Avis Technique 17/15-290

Réseaux d'assainissement à fonction auxiliaire Sewerpipe with an auxiliary function

Kanalnetzen mit Hilfsfunktion

Ne peuvent se prévaloir du présent Avis Technique que les productions certifiées, marque CSTBat, dont la liste à jour est consultable sur Internet à l’adresse :

www.cstb.fr rubrique :

Evaluations Certification des produits et des

services

Installation de récupération d’énergie intégrée aux réseaux d’assainissement

DEGRÉS BLEUS Titulaire : Société LYONNAISE DES EAUX

Tour CB 21 16, place de l’iris 92 040 La Défense

Tél. : 01 58 81 40 39 E-mail : gilles.bideux@lyonnaise-des-eaux.fr Internet : www.lyonnaise-des-eaux.fr

Commission chargée de formuler des Avis Techniques (arrêté du 21 mars 2012) Groupe Spécialisé n°17

Réseaux et Epuration

Vu pour enregistrement le 15 avril 2015

Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR-77447 Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : 01 64 68 82 82 - Fax : 01 60 05 70 37 - Internet : www.cstb.fr

Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB (http://www.cstb.fr) CSTB 2015

Annulé le : 15/01/2018

Avis

Tech

nique

non

valid

e

2 17/15-290

Le Groupe Spécialisé n° 17 "Réseaux et Epuration" de la Commission chargée de formuler les Avis Techniques a examiné le 16 décembre 2014, le procédé DEGRÉS BLEUS® présenté par la société LYONNAISE DES EAUX. Le présent document, auquel est annexé le Dossier Technique établi par le demandeur, transcrit l'Avis formulé par le Groupe Spécialisé n° 17 "Réseaux et Epuration" sur le procédé et les dispositions de mise en œuvre proposées pour son utilisation, dans le domaine d'emploi visé et dans les conditions de la France Européenne. Ce document n'est valable que si le contrôle extérieur visé dans le Dossier Technique est effectif.

1. Définition succincte

1.1 Description succincte Les canalisations d’assainissement véhiculent des eaux dont la tempé-rature est relativement constante pour un site donné. Le procédé DEGRÉS BLEUS permet d’utiliser cette ressource en énergie pour le chauffage et le rafraîchissement de bâtiments. Le principe du procédé repose sur la mise en place d'un échangeur de chaleur positionné dans le réseau d'assainissement et la circulation d'un fluide caloporteur dans celui-ci, et ceci dans le but de récupérer une partie des calories des eaux usées ou de les dissiper. Le procédé DEGRÉS BLEUS comprend : Un ou plusieurs échangeur(s) à plaque fixé(s) dans le réseau

d'assainissement. Ces échangeurs peuvent être installés par tronçon de