour ces dispositifs en France. Le constat est que tous les niveaux techniques sont présents et que tous les coûts sont permis !!! Comment trouver trop chers des coûts que nul ne connaît ? En France en 2009, on constate que le coût installé de ce petit assainissement atteint 15000 €. Dès lors que réaliser l’assainissement d’une maison individuelle est une évidence, VEOLIA EAU vise 4000 € pour des installations standard de filières robustes et performantes. 5- Evreux 1er octobre 2009
  6. 6. Quelles caractéristiques pour une bonne filière ? Pour VEOLIA EAU, toute filière d’assainissement doit être : Facile et rapide à installer pour être sûr d’avoir la filière souhaitée sur le site, Robuste dans ses performances pour supporter les variations de charge de la vie courante, Vérifiable dans ses performances pour garantir une qualité de rejet à l’environnement, Accessible pour ses différents éléments pour permettre les inévitables interventions de contrôle, diagnostic et exploitation, Exploitée pour garantir la pérennité des performances et une durée de vie maximale, Acceptable économiquement sur une durée de vie de 20 ans. Telle est de façon continue notre démarche depuis 5 ans… 6- Evreux 1er octobre 2009
  7. 7. Des études dont vous avez entendu parler… En plateforme: une vingtaine de filières testées.. 1. Au CSTB de Nantes : sous le pilotage des experts nationaux du domaine, cette étude en est à son rapport final. De dernières mesures de performances auront lieu après 4,5 ans de fonctionnement pour 3 dispositifs. 2. Au BDZ de Leipzig : réalisée en collaboration avec des experts allemands, cette étude en est à son rapport final. Sur sites : le comportement des filières dans leur vraie vie … 1. Dans le Tarn : 23 filières pour 66 sites en partenariat avec l’Agence de l’Eau Adour Garonne, 66 propriétaires et 23 fabricants. 2. Dans les Alpes : 3 filières pour 6 sites en partenariat avec l’Agence de l’Eau Rhône Méditerranée Corse et l’ANEM, 3. - 7 Et d’autres en cours d’installation, sous surveillance interne. Evreux 1er octobre 2009
  8. 8. FORUM VEOLIA EAU Evolution des modes de consommation de l’eau Roger LACASSE 8- Evreux 1er octobre 2009
  9. 9. Plan de la présentation Évolution du style de vie Revue des protocoles de certification existants pour les installations individuelles de traitement des eaux usées Évolution observée en Europe et au Canada au cours des dernières années Conclusions 9- Evreux 1er octobre 2009
  10. 10. Évolution du style de vie Au cours des 2 dernières décennies, le style de vie des familles a subi d’importants changements Les gens voyagent plus, mangent plus souvent à l’extérieur et pour la majorité des familles, les 2 parents travaillent à l’extérieur En France, selon l’INSEE (2007), 77,4% des hommes et des femmes vivent en couple et dans 94% des cas les 2 parents travaillent à l’extérieur* *Source: INSEE, Activité, emploi et chômage selon le type de ménage et le nombre d’enfants, 2007. 10 - Evreux 1er octobre 2009
  11. 11. Évolution du style de vie Selon Statistiques Canada (2005), il y a plus de 70% des familles où les 2 parents travaillent à l’extérieur. Ce taux correspondait à 30% en 1970* Aux États-Unis, selon le US Census, il y avait 45 % des familles en 1975 où les 2 parents travaillaient à l’extérieur. Ce taux correspondait à 66% en 2007** *Source: Statistiques Canada, Recensement 2005 et précédents. **Source: U.S. Census Bureau, Current Population Survey, March and Annual Social and Economic Supplements, 2007 and earlier. 11 - Evreux 1er octobre 2009
  12. 12. Évolution du style de vie Également, le taux de divorce a augmenté significativement dans la majorité des pays industrialisés. Par exemple aux États-Unis, selon le US Census, 58% des hommes qui se sont mariés entre 1975-1979 demeurent mariés durant 20 ans. Cette proportion était de 76% pour la période 1955- 1959 * *Source: US Census, Population Profile of United States, Family and Living Arrangements in 2005. 12 - Evreux 1er octobre 2009
  13. 13. Évolution du style de vie De tels changements de style de vie au cours des 20 à 30 dernières années ont un impact significatif sur les débits générés par les familles Dans plus de 2/3 des familles françaises et nord américaines, les 2 parents travaillent à l’extérieur et les eaux usées sont principalement générées durant seulement 2 périodes par jour, soit le matin et durant la soirée 13 - Evreux 1er octobre 2009
  14. 14. Évolution du style de vie 14 - Evreux 1er octobre 2009
  15. 15. Évolution du style de vie De plus, l’accroissement du nombre de familles reconstituées en raison de l’augmentation du taux de divorce entraîne de grandes variations des débits générés d’une semaine à une autre en raison des arrangements de garde partagée (débit 2 à 3 fois plus grand durant les semaines où les enfants sont présents) Ainsi, les fortes variations de débit ne sont plus limitées qu’aux résidences secondaires mais à un nombre de plus en plus important de résidences permanentes 15 - Evreux 1er octobre 2009
  16. 16. Évolution du style de vie 16 - Evreux 1er octobre 2009
  17. 17. Impact de ces changements Face à de tels changements de style de vie, il est nécessaire que les protocoles d’évaluation ou de certification reflètent ces nouvelles réalités, pour s’assurer que les technologies utilisées pour les traitement des eaux usées provenant de résidences individuelles soient efficaces en situations réelles 17 - Evreux 1er octobre 2009
  18. 18. Revue des normes existantes Norme ANSI/NSF 40 La norme ANSI/NSF 40 a été développée à la fin des années 70 Une classe de traitement: MES ≤ 30 mg/L et DBOC5 ≤ 25 mg/L Les essais ont une durée de 26 semaines: 18,5 semaines à charge nominale et 7,5 semaines en conditions de stress Alimentation 7 jours par semaine et échantillonnage 5 jours par semaine durant les semaines à charge nominale 18 - Evreux 1er octobre 2009
  19. 19. Revue des normes existantes 30 25 NSF dosage régulier % du volume quotidien/heure 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 heure 19 - Evreux 1er octobre 2009
