Contrôle des installations d’assainissement non collectif : l’apport déterminant des outils de diagnostic non destructifs

Depuis juillet 2012, un nouveau cadre juridique s’applique aux installations d’assainissement non collectif, visant à améliorer leur contrôle et leur rénovation progressive. Cette note nous présente une méthodologie de contrôle simplifié des installations élaborée grâce l’apport déterminant des outils de diagnostic non destructifs

Une méthodologie couplant mesures géophysiques et ponctuelles afin d'estimer la perméabilité d'un site destiné à l'infiltration d'eau usée traitée

Lorsqu'il n'existe pas d'autre exutoire possible ou que l'on souhaite réduire les volumes déversés vers le milieu récepteur superficiel, l'eau usée traitée à la sortie des stations d'épuration est infiltrée à proximité. Cette pratique fait émerger des questionnements d'ordre opérationnel et environnemental : comment dimensionner un ouvrage d'infiltration et quels sont les impacts éventuels sur le milieu récepteur souterrain ? Des études préalables sont recommandées pour les zones de rejet végétalisées et obligatoires dans le cas des zones d'infiltration mais aucun document ne précise comment prendre en compte l'hétérogénéité spatiale des propriétés du sol. Ces dernières pouvant fortement influencer le cheminement de l'eau vers la nappe ainsi que les quantités susceptibles d'être infiltrées. Le présent article introduit une méthodologie couplant des mesures géophysiques spatialisées et des mesures ponctuelles afin de décrire au mieux la configuration de la proche surface, notamment sa conductivité hydraulique au champ. Le processus hiérarchique proposé permet, en allant de la mesure la plus rapide et la moins précise, à la mesure la plus longue et la plus précise, d'optimiser les plans d'échantillonnage et ainsi réduire le temps et le coût de l'étude. Deux exemples d'application de la méthodologie sont présentés mettant particulièrement en évidence la complémentarité des outils et l'apport de la géophysique notamment sur des milieux fortement remaniés par l'homme

Outils pour caractériser l'hydrodynamique des cultures fixées en assainissement

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TED [Axe_IRSTEA]TED-EPURENational audienc

Outils pour caractériser l'hydrodynamique des cultures fixées en assainissement

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Description du site expérimental ROSEEV après travaux

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TEDCe rapport présente les étapes de la réalisation de la plateforme expérimentale ROSEEV à Mionnay (01) dans le cadre de la sous-action n°46. Cette plateforme est destinée à l’étude sur le long-terme de l’impact de l’infiltration d’eau usée traitée sur trois sols. Ces derniers ont été sélectionnés afin d’être représentatifs des sols se trouvant à proximité des stations de traitement des eaux usées. Le dispositif expérimental repose sur trois lysimètres qui sont des monolithes de sols non remaniés dont la masse est mesurée en permanence de façon à parvenir à des bilans hydriques précis. Le rapport présente en détail l’étape d’échantillonnage qui est déterminante afin d’éviter tassements et écoulements préférentiels le long des parois. Il présente également l’instrumentation mise en oeuvre ainsi que le système d’alimentation en eaux usées traitées et le système d’évacuation des effluents en sortie

