An assessment of the respective contributions of flow-rate and concentration variations to mass discharge variations at the outlets of two combined catchments during rain events

International audienceThis paper presents a method for assessing the respective contributions of the variations of flow-rate and concentration of any pollution parameter to the variations of the mass discharge of the same parameter. This method uses a specially designed decomposition of variance, which gives a priority to the information provided by flow-rates, either directly, or through the correlation between flow-rates and concentrations. To demonstrate the potential interest of this method, data monitored on two catchments in the city of Paris (France) are processed according this method, with turbidity being used as a surrogate for suspended solids concentration. Results show that volumes provide a fairly good evaluation of masses at the scale of whole events. Inside any particular event, concentrations are major contributors to the variations of mass discharge, despite the correlations between flow rate and concentration which may be observed for many rain events

Évaluation de la contribution des dépôts aux flux de matières en suspension par temps de pluie dans les réseaux d'assainissement unitaires

Trois sources de polluants de temps de pluie ont été déterminées à l'exutoire des réseaux d'assainissement unitaires : les eaux usées, les eaux de ruissellement et le stock de dépôt contenu dans le réseau. Plusieurs études ont évalué la contribution de ces trois sources au moyen d'un bilan de masses à partir de quelques événements pluvieux (Krejci et al., 1987; Chebbo, 1992; Gromaire et al., 2001; Soonthornnonda and Christensen, 2008; Gasperi et al., 2010). Les résultats obtenus mettent en évidence le rôle important des dépôts comme une source significative de MES, voire majeure, lors des épisodes pluvieux. Ces contributions ont été évaluées pour des réseaux d'assainissement surdimensionnés pour les écoulements de temps sec, de faible pente, présentant des zones connues d'accumulation de dépôts (grossiers) (Ahyerre et al., 2001; GROMAIRE et al., 2006). Par ailleurs la quantification précise des différentes entrées (eaux usées, eaux de ruissellement) et de leur variabilité a souvent été abordée de manière simplifiée. En effet, ces études ont été menées sur un nombre restreint d'événements pluvieux en les comparant à quelques journées de temps sec, sur la base d'échantillons prélevés in situ à des intervalles de temps de plusieurs minutes voire plusieurs dizaines de minutes. Ces évaluations soulèvent certaines questions concernant l'importance de l'effet des incertitudes dans le calcul et nécessitent pourtant une bonne description des entrées incluant leur variabilité. Dans le cadre du réseau d'observatoires français SOERE " URBIS " ont été constituées des bases de données de mesure en continu de la turbidité cumulant plusieurs centaines d'événements pluvieux et autant de journées sèches pour deux sites de caractéristiques différentes : Clichy à Paris et Ecully à Lyon. Ces mesures, converties en concentration en matières en suspension (MES) par des relations MES-Turbidité et couplées avec un modèle de concentrations moyennes événementielles des eaux de ruissellement, ont permis d'évaluer la contribution des dépôts aux masses événementielles des MES observées à l'exutoire de deux bassins versants de caractéristiques très différentes. La contribution des trois sources aux flux de MES à l'échelle de l'événement a été évaluée par une approche de bilan de masse entre l'entrée (eaux usées et eaux de ruissellement) et la sortie (exutoire) du réseau de chaque bassin versant a été réalisée. La méthode proposée permet de prendre en compte toutes les sources d'incertitudes et de variabilité des entrées et de la sortie. Les bilans réalisés sur des bases de données représentatives (88 événements pluvieux à Clichy et 200 événements à Ecully) consolident les résultats similaires suggérés par d'autres études : la masse en MES transitée à l'exutoire pendant un événement pluvieux ne correspond pas à la somme des masses en provenance des eaux usées et des eaux de ruissellement, cette dernière composante étant minoritaire. La contribution des dépôts dans le réseau se situe entre 20 et 80% de la masse de MES observés à l'exutoire en temps de pluie. La robustesse de cette estimation a été établie par une étude de sensibilité aux incertitudes et aux hypothèses affectant le bilan. Ces résultats confirment et affinent les évaluations obtenues précédemment (Gasperi et al., 2010) sur le réseau d'assainissement parisien. De plus, à l'échelle d'un événement pluvieux le dépôt mobilisé ne représente qu'une faible épaisseur si on rapporte la masse érodée concernée à une surface de collecteur immergée par temps sec : de l'ordre de 1 à 3 mm le long de l'ensemble du collecteur du Clichy. Ils montrent aussi que cette contribution n'est pas spécifique au réseau parisien de faible pente et surdimensionné mais aussi elle est importante dans un réseau d'assainissement comme celui d'Ecully qui a une pente de 2.7% contre 0,14% pour le réseau de Clichy et il ne présente pas aussi de zones connues d'accumulation de sédiments

Flux de micropolluants à l'exutoire de réseaux séparatifs : modélisation des flux annuels par couplage des campagnes évènementielles et des suivis en continu de grandeurs physiques (pluie, débits, turbidité)

Des données de suivi en continu de la turbidité et du débit et des données de suivi événementiel par prélèvements et analyse des micropolluants (MES, CO, métaux, HAP, alkyl-phénols, PBDE, pesticides) ont été acquises dans le cadre du projet INOGEV. Une dizaine de mesures événementielles par polluant sur trois sites expérimentaux ont été couplées avec une centaine d'événements pour lesquels on dispose de mesure en continu de turbidité. Une méthodologie d'évaluation des flux annuels des micropolluants et de leurs incertitudes a été proposée en tenant compte de la corrélation entre les polluants et leurs vecteurs particulaires (MES) et de la variabilité des concentrations des micropolluants à l'échelle annuelle. Les résultats obtenus sur deux sites de mesure en continu (Sucy en Brie en Île-de-France et Chassieu à Lyon) montrent que les flux annuels de micropolluants peuvent être estimés avec des incertitudes allant de ±10% à ±50%. De plus, la variabilité inter-annuelle des flux moyens annuels est principalement liée aux conditions météorologiques

Relationship between turbidity and total suspended solids concentration within a combined sewer system.