  20. 20. Revue des normes existantes Norme ANSI/NSF 40 Stress « lavage » D L M M J V S D L M M J V S D n lav n lav n lav n n n n n n n n n * lav = 3 lessives durant la journée et n = alimentation normale Stress « parents au travail » D L M M J V S D L M M J V S D n pt pt pt pt pt n n n n n n n n n * pt = 2 périodes d’alimentation par jour: 40% (6 à 9h00) et 60% (17 à 20h00) Journée d’échantillonnage 20 - Evreux 1er octobre 2009
  21. 21. Revue des normes existantes Norme ANSI/NSF 40 Stress « panne électrique » D L M M J V S D L M M J V S D n 0 0 n n n n n n n n n n n n * 0 = aucune alimentation et appareil électrique à l’arrêt et n = alimentation normale Stress « vacances » D L M M J V S D L M M J V S D n v v v v v v v n n n n n n n * v = aucune alimentation Journée d’échantillonnage 21 - Evreux 1er octobre 2009
  22. 22. Revue des normes existantes Norme EN 12566-3 (Europe) Essais d’une durée de 38 semaines après une période de 4 semaines de mise en route Protocole d’essais comprenant 10 séquences - 30 semaines à charge nominale - 2 épisodes de 2 semaines en sous charge (50%) - 2 semaines d’arrêt pour simuler les vacances - 2 jours en surcharge (150%) 22 - Evreux 1er octobre 2009
  23. 23. Revue des normes existantes 30 25 NSF dosage régulier % du volume quotidien/heure Dosage norme EN 12566-3 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 heure 23 - Evreux 1er octobre 2009
  24. 24. Évolution des normes et protocoles Nouvelle norme canadienne En 2000, le Bureau de Normalisation du Québec (BNQ) a publié une norme de certification des systèmes de traitement des eaux usées applicable aux habitations individuelles (NQ 3680-910) Basé sur l’expérience acquise par l’application de la norme québécoise, le BNQ a publié en Mai 2009 une nouvelle norme (CAN/BNQ 3680-600) applicable à l’ensemble du Canada 24 - Evreux 1er octobre 2009
  25. 25. Évolution des normes et protocoles Nouvelle norme canadienne Nouvelle norme basée sur la norme québécoise avec des améliorations majeures pour mieux correspondre au style de vie actuel: - Période d’essais de 12 mois (4 saisons) - 1ère période de 6 mois correspond au protocole NSF 40 avec ajout de l’échantillonnage durant toutes les journées des périodes de stress (11 journées supplémentaires) - dosage selon le mode « parents au travail » ( 2 périodes de 3 heures d’alimentation par jour) durant la 2e période de 6 mois 25 - Evreux 1er octobre 2009
  26. 26. Évolution des normes et protocoles 30 25 BNQ dosage régulier % du volume quotidien/heure BNQ "Parents au travail" Dosage norme EN 12566-3 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 heure 26 - Evreux 1er octobre 2009
  27. 27. Évolution des normes et protocoles Protocole en conditions sollicitantes ® Forte occupation 4 semaines 3 pannes 4 +12 6 semaines le week end semaines 4 semaines Vacances Occupation faible 3 semaines 2 semaines Forte occupation le week end Forte occupation 4 semaines 3 semaines 27 - Evreux 1er octobre 2009
  28. 28. Conclusions Les changements de style de vie observés au cours des 20 à 30 dernières années ont un impact significatif sur les débits générés par les familles Les débits journaliers sont générés sur de plus courtes périodes (matin et soirée) On observe des pointes de débits et charges plus importantes (garde partagée, résidence secondaire) qui ont des impacts sur les performances des différents types de technologie Les protocoles d’essais pour évaluer/certifier les technologies de traitement doivent évoluer pour assurer la performance des systèmes en conditions réelles 28 - Evreux 1er octobre 2009
  29. 29. FORUM VEOLIA EAU Performances des 20 filières testées sur plateformes Mode de présentation des résultats Anne Cauchi, Alexia Hofmann 29 - Evreux 1er octobre 2009
  30. 30. GUIDE DE LECTURE : expression des résultats en courbes percentiles Les résultats sont présentés en utilisant des courbes donnant la probabilité de satisfaction d’une concentration donnée pour un paramètre donné. La lecture se fait soit en fixant une concentration et en lisant la probabilité qu’elle soit satisfaite, soit en fixant une probabilité et en lisant la concentration à laquelle elle correspond Illustration pratique sur le graphe suivant … 30 - Evreux 1er octobre 2009
  31. 31. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100% 97% 90% En se fixant une concentration seuil en MES En se fixant une concentration seuil en 80% MES de 35 mg/L,sur ce graphe que le de 35mg/L, on lit on lit sur ce graphe que le dispositif peut satisfaire cette dispositif de satisfaire cette exigence dans 70% exigence 97 % du temps 97% du temps 60% 50% 40% En souhaitant savoir ce que ce dispositif En souhaitant savoir ce que ce dispositif permet 30% depermet de respecter 60 % du temps en respecter 60% du temps en concentration des concentration des MES, on lit la valeur de 20% MES, on lit la valeur de 16 mg/L 16 mg/L 10% 0% 0 10 16 20 30 35 40 50 60 70 80 90 100 31 - Evreux 1er octobre 2009 Concentration en MES (mg/L)
  32. 32. Faut-il exprimer les résultats en rendement ? Les performances des différentes filières sont plus souvent exprimées sous forme de rendement, par exemple dans le marquage CE. La vigilance doit être de mise sur ces valeurs de rendement qui correspondent, la majorité du temps, à des charges organiques à traiter inférieures aux charges organiques nominales. Seules les charges hydrauliques sont maitrisées au nominal. Une conséquence importante de cette situation est que l’on effectue la moyenne de rendements de produits auxquels on a appliqué des charges organiques différentes pour une même charge hydraulique. Tout se passe comme si la quantité de pollution humaine journalière pouvait varier alors que le volume de rejet resterait constant. La réalité est différente. 32 - Evreux 1er octobre 2009
  33. 33. Variabilité du rendement en fonction de la charge organique appliquée Rendement sur la DCO en fonction de la charge organique appliquée 87% 100 80 % 90 80 70 R n e e te % e d mn n 60 Rendement moyen: 80 % 50 Valeur max: 91% 40 Rendement moyen: 87 % Valeur min: 62% 30 Valeur max: 92% Valeur min: 81% 20 10 0 33 - 0 100 200 300 400 500 600 Evreux 1er octobre 2009 Charge organique (en g/j)