Projet ROSEEV. Essais d’infiltration en colonne

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TEDCe rapport est dédié aux résultats des essais en colonne effectués au cours de l’année 2015. Ces tests ont été mis en oeuvre afin de fixer les charges hydrauliques et organiques à appliquer sur les lysimètres et étudier l’effet du mode d’alimentation. Les essais ont été réalisés dans le hall expérimental de la Feyssine sur un des trois sols choisis pour les lysimètres : le sol provenant du site de Bègles où se déroule le projet scientifique Biotrytis (sous-action 2 de l’action ONEMA). Ce sol est caractérisé par un taux élevé en argile et donc une faible perméabilité hydraulique. Deux charges hydrauliques et deux modes d’alimentation ont été comparés en termes de capacité d’infiltration, fréquence de flaquage, oxygénation de la colonne et performances de traitement. Une attention particulière a été portée sur le phosphore, en mesurant sa rétention dans les colonnes et la capacité d’adsorption du sol. Les résultats mettent en évidence une réduction très rapide de la conductivité hydraulique lorsque les colonnes sont alimentées en continue. L’hypothèse à même d’expliquer au mieux cette réduction est le gonflement des argiles et notamment de la Montmorillonite dont la présence a été identifiée. Une alimentation par alternance à pour sa part permis d’infiltrer les deux charges appliquées sur la totalité de l’étude. Une alternance de 3,5 jours d’alimentation et de 3,5 jours de repos semble appropriée. L’alternance, qui fait varier l’état de saturation de la colonne et donc les équilibres pH-redox, est susceptible de provoquer des phénomènes de relargage d’éléments adsorbés. Néanmoins, dans le cadre de cette étude, ceci n’a pas été observé. En ce qui concerne le phosphore, durant les 3 mois ½ d’expérimentation, les capacités d’adsorption n’ont pas été dépassées et les colonnes ont retenu jusqu’à 700 mg de P par kg de sol dans les premiers centimètres. Cette valeur est à mettre en regard avec la capacité d’adsorption estimée en batch à 590 mg de P par kg de sol

Résultats des six premiers mois de suivi de la plateforme lysimétrique de Mionnay (69). Rapport intermédiaire

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TEDCe rapport est consacré à la connaissance plus approfondie des trois sols retenus pour l'étude et du comportement des polluants entrants et sortants des lysimètres. Afin de connaitre l'état initial des trois sols, la caractérisation de leurs propriétés texturales, hydrodynamiques et géochimiques a été effectuée grâce à des analyses en laboratoire. Un suivi hydraulique ainsi que le suivi des polluants majeurs et des éléments traces métalliques pendant les 6 premiers mois d'alimentation ont été réalisés grâce aux lysimètres. On peut retenir les éléments suivants : - la capacité d'infiltration du sol provenant d'Ars-sur-Formans est la plus faible des trois sols de l'étude. Le lysimètre correspondant à ce sol se draine peu pendant les périodes de repos entrainant une limitation du renouvellement en oxygène et par conséquent une nitrification faible. En revanche, la nature des argiles présentes dans ce sol n'indiquent pas de risques de gonflement. La capacité d'échange cationique ainsi que l'adsorption du phosphore peuvent être qualifiées de moyenne. A noter qu'aucune pollution particulière n'a été décelée lors de l'étude du contenu total de ce sol. - la capacité d'infiltration du sol provenant de Civrieux d'Azergues est plus importante que celle du sol d'Ars-sur-Formans. Pendant les périodes de repos le drainage se fait plus efficacement dans lysimètre contenant ce sol que le précédent. En revanche, le fait d'augmenter la valeur de la consigne à la base de ce lysimètre a conduit au développement d'une zone saturée épaisse qui maintient une teneur en eau élevée dans le monolithe durant les périodes d'alimentation. La teneur en argile dans ce sol est faible et comme précédemment, la capacité d'échange cationique ainsi que l'adsorption du phosphore peuvent être qualifiées de moyenne. A noter qu'aucune pollution particulière n'a été décelée lors de l'étude du contenu total de ce sol. - le sol provenant de Bègles présente la plus grande capacité de drainage (avec une très forte variation spatiale) des trois sols. De plus, la présence d'écoulements préférentiels dans le lysimètre correspondant a été démontrée grâce au suivi hydraulique et aux mesures de concentrations élevées en COT en sortie ; ces dernières mesures apportant aussi des informations quant à un phénomène de lixiviation se produisant au sein de ce lysimètre. D'autre part, les capacités d'adsorption du phosphore et d'échange cationique sont élevées et l'analyse du sol indique un risque notable de gonflement des argiles à travers la présence de Montmorillonite. L'analyse de la composition du contenu total des échantillons de ce sol signale des teneurs en carbone organique et en calcium anormalement élevées dans les horizons les plus profonds. De manière générale pour les trois lysimètres, lors du suivi des concentrations des polluants majeurs il a été observé qu'en présence de fortes concentrations en COT et en ammonium, les rendements d'élimination sont très élevés grâce aux processus de filtration et de nitrification, respectivement. Les phosphates et certains éléments traces métalliques (Fe, Li, Al, Mn et Rb) sont retenus dans les trois sols alors que d'autres éléments traces métalliques sont relargués (Cd, As, Sb et U), notamment par le lysimètre correspondant au sol provenant de Bègles