8 pagesInternational audienceThis article confirms the existence of a strong linear relationship between turbidity and total suspended solids (TSS) concentration. However, the slope of this relation varies between dry and wet weather conditions, as well as between sites. The effect of this variability on estimating the instantaneous wet weather TSS concentration is assessed on the basis of the size of the calibration dataset used to establish the turbidity - TSS relationship. Results obtained indicate limited variability both between sites and during dry weather, along with a significant inter-event variability. Moreover, turbidity allows an evaluation of TSS concentrations with an acceptable level of accuracy for a reasonable rainfall event sampling campaign effort

MENTOR ou une méthodologie et des outils opérationnels de conception et de qualification de sites de mesures en réseau d'assainissement

International audienceLe projet MENTOR (MEasurement sites conception method for sewer NeTwORks) a pour objectif principal d'aider les gestionnaires dans la mise en place d'une instrumentation intégrée de la chaîne de mesures visant à mieux surveiller en continu la quantité et la qualité des masses d'eau rejetées par les systèmes urbains d'assainissement. Ce projet permettra la mise au point d'outils opérationnels destinés aux gestionnaires et aux responsables de métrologie des réseaux d'assainissement urbains. Il fournira également des recommandations au niveau organisationnel qui aideront à l'acquisition de " bonnes pratiques métrologiques ". Nous présenterons le détail de la démarche puis nous illustrerons cela par quelques cas concrets traités par les partenaires du projet

JDHU 2006

Pas de résumé. C'est un avant-propos

Hydrologie des milieux urbains pour la maîtrise de la pollution des eaux et des sols

Cet ouvrage présente les principaux résultats de l'opération de recherche du LCPC " Hydrologie des milieux urbains pour la maîtrise de la pollution des eaux et des sols " qui s'est déroulée pendant 4 ans (2006-2009). Le programme de recherche a eu pour objectif le développement conjoint i) de connaissances sur les processus intervenant dans les transferts d'eau et de polluants en milieu urbain, et ii) de savoir-faire sur le diagnostic des systèmes d'assainissement et leurs impacts sur les milieux récepteurs. Des avancées significatives ont été obtenues sur une série de sujets : - l'acquisition de base de données à des fins de recherche, généralement en continu et sur de longues durées ; - des contributions pour une modélisation hydrologique intégrée et spatialisée des hydrosystèmes (péri)urbains ; - le développement d'outils pour estimer les flux polluants en réseaux d'assainissement, en particulier la mesure de la turbidité en continu ainsi qu'un modèle dédié à l'évaluation des déversements de temps de pluie des réseaux séparatifs d'eaux usées ; - l'évaluation de procédés de traitement des effluents de temps de pluie, avec un retour d'expérience sur un important décanteur lamellaire et l'étude des filtres plantés de roseaux pour traiter les surverses de réseaux unitaires ; - le test d'indicateurs d'impact des rejets de temps de pluie sur les petites rivières urbaines, à partir des indicateurs biologiques traditionnels et sur supports artificiels ; - enfin l'étude des structures alvéolaires ultra-légères comme technique moderne de gestion des eaux pluviales en site contraint

Méthode de validation de données débitmétriques de temps sec en réseau d’assainissement

International audienc

De la gestion patrimoniale des réseaux d’assainissement aux techniques alternatives de gestion des eaux pluviales, une nouvelle histoire à écrire pour la gestion intégrée des eaux urbaines

Le patrimoine des ouvrages alternatifs de gestion des eaux pluviales ne cesse de s’accroître depuis maintenant plusieurs décennies. Pour les collectivités, organiser le recensement et développer des méthodes pour optimiser le fonctionnement et l’exploitation sur le long terme de ces ouvrages devient donc une préoccupation majeure. À partir du retour d'expérience de la Métropole de Lyon et des connaissances issues de la gestion la patrimoniale des réseaux d’assainissement, cet article permet d'identifier les questions émergentes et d'apporter des premiers éléments de réponse pour la mise en œuvre de la gestion patrimoniale des ouvrages alternatifs de gestion des eaux pluviales

Assessment of annual pollutant loads in combined sewers from continuous turbidity measurements : Sensitivity to calibration data

This article presents a methodology for assessing annual wet weather Suspended Solids (SS) and Chemical Oxygen Demand (COD) loads in combined sewers, along with the associated uncertainties from continuous turbidity measurements. The proposed method is applied to data from various urban catchments in the cities of Paris and Nantes. The focus here concerns the impact of the number of rain events sampled for calibration (i.e. through establishing linear SS/turbidity or COD/turbidity relationships) on the uncertainty of annual pollutant load assessments. Two calculation methods are investigated, both of which rely on Monte Carlo simulations : random assignment of event-specific calibration relationships to each individual rain event, and the use of an overall relationship built from the entire available data set. Since results indicate a fairly low inter-event variability for calibration relationship parameters, an accurate assessment of pollutant loads can be derived, even when fewer than 10 events are sampled for calibration purposes. For operational applications, these results suggest that turbidity could provide a more precise evaluation of pollutant loads at lower cost than typical sampling methods