  34. 34. FORUM VEOLIA EAU Performances des 20 filières testées sur plateformes 1. Résultats des tests selon le Protocole en conditions sollicitantes® Anne Cauchi, Alexia Hofmann 34 - Evreux 1er octobre 2009
  35. 35. Le Protocole en conditions sollicitantes® Veolia Eau a défini en 2005 un Protocole en Conditions Sollicitantes® plus contraignant que celui de l’EN 12566-3 pour tester des filières complètes d’assainissement. Ce protocole a été appliqué au CSTB de Nantes et au Le Protocole en conditions sollicitantes® BDZ de Leipzig sur 20 filières. La séquence à 200% a été reprise dans le protocole AFSSET, repris lui- même dans l’annexe 2 de l’arrêté du 7 septembre 2009 fixant les prescriptions techniques applicables aux installations d’assainissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique inférieure ou égale à 1,2 kg/j de DBO5 Quelques points clés du Protocole en Conditions Sollicitantes® : Une base journalière de 150 L/EH avec 60 g DBO5/EH Un effet baignoire de 200 litres 5 jours sur 7 40 semaines de tests composés de 10 séquences avec des variations de charges hydraulique et organique Analyses entrée/sorties des filières sur des échantillons 24h par des laboratoires accrédités 35 - Evreux 1er octobre 2009
  36. 36. Caractéristiques moyennes des eaux brutes pendant les essais MES DCO DBO5 N-NTK N-NH4+ DCO/ Plateforme paramètre (mg/l) (mg O2/l) (mg O2/l) (mg N/l) (mg N/l) DBO5 CSTB, Moyenne 313 679 313 75 53 2,2 Nantes Ecart-type 216 185 114 13 8 BDZ, Moyenne 262 454 205 47 35 2,2 Leipzig Ecart-type 76 114 49 12 10 Le rapport DCO/DBO5 indique que ce sont bien des eaux usées domestiques qui ont servi aux tests sur les 2 plateformes La plateforme de Leipzig reçoit des eaux usées plus diluées que celles de Nantes avec une variabilité plus faible 36 - Evreux 1er octobre 2009
  37. 37. Le lien entre les deux plateformes Afin de pouvoir comparer les résultats issus des tests sur les deux plateformes, deux dispositifs utilisés en références ont été installés sur chacune d’elles. Il s’agit du filtre à copeaux de coco ECOFIX et du filtre compact ECOFLEX de Premier Tech. Pour l’étude, seul le filtre ECOFIX sert de référence, ECOFLEX ayant rencontré des dysfonctionnements sur le circuit d’alimentation des filtres sur la plateforme de Leipzig. Des niveaux de performances similaires sur les deux plateformes pour ECOFIX. 37 - Evreux 1er octobre 2009
  38. 38. FONCTIONNEMENT ECOFIX SUR LES DCO Probabilité de satisfaction d'une concentration de PLATEFORMES DE NANTES ET DE LEIPZIG 100% 90% 80% 70% Ecofix toutes phases - Nantes 60% 50% Ecofix, protocole en conditions 40% sollicitantes, Nantes 30% 20% Ecofix, Protocole en conditions 10% sollicitantes, Leipzig 0% 125 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 38 - Evreux 1er octobre 2009 Concentration de DCO (mg/L)
  39. 39. CHARGES APPLIQUEES PENDANT LES 40 SEMAINES DE TESTS Au CSTB de Nantes, les filières installées ont été alimentées avec une charge hydraulique correspondant à 750 L/j (soit 5 habitants) Au BDZ de Leipzig Les filières, déjà installées, ont été alimentées selon leur capacité nominale en charge hydraulique Une augmentation de 50% la charge hydraulique appliquée sur les séquences à 100% a été décidée par le comité de pilotage de l’étude en raison de la faible de concentration des eaux usées brutes, pour obtenir une charge organique plus en rapport avec la capacité nominale des dispositifs Capacité nominale Charge organique Plateforme Ratio déclarée moyenne Unité EH EH % CSTB, Nantes 5 4,3 86 % BDZ, Leipzig 4 3,2** 80 % *décision du 6 4,5** 75 % constructeur 9 6,5** 72 % ** effet baignoire 6 4* 3,8** 63 % 39 - uniforme 200L 9 4* 4,7** 52 % Evreux 1er octobre 2009
  40. 40. TABLEAU DE SYNTHÈSE DES RESULTATS Le tableau de synthèse diapo suivante présente : Les 20 filières, présentées en ordre alphabétique 4 paramètres majeurs pour les filières sont considérés : PARAMETRE CONSIDERE Classe 1 Classe 2 Classe 3 Surface immobilisée < 10 m2 10-25 m2 > 25 m2 ∆H entrée/sortie de la filière (paramètre ∆H < 30 cm 30-100 cm ∆H > 100 cm en lien avec l’adaptation au terrain) Robustesse du fonctionnement (% de non conformités sur les paramètres < 10 % 10-20 % > 20 % DBO5/DCO/MES par rapport aux exigences de l’étude (25/125/35 mg/L)) Influence des performances sur les MeS sur la pérennité d’infiltration des eaux < 10 mg/L 10-30 mg/L > 30 mg/L usées traitées 40 - Evreux 1er octobre 2009
  41. 41. Surface ∆H Fil % non MeS FILIÈRE Résumé des Performances ® occupée d’eau conformité (mg/l) 3K PLUS - HUBER AQUA max BASIC – ATB Autoépure SINT BFK 4 DN2000 Z1 - LAUTERBACH-KEIßLING BioDisk BA – KLARGESTER BIO-wsb-N wsb®-Clean Basic – BERGMAN Ecofix STB-500 - PREMIER TECH EcoflexTM EFX-300 - PREMIER TECH Filtre à sable vertical avec Septodiffuseur® - SEBICO Filtre à sable vertical drainé - DTU 64-1 Filtre horizontal planté de roseaux – SINT KP253 PAL – NORDBETON MF-HKA4 – BUSSE OPUR Supercompact 5/3 – BORALIT Oxyfix C90 – ELOY PKA UFZ C+ H 4 E – UFZ SanoClean XL – MALL STM5 – AQUAMATIC YYY – XXX 41 - Zéolithe - EPARCO Evreux 1er octobre 2009
  42. 42. Présentation des 20 filières en 3 familles 1- les massifs filtrants FILIERE FAMILLE Filtre à sable vertical drainé - DTU 64-1 Massif Filtrant Filtre horizontal planté de roseaux – SINT Massif Filtrant Autoépure SINT Massif Filtrant PKA UFZ C+ H 4 E – UFZ Massif Filtrant Filtre à sable vertical avec Septodiffuseur® - SEBICO Massif Filtrant Massif à Zéolithe - EPARCO Massif Filtrant BFK 4 DN2000 Z1 - LAUTERBACH-KEIßLING Massif Filtrant EcoflexTM EFX-300 - PREMIER TECH Massif Filtrant Ecofix STB-500 - PREMIER TECH Massif Filtrant Le principe de fonctionnement d’un massif filtrant repose sur la percolation de l’eau usée au travers du massif. La biomasse G épuratrice se développe au sein du massif. Dans cette famille, 9 types très différents sont testées : des dispositifs extensifs traditionnels (filtre à sable vertical, vertical planté de roseaux, horizontal planté de roseaux), des massifs à surfaces réduites (zéolithe, sable, copeaux de coco, textile), et même un très compact garni de sable. Evreux 1er octobre 2009