Etudes préalables sur site. Une méthodologie pour décrire un site et choisir les points d'échantillonnage et/ou de mesure de capacité d'infiltration

L'étude préalable du sol en place est une étape indispensable à la conception d'une zone de rejet végétalisée. Parmi les mesures demandées figure la mesure de la vitesse d'infiltration indispensable au dimensionnement de l'ouvrage, surtout s'il s'agit d'une recherche d'infiltration partielle et/ou non permanente ou d'une aire d'infiltration. Les textes et guides actuels ne proposent cependant pas de méthodologie pour localiser l'emplacement de ces mesures (à la surface du site et en profondeur). Ce problème se pose tout particulièrement en présence d'anthroposol (sol fortement remanié par l'activité humaine) comme cela est fréquemment le cas à l'abord des stations de traitement des eaux usées. Ce document propose une méthodologie itérative permettant d'établir, à un coût proportionné à la taille du projet et à la complexité du site à investiguer, une représentation conceptuelle de la proche surface (les premiers mètres du sol) en distinguant les zones et les couches susceptibles de fortement influencer les écoulements d'eau usée traitée dans le sol. La méthodologie proposée repose en grande partie sur l'utilisation de méthodes géophysiques qui permettent d'analyser de grandes surfaces ou de grandes sections de la proche surface en un temps court. Ces outils (la conductimétrie électro-magnétique et la tomographie de résistivité électrique) permettent d'identifier de grands ensembles homogènes et donc d'adapter le plan d'échantillonnage à la question posée. Ils ne se substituent pas à la mesure d'infiltration car les grandeurs géophysiques ne permettent pas de quantifier les vitesses d'infiltration. Une telle approche est plus rapide et moins coûteuse qu'un plan d'échantillonnage pseudo-aléatoire. L'utilisation d'un pénétromètre dynamique portable couplé à un essai géo-endoscopique est également présenté comme une méthode innovante permettant d'affiner la localisation des points de mesure. Ce type d'étude, associée à une connaissance du contexte géologique local, est susceptible d'aider l'hydrogéologue expert dans son évaluation du risque pour le milieu récepteur souterrain, et de permettre un positionnement et un dimensionnement optimisés de l'ouvrage d'infiltration

Méthodologie de suivi in situ en ANC

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TED [Axe_IRSTEA]TED-EPURE [Type_IRSTEA]Rapport d'étudeL’objectif du présent rapport est de mettre un cadre aux modalités de suivi complémentaire in situ en élaborant un (ou plusieurs) protocole (s) de suivi permettant de caractériser l’efficacité réelle des différentes filières sur site

Diagnostic des filtres ANC à l'aide du paramètre O2 : caractérisation expérimentale de la mesure Dräger. Etude des liens entre concentration d'oxygène et colmatage