  43. 43. Présentation des 20 filières en 3 familles 2- les cultures fixées FILIERE FAMILLE Oxyfix C90 – ELOY Cultures Fixées ® 3K PLUS - HUBER Cultures Fixées KP253 PAL – NORDBETON Cultures Fixées BIO-wsb-N wsb®-Clean Basic – BERGMAN Cultures Fixées BioDisk BA – KLARGESTER Cultures Fixées sur Biodisques Le principe de fonctionnement de ces dispositifs repose sur le développement de la biomasse épuratrice sur un support qui est mis en contact avec l’eau usée à traiter . G Dans cette famille sont testés 4 types différents : des cultures fixées immergées sur différents supports (deux fixes, un fluidisé et un en rotation dans le biodisque), et une culture fixée sur une garnissage type pouzzolane, la biomasse restant émergée en dehors des périodes d’alimentation. Evreux 1er octobre 2009
  44. 44. Présentation des 20 filières en 3 familles 3- les cultures libres FILIERE FAMILLE OPUR Supercompact 5/3 – BORALIT Cultures Libres AQUA max BASIC – ATB Cultures libres SBR SanoClean XL – MALL Cultures libres SBR YYY – XXX Cultures libres SBR STM5 – AQUAMATIC Cultures libres + Biodisques MF-HKA4 – BUSSE Cultures libres + Membranes Le principe de fonctionnement de ces dispositifs repose sur le développement de la biomasse épuratrice sous forme libre dans l’eau à épurer. Dans cette famille de 5 dispositifs sont testés 4 types différents : G • une boue activée classique, • trois cultures libre fonctionnant selon le principe du SBR (Sequencing Batch Reactor) c’est-à-dire alimenté par bachée, avec des séquences définies • une culture libre dans laquelle plonge un biodisque quasi totalement immergé •Une culture libre avec membrane Evreux 1er octobre 2009
  45. 45. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% • 20 filières, 20 réponses 30% • 60 % des filières (12/20) 20% répondent 90% du temps à la valeur seuil fixée dans l’étude 10% (MES < 35 mg/L) 0% 0 10 20 30 35 40 50 60 70 80 90 100 45 - Concentrations en MES (mg/L) Evreux 1er octobre 2009
  46. 46. Probabilité des satisfaction des concentrations en DCO 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% • 20 filières, 20 réponses 20% • 60 % des filières (12/20) répondent 90% du temps à la 10% valeur seuil fixée dans l’étude (DCO < 125 mg O2 /L) 0% 0 50 100 125 150 200 250 300 46 - Concentration en DCO (mg/L) Evreux 1er octobre 2009
  47. 47. Occurrencede satisfaction des concentrationsenMES – Probabilité des concentrations en MES Massifs Filtrants Massifs filtrants 100% 90% EcoflexTM EFX-300 - PREMIER TECH 80% Ecofix STB-500 - PREMIER TECH 70% Filtre à sable vertical avec Septodiffuseur® - SEBICO 60% Filtre horizontal planté de roseaux – SINT 50% Filtre à sable vertical drainé - DTU 64-1 40% 38% BFK 4 DN2000 Z1 - LAUTERBACH-KEIßLING 30% PKA UFZ C+ H 4 E – UFZ 20% Massif à zéolithe, EPARCO 10% Autoépure SINT 0% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 47 - Evreux 1er octobre 2009 Concentration en MES (mg/L)
  48. 48. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Massifs filtrants 100% 90% 80% 70% 60% EcoflexTM EFX-300 - PREMIER TECH Ecofix STB-500 - PREMIER TECH 50% Filtre à sable vertical avec Septodiffuseur® - SEBICO 40% Filtre horizontal planté de roseaux – SINT Filtre à sable vertical drainé - DTU 64-1 30% BFK 4 DN2000 Z1 - LAUTERBACH-KEIßLING 20% PKA UFZ C+ H 4 E – UFZ Massif à zéolithe, EPARCO 10% 12% Autoépure SINT 0% 125 0 50 100 150 200 250 300 48 - Evreux 1er octobre 2009 Concentration en DCO (mg/L)
  49. 49. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Cultures fixées 100% 90% 80% 70% 71% 60% 50% 40% Bio wsb N wsb CleanBasic, Bergmann Oxyfix C90, Eloy 30% 3K Plus, Huber 20% BioDisk BA, Klargester 10% KP 253 PAL, Norbeton 0% 0 10 20 30 35 40 50 60 70 80 90 100 49 - Evreux 1er octobre 2009 Concentration en MES (mg/L)
  50. 50. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Cultures fixées 100% 90% 80% 82% 70% 60% 50% 40% Bio wsb N wsb CleanBasic, Bergmann Oxyfix C90, Eloy 30% 3K Plus, Huber 20% BioDisk BA, Klargester 10% KP 253 PAL, Norbeton 0% 0 50 100 125 150 200 250 300 50 - Evreux 1er octobre 2009 Concentration en DCO (mg/L)
  51. 51. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Cultures Libres 100% SBR Membranes 90% 80% 70% 60% 50% YYY, XXX 40% Sanoclean, Mall 30% 32% Aqua Max, ATB 20% STM5, Aquamatic Opur 5/3 Supercompact, Boralit 10% MF HKA 4, Busse 0% 0 10 20 30 35 40 50 60 70 80 90 100 51 - Concentration en MES (mg/L) Evreux 1er octobre 2009
  52. 52. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Cultures Libres 100% SBR Membranes 90% 80% 70% 60% 50% YYY, XXX 40% Sanoclean, Mall 30% Aqua Max, ATB 20% 22% STM5, Aquamatic Opur 5/3 Supercompact, Boralit 10% MF HKA 4, Busse 0% 0 50 100 125 150 200 250 300 52 - Concentration en DCO (mg/L) Evreux 1er octobre 2009
  53. 53. Conclusions sur les familles L’application du protocole en conditions sollicitantes® montre, sur les 40 semaines de test : Que la famille massifs filtrants apporte les meilleures performances Quel la famille cultures libres montre des difficultés à satisfaire aux objectifs fixés Que les performances de la famille cultures fixées se situent entre les deux familles précédentes Dans tous les cas, il est impossible de déduire les performances d’un nouveau produit à partir des seuls résultats présentés. 53 - Evreux 1er octobre 2009
  54. 54. FORUM VEOLIA EAU Performances des 20 filières testées sur plateformes 2. Autres résultats application de charges variées, vieillissement des dispositifs Anne Cauchi, Alexia Hofmann 54 - Evreux 1er octobre 2009
  55. 55. Effet de surcharges organiques et hydrauliques Comparaison de trois séquences : Alimentation à 100% hydraulique Alimentation à 100% hydraulique avec surcharges organiques Alimentation à 240% hydraulique en continu Caractéristiques des eaux usées MES DCO DBO5 brutes au cours de ces séquences (mg/L) (mg/L) (mg/L) Alimentation 100% hydraulique Moyenne 264 531 218 (8 semaines) Écart type 109 215 99 Alimentation 100% hydraulique avec Moyenne 616 1160 567 fortes surcharges organiques (4 semaines) Écart type 611 805 411 Alimentation 240% hydraulique Moyenne 175 449 189 en continu (18 semaines) Écart type 76 93 42 55 - Evreux 1er octobre 2009
  56. 56. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% 90.00% Filtre à sable vertical drainé selon DTU 64-1 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES 100% 20.00% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 56 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  57. 57. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% 90.00% 80.00% Autoepure - SINT 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES 100% 20.00% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  58. 58. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% Filtre à sable avec Septodiffuseur ® - SEBICO 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES 100% 20.00% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 58 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  59. 59. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% 90.00% 80.00% Massif à Zeolithe - EPARCO 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES 100% 20.00% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 59 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  60. 60. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% Ecofix STB-500 - PREMIER TECH 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES 100% 20.00% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 60 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  61. 61. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% 90.00% Ecoflex™ EFX-300 - PREMIER TECH 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% MES 100% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 61 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  62. 62. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% 90.00% Oxyfix C-90 - ELOY 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES 100% 20.00% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 62 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  63. 63. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES 100.00% 90.00% Opur 5/3 supercompact - BORALIT 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES 100% 20.00% MES 100% + à-coups organique 10.00% 240% hydraulique continu 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  64. 64. Synthèse sur les à-coups organiques et hydrauliques S = sensibilité Sensibilité aux FSVD Auto- FSVD Filtre Filtre Filtre Culture Culture DTU épure Septodif. zéolithe Coco Textile fixée libre surcharges : 64-1 Sebico Eparco PTE PTE Eloy Boralit SINT hydrauliques - S - S - S S S organiques S - S - - - - S Certaines filières sont sensibles aux à-coups hydrauliques, d’autres aux à-coups organiques. Il est facile de tester les filières à une charge hydraulique choisie Il est important de pouvoir tester les filières à des charges organiques maîtrisées pour apprécier leurs limites. Evreux 1er octobre 2009
  65. 65. Effet de début du vieillissement des filières Le cœur du protocole en condition sollicitantes® a été reproduit après 3 ans de vie des filières pour verifier la stabilité des performances dans le temps Les phases reproduites portent sur 15 semaines de test, et concernent des surcharges et sous-charges d’alimentation. Les courbes montrant une translation vers la droite traduisent une dégradation des performances au cours du temps 65 - Evreux 1er octobre 2009
  66. 66. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Année 1 et année 3 100.00% Filtre à sable vertical drainé seon DTU 64-1 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES année 1 20.00% MES année 3 10.00% 0.00% 35 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 66 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  67. 67. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Année 1 et année 3 100.00% Filtre à sable vertical drainé selon DTU 64-1 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% DCO année 1 20.00% DCO année 3 10.00% 0.00% 125 0 50 100 150 200 250 300 67 - DCO mg/L Evreux 1er octobre 2009
  68. 68. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Année 1 et année 3 100.00% Autoépure - SINT 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES année 1 20.00% MES année 3 10.00% 0.00% 35 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  69. 69. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Année 1 et année 3 100.00% Autoépure - SINT 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% DCO année 1 20.00% DCO année 3 10.00% 0.00% 125 0 50 100 150 200 250 300 DCO mg/L Evreux 1er octobre 2009
  70. 70. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Année 1 et année 3 100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% Filtre à sable avec Septodiffuseur ® - SEBICO 50.00% 40.00% 30.00% MES année 1 20.00% MES année 3 10.00% 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 70 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  71. 71. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Année 1 et année 3 100.00% 90.00% Filtre à sable avec Septodiffuseur ® - SEBICO 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% DCO année 1 20.00% DCO année 3 10.00% 0.00% 125 0 50 100 150 200 250 300 71 - DCO mg/L Evreux 1er octobre 2009
  72. 72. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Année 1 et année 3 100.00% 90.00% Massif à Zeolithe - EPARCO 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES année 1 20.00% MES année 3 10.00% 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 72 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  73. 73. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Année 1 et année 3 100.00% 90.00% 80.00% Massif à Zeolithe - EPARCO 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% DCO année 1 20.00% DCO année 3 10.00% 0.00% 125 0 50 100 150 200 250 300 73 - DCO mg/L Evreux 1er octobre 2009
  74. 74. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Année 1 et année 3 100.00% Ecofix STB-500 - PREMIER TECH 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES année 1 20.00% MES année 3 10.00% 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 74 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  75. 75. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Année 1 et année 3 100.00% Ecofix STB-500 - PREMIER TECH 90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% DCO année 1 20.00% DCO année 3 10.00% 0.00% 125 0 50 100 150 200 250 300 75 - DCO mg/L Evreux 1er octobre 2009