[Departement_IRSTEA]Ecotechnologies [TR1_IRSTEA]TED [Axe_IRSTEA]TED-EPUREUn dispositif expérimental permettant la caractérisation de la mesure d'oxygène dans les filtres à sable à l'aide du dispositif Dräger a été mis en place. Il consiste en un maillage de sondes optiques à oxygène PreSens d'un domaine entourant un piquage (nécessaire à la mesure Dräger), et permet de connaitre la teneur en eau dans le filtre en fonction de la profondeur. Les expériences sont répétables, comme l'indiquent les résultats obtenus pour deux niveaux de saturation comparables. L'analyse des résultats est basée sur l'évaluation d'un domaine d'influence de la mesure défini comme le volume dans lequel la concentration d'oxygène est modifiée d'au moins 10% par rapport à un état d'équilibre, consécutivement à la mesure Dräger. Le domaine d'influence est indirectement lié au volume pour lequel la valeur mesurée par le Dräger est moyennée. Le domaine d'influence a été caractérisé en volume et répartition spatiale. Il a été observé que les caractéristiques du domaine d'influence Dräger dépendaient du niveau de saturation à proximité du piquage, et de l'état des transferts d'oxygène au sein du filtre. Elles dépendent par ailleurs évidemment du temps de mesure Dräger. Le volume du domaine d'influence est une fonction croissante de la teneur en eau dans le filtre. Ceci s'explique par le fait que l'aspiration liée à la mesure Dräger a un impact à une distance plus éloignée du piquage quand le volume de phase gazeuse disponible est faible. Selon les mesures réalisées, le volume du domaine d'influence tel que défini ci-dessus est compris entre 120 l et 360 l, pour une durée d'aspiration de 3 minutes, et ce en fonction de l'état d'équilibre initial dans le filtre. Par ailleurs, pour une mesure d'une minute, la dépendance du volume par rapport à la teneur en eau est plus faible : le volume est compris entre 60 l et 120 l suivant l'état d'équilibre. Le volume du domaine d'influence est négligeable pour une mesure d'une durée inférieure à 30 s. Ainsi, et par rapport aux pratiques de terrain, il apparait que la mesure d'oxygène donne de bons résultat alors que la mesure de CO2 est déconseillée. La répartition spatiale du domaine d'influence n'est pas centrée par rapport au point de piquage, et dépend essentiellement du niveau de saturation au sein du filtre. Ovoïde presque circulaire dans le cas des saturations faibles, elle est beaucoup plus aplatie dans le cas d'une saturation plus forte. Elle est moins profonde dans ce dernier cas, ce qui est dû à une conductivité plus faible de la phase gazeuse. La valeur limite de teneur en eau permettant une mesure Dräger est de 0.25, soit une saturation de 72 % dans le cas de ce pilote. Au-delà de cette valeur, le système aspire la phase liquide du filtre Une deuxième étude expérimentale en laboratoire a été menée visant à améliorer la connaissance de l'interdépendance entre colmatage et concentration d'oxygène dans les filtres verticaux pour le traitement des eaux usées domestiques. L'application de cette étude couvre les filtres de taille réelle dont le diagnostic concernant le colmatage n'est pas évident, comme par exemples les filtres enterrés dédiés à l'assainissement non-collectif des eaux usées. Les résultats se sont concentrés sur l'étude des transferts des composés azotés inorganiques, des transferts d'oxygène, et du débit de sortie du filtre, et de leur interaction avec le colmatage. Ils sont valables dans le cas de pilotes de conception unidimensionnelle (verticale). La discussion a permis de mettre en évidence que la concentration de nitrate en sortie était un moyen de détecter le colmatage du filtre, contrairement à la concentration d'ammonium. L'étude transferts d'oxygène a été traitée durant l'exploitation normale et colmatée du filtre. Les processus liés au transfert d'oxygène ont été identifiés qualitativement dans le cas de l'exploitation normale du filtre. La concentration d'oxygène est tombée à zero 1 jour avant le début du colmatage du filtre. Cela qui rend cette donnée utilisable pour la détection du colmatage du filtre. Par ailleurs, le débit de sortie du filtre a été étudié. Il est établi que cette donnée est insuffisante pour diagnostiquer le colmatage du filtre