  76. 76. Probabilité de satisfaction des concentrations en DCO Année 1 et année 3 100.00% 90.00% Oxyfix C-90 - ELOY 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% DCO année 1 20.00% DCO année 3 10.00% 0.00% 125 0 50 100 150 200 250 300 76 - DCO mg/L Evreux 1er octobre 2009
  77. 77. Probabilité de satisfaction des concentrations en MES Année 1 et année 3 100.00% 90.00% 80.00% 70.00% Opur 5/3 supercompact - BORALIT 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% MES année 1 20.00% MES année 3 10.00% 0.00% 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 77 - MES mg/L Evreux 1er octobre 2009
  78. 78. Synthèse sur le début de vieillissement Les massifs filtrants par nature accumulent des boues en leur sein. Certains ne montrent aucun signe de vieillissement à 3 ans, d’autres commencent à présenter des signes d’accumulation de MES. Mais globalement les performances épuratoires sur le carbone sont conservées. Les signes d’altération des performances des microstations traduisent un besoin de vidange des cuves primaires. En dehors de cette nécessité, les performances épuratoires sont conservées dans le temps. D’une façon générale, 3 ans n’est pas une durée suffisante pour juger du vieillissement. Une nouvelle mesure sera établie au bout de 4,5 ans sur 3 filières conservées sur le site du CSTB : massif à zéolithe, massif à copeaux de coco et massif à sable avec septodiffuseur®. Evreux 1er octobre 2009
  79. 79. ZOOM sur les performances des filières sur une longue période : 38 mois La présentation des performances DBO5/DCO/MES sur 38 mois intègre toutes les situations de surcharge, sous-charge, d’arrêt électrique, les températures estivales et hivernales, etc. Elle intègre également l’effet du début du vieillissement Les conditions de tests sur 38 mois de ces filières doivent être considérées comme très sévères pour les charges hydrauliques (jusqu’à 240% du nominal hydraulique sur 18 semaines consécutives) mais moins sévères pour les charges organiques (au maximum 140% du nominal organique sur 5 semaines). 79 - Evreux 1er octobre 2009
  80. 80. Probabilité de satisfaction des concentration en MES CSTB, Nantes - tests 2006/2009 100% 90% 80% 70% référence de l'étude référence de l'arrêté du 7/9/09 60% 50% Filtre à sable vertical drainé selon XP DTU 64-1 40% Septodiffuseurs, Sebico Ecofix, Premier Tech 30% Ecoflex, Premier Tech Oxyfix C90, Eloy 20% Opur 5/3 Supercompact, Boralit filtre à zéolithe, Eparco 10% Autoépure, Epurnature 0% 35 0 10 20 30 30 40 50 60 70 80 90 100 Concentration en MES (mg/L) 80 - Evreux 1er octobre 2009
  81. 81. Probabilité de satisfaction des concentration en DCO CSTB, Nantes - tests 2006/2009 100% 90% 80% 70% 60% 50% Filtre à sable vertical drainé selon XP DTU 64-1 Septodiffuseurs, Sebico 40% Ecofix, Premier Tech 30% Ecoflex, Premier Tech Oxyfix C90, Eloy 20% Opur 5/3 Supercompact, Boralit filtre à zéolithe, Eparco 10% Autoépure, Epurnature 0% 0 50 100 150 200 250 300 Concentration en DCO (mg/L) 81 - Evreux 1er octobre 2009
  82. 82. Probabilité de satisfaction des concentration en DBO5 CSTB, Nantes - tests 2006/2009 100% 90% référence de l'étude 80% référence de l'arrêté du 7/9/09 70% 60% 50% 40% Filtre à sable vertical drainé selon XP DTU 64-1 Septodiffuseurs, Sebico 30% Ecofix, Premier Tech Ecoflex, Premier Tech Oxyfix C90, Eloy 20% Opur 5/3 Supercompact, Boralit filtre à zéolithe, Eparco 10% Autoépure, Epurnature 0% 25 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Concentration en DBO5 (mg/L) 82 - Evreux 1er octobre 2009
  83. 83. Synthèse des résultats sur 38 mois d’alimentation Dans les conditions sévères de ces 38 mois d’essais comprenant la double application du protocole en conditions sollicitantes® on constate sur les huit filières testées sur la plateforme du CSTB de Nantes : 1. Que l’exigence de respect de la concentration de 30 mg/L en sortie pour les MES est satisfaite au moins 90% du temps par cinq d’entre elles, aucune ne satisfaisant cet objectif moins de 65% du temps. 2. Que l’exigence de respect de la concentration de 35 mg/L en sortie pour la DBO5 est satisfaite au moins 90% du temps par sept d’entre elles, aucune ne satisfaisant cet objectif moins de 86% du temps. Les performances exigées par l’article 7 de l’arrêté du 07.09.2009 sont manifestement plus difficiles à obtenir en MES qu’en DBO5. Evreux 1er octobre 2009
  84. 84. Synthèse des résultats sur 38 mois d’alimentation (2) Les conclusions émises plus haut sur les performances par familles se trouvent confirmées, les massifs filtrants présentant les meilleurs niveaux de traitement, les cultures fixées immergées venant se situer dans leur moyenne et les cultures libres venant ensuite avec des performances restant honorables et dans tous les cas très supérieures à celles de fosses septiques. Au plan de l’exploitation, les filtres accessibles rendent possible des interventions préventives annuelles permettant d’optimiser ou de maintenir les performances. Un mot sur les boues : 1. Les fosses septiques, après 4 ans de fonctionnement dans des conditions sévères ne nécessitent pas de vidange. 2. La micro station à cultures libres a été vidangée tous les 6 mois environ tandis que celle à cultures fixées immergées n’a du l’être qu’au bout de 36 mois. Evreux 1er octobre 2009
  85. 85. FORUM VEOLIA EAU Les eaux usées artificielles Virginie Maisonnave 85 - Evreux 1er octobre 2009
  86. 86. Contexte Les caractéristiques des eaux usées domestiques utilisées pour les tests de marquage CE varient fortement selon les sites et les périodes Deux laboratoires en règle avec les exigences de la marque CE peuvent tester des produits dans des conditions manifestement différentes. Dans cette perspective et afin, lors des essais de marquage CE, d’avoir l’assurance qu’une partie fixe des tests puisse se faire avec des eaux usées toujours les mêmes, l’idée de réaliser des eaux usées artificielles nous est venue Cette présentation a pour objectifs de décrire la procédure utilisée pour réaliser la reconstitution d’une eau usée artificielle et de présenter les résultats des essais en laboratoire, puis sur une plateforme de tests. 86 - Evreux 1er octobre 2009
  87. 87. Rappel du cahier des charges Les eaux usées artificielles doivent être aisément reproductibles quels que soient les sites sur lesquels elles seront utilisées ; Le nombre d’ingrédients mélangés doit être aussi limité que possible ; La composition d’eau usée ciblée est une composition classique pour des eaux usées domestiques soit MES 350 mg/L ; DBO5 400 mgO2/L ; DCO 880 mgO2/L ; N-NTK 80 mgN/L et P 10 mg P/L ; La vitesse de biodégradabilité de l’eau usée doit être respectée Le coût des ingrédients utilisés doit être négligeable face au coût du marquage CE dans le cadre d’un essai en laboratoire sur 20m3 journaliers utilisés sur 5 semaines 87 - Evreux 1er octobre 2009
  88. 88. Essais en laboratoire pour déterminer le meilleur talon à utiliser Pour obtenir les matières en suspension et la DCO particulaire de l’eau usée reconstituée, il faut partir d’un talon de boues. Trois types de talons ont été testés : le premier est de l’eau usée du réseau de Maisons-Laffitte, décantée et centrifugée pour être concentrée ; le deuxième est la boue décantée du décanteur lamellaire du centre de recherche de Maisons-Laffitte ; le troisième est la boue primaire du digesteur de Saint-Thibault-des- Vignes. A partir d’une formulation déjà utilisée par le laboratoire du CEMAGREF, et adaptée aux exigences de ces essais et aux concentrations de ces talons de boues, les ingrédients suivants ont été choisis : pour l’apport en DCO, DBO5 et N : glycine et glycérol pour l’apport en N, P et autres minéraux : MgSO4,7H2O, K2HPO4, NH4Cl et Na2HPO4 88 - Evreux 1er octobre 2009
  89. 89. Résultats des tests en laboratoire Les analyses des talons de « boue » avant ajout des ingrédients donnent les résultats suivants : MES MVS DCO DCO NTK NH 4 Ptot Paramètres tot sol mg/l %MS mgO2 /l mgO2/l mgN/l mgN/l mgP/l Eau décantée 348 75% 459 43 17 7 5 Maisons-Laffitte Boue décanteur 400 77% 700 75 20 10 5 Maisons-Laffitte Boue digesteur 357 68% 415 16 14 2.4 8 Saint-Thibault La différence entre ces trois talons provient des MVS, de la DCO totale et de la DCO soluble. Cela induit donc des quantités d’ingrédients à ajouter très différentes. 89 - Evreux 1er octobre 2009
  90. 90. Résultats des tests en laboratoire En fonction de ces résultats, les quantités d’ingrédients à rajouter sont alors calculées avec le tableur et les valeurs obtenues sur l’eau reconstituée sont les suivantes : MES DCO DCO DBO5 NTK NH4 Ptot Paramètres tot sol mg/l mgO 2/l mgO 2/l mgO 2/l mgN/l mgN/l mgP/l Eau décantée 348 791 410 390 76 37 15 Maisons-Laffitte Boue décanteur 400 790 150 353 75 61 8 Maisons-Laffitte Boue digesteur 357 808 445 401 72 38 12 Saint-Thibault Globalement, les trois eaux usées artificielles sont comparables et les valeurs des caractéristiques obtenues sont proches. La quantité des ingrédients organiques à ajouter dépend de la concentration initiale en DCO du talon, d’où des concentrations variables en DCO soluble. 90 - Evreux 1er octobre 2009
  91. 91. Résultats des tests en laboratoire Cinétique d'évolution de la DBO5 450 400 350 300 DBO5 (mgO2/l) 250 200 150 100 50 0 1 jour 2 jours 5 jours Eau décantée Maisons-Laffittte Boue décanteur Maisons-Laffitte Boue digesteur Saint-Thibault Les cinétiques d’évolution sont conformes à celle d’une eau usée et la DBO5 finale est très proche de la valeur fixée. 91 - Evreux 1er octobre 2009
  92. 92. Conclusions sur ces tests en laboratoire Les deux premiers talons montrent une très grande variabilité des concentrations initiales dans les échantillons prélevés. La boue digérée a été choisie car c’est la moins susceptible de varier dans le temps. A partir de trois talons très différents en composition initiale, la reconstitution de l’eau usée artificielle est possible, et reproductible d’un site à un autre. Il est important alors, pour appliquer ce protocole sur le terrain, de s’assurer de la stabilité du talon initial qui devra être conservé sur site pour plus de facilité pendant la durée des tests. 92 - Evreux 1er octobre 2009
  93. 93. Vérification de la stabilité dans le temps du talon retenu et de la reproductibilité du mélange L’objectif est de simplifier la reconstitution de l’eau usée artificielle en ayant à réaliser une seule livraison de boue pour l’ensemble des essais Pour vérifier l’absence de variabilité de cette boue digérée, deux protocoles ont été mis en place : le premier consiste à prélever 5 litres de boues digérées sur une station d’épuration et à en analyser un échantillon chaque semaine pendant 4 semaines le second protocole consiste à se rendre sur la station d’épuration à deux dates différentes pour y prélever la boue et l’analyser 93 - Evreux 1er octobre 2009
  94. 94. Essais en laboratoire pour vérifier la stabilité du talon retenu et la reproductibilité du mélange boue digérée de Cergy prélevée le 28 juin 2009 Date MS MVS DCOt NTK NH4 Pt analyse (g/l) (%) (gO 2/l) (gN/l) (gN/l) (mgP/l) 26/06/08 22,8 60 20 1,6 1,2 17,9 30/06/08 23,4 58,5 12 1,3 1,1 17,5 07/07/08 23,3 58,5 15 1,4 1,1 16,6 16/07/08 20,8 58,7 22 1,3 1,2 19 boue digérée d’Achères prélevée le 28 juin 2009 Date MS MVS DCOt NTK NH4 Pt analyse (g/l) (%) (gO 2/l) (gN/l) (gN/l) (mgP/l) 26/06/08 18,5 55,8 17 1,5 1,1 3,5 30/06/08 19,9 55,7 18 1,5 1,3 4,6 07/07/08 18,8 54,9 17 1,2 0,9 1,4 Toutes ces valeurs sont très proches : les boues digérées ont donc une grande stabilité dans le temps. 94 - Evreux 1er octobre 2009
  95. 95. Essais en laboratoire pour vérifier la stabilité du talon retenu et la reproductibilité du mélange La boue digérée est une boue stabilisée et à ce titre, et nous l’avons vérifié, elle ne varie pas de façon significative dans le temps, permettant un protocole de reconstitution de l’eau usée artificielle, reproductible et aisé à mettre en œuvre. L’étape suivante est donc d’adapter ces essais en laboratoire à des essais de terrain pour l’alimentation réelle de dispositifs d’assainissement domestique. Nous avons choisi la plateforme de tests de marquage CE du CSTB à Nantes sur laquelle nous étudions depuis 3 ans des filières d’assainissement individuel. 95 - Evreux 1er octobre 2009
  96. 96. Rappel des objectifs et du protocole L’objectif de cette étape est d’alimenter l’ensemble des filières avec une eau usée de composition identique chaque jour Le prélèvement du talon de boue est effectué quotidiennement ; l’analyse de la boue a donné une concentration moyenne sur la durée de l’étude de 38 g/L; il faut donc environ 55 L pour reconstituer les 6 m3 d’eau usée nécessaire à l’alimentation des 8 filières (5 EH à 150L/j). Les quantités d’ingrédients sont alors ajoutées ainsi que l’eau nécessaire (750 L par filière testée à 100%) dans une cuve de 10m3 qui restera agitée pendant 24h. L’alimentation des filières avec l’eau usée ainsi reconstituée est effectuée. 96 - Evreux 1er octobre 2009
  97. 97. Résultats sur l’eau brute reconstituée Eaux artificielles période du 5 février 2009 au 12 mars 2009 alimentation 100% MES DCO DBO5 mg/l mgO2/l mgO2/l Entrée Moy 367 ± 133 663 ± 74 214 ± 86 Eaux urbaines toutes périodes 2006-2009 alimentation 100% MES DCO DBO5 mg/l mgO2/l mgO2/l Entrée Moy 348 ± 320 693 ± 481 317 ± 241 97 - Evreux 1er octobre 2009
  98. 98. Résultats sur les sorties filières SORTIES FILIERES Eaux artificielles Eaux urbaines 2006-2009 MES DCO DBO5 MES DCO DBO5 mg/l mgO2/l mgO2/l mg/l mgO2/l mgO2/l Moy 17 ± 4 54 ± 8 6 ±2 22 ± 16 80 ± 28 13 ± 7,9 Oxyfix Rdt 95% 92% 97% 94% 88% 96% Moy 16 ± 7 87 ± 53 20 ± 25 39 ± 48 133 ± 81 21 ± 18 Opur 5/3 Rdt 96% 87% 91% 89% 81% 94% FSVD Moy 6 ±2 36 ± 8 5 ±4 7 ± 6 44 ± 22 5 ± 2,4 Rdt 98% 95% 97% 98% 94% 99% Autoepure Moy 16 ± 4 56 ± 20 19 ± 18 14 ± 14 74 ± 55 6 ± 12 Rdt 96% 92% 91% 96% 89% 98% Septo Moy 18 ± 5 70 ± 28 18 ± 16 21 ± 17 79 ± 39 16 ± 12 diffuseur Rdt 95% 89% 92% 94% 89% 95% Ecofix Moy 17 ± 5 55 ± 9 11 ± 7 11 ± 8 58 ± 24 8 ± 4,1 Rdt 95% 92% 95% 97% 92% 98% Ecoflex Moy 20 ± 4 83 ± 15 20 ± 11 12 ± 13 60 ± 40 8 ± 11 Rdt 95% 87% 91% 96% 91% 97% Eparco Moy 36 ± 12 125 ± 39 29 ± 19 18 ± 12 98 ± 76 14 ± 6,6 Rdt 90% 81% 86% 95% 86% 96% 98 - Evreux 1er octobre 2009
  99. 99. Quelques pistes de conclusions et d’aménagements Premières conclusions : La reconstitution est satisfaisante pour les paramètres MES et DCO totale, la DBO5 est encore trop faible L’évolution sur 24h de la DBO5 est plus marquée que celle enregistrée en laboratoire L ’injection de cette eau usée artificielle sur les filières induit des concentrations en sortie de filières similaires à celles constatées avec une eau usée urbaine. Améliorations technologiques envisageables : Optimisation du mélange Automatisation de l’injection des ingrédients Amélioration de la formulation du carbone assimilable L’eau usée artificielle : c’est déjà possible 99 - Evreux 1er octobre 2009
  100. 100. FORUM VEOLIA EAU Quelles eaux usées pour tester les P.I.A ? Christian VIGNOLES 100 - Evreux 1er octobre 2009
  101. 101. Des eaux usées ... issues d’une maison, c’est comment ? La question semble outrecuidante voire insolente … L’EN 12556.3 nous dit que la concentration en DBO5 doit être comprise entre 150 et 500 mg/L, elle nous dit aussi que le volume journalier par habitant est de 150 litres. D’autres documents de référence normatifs nous disent que les volumes par jour et par habitant sont de 330 litres … Les statistiques en France nous parlent en 2007 de 137 litres par jour et par habitant, Des études de 2008 à Berlin montrent des consommations autour de 80 litres par habitant, et des concentrations en DBO5 autour de 700mg/L, La DERU de 1991 fixe à 60 grammes quotidiens de DBO5 la pollution organique émise par habitant. On garde quoi? 101 - Evreux 1er octobre 2009
  102. 102. Les « vraies » eaux usées pour tester les produits, elles sont comment ? Les eaux usées issues de réseaux collectifs qui entrent dans une unité de traitement sont différentes des eaux usées reçues par une installation de traitement individuelle Les différences de charge organique et de charge hydraulique de ces eaux usées s’expliquent par des raisons simples : 1. Pour l’hydraulique : les réseaux accueillent souvent des eaux parasites ou des eaux claires, même en mode séparatif, avec en plus, des déversoirs d’orage en mode unitaire. 2. Pour la charge organique : les dysfonctionnements hydrauliques décrits ci-dessus expliquent une perte de charge organique vers le milieu, ou au mieux une dilution. De même, des parties de pollution se stockent dans les tuyaux … Le résultat, c’est qu’un réseau collectif ne peut donner des eaux usées représentatives de celles sortant d’une maison individuelle… 102 - Evreux 1er octobre 2009
  103. 103. Les eaux usées entrant dans les usines de plus de 10000 habitants 103 - Evreux 1er octobre 2009
  104. 104. Des eaux usées réelles alimentent des plateformes notifiées pour le marquage CE … Plateforme Période de Origine des Concentration d’essais mesures eaux usées en DBO5 (mg/l) 1 2004/2008 Réseau public 274 2 2006/2009 Réseau public 289 3 2009 Réseau public 360 4 2009 Immeuble 728 104 - Evreux 1er octobre 2009
  105. 105. Des eaux usées plus pertinentes pour des essais plus performants… Les eaux usées issues de réseaux d’assainissement montrent des concentrations moyennes en DBO5 plus faibles que celles mesurées dans les mêmes conditions en sortie d’immeuble. Les concentrations en DBO5 mesurées en plateformes notifiées présentent entre 30% et 50% des valeurs inférieures à 300 mg/l sur des échantillons moyens 24 heures. La plage de concentrations pour les eaux usées d’essais de l’EN12566-3 (150 à 500 mg/l) montre quelque limite puisque des eaux usées réellement sorties d’immeuble sont hors du domaine des eaux usées acceptées pour des tests. En résumé, il est indispensable de confirmer la réalité des charges organiques à dégrader en sortie d’habitation pour ouvrir la voie à des eaux usées permettant des essais pertinents pour évaluer ce que sera la vraie vie des outils épuratoires. VEOLIA EAU a lancé des travaux sur ce sujet. 105 - Evreux 1er octobre 2009
  106. 106. Merci de votre attention Nous sommes à l’écoute de vos questions 106 - Evreux 1er octobre 2009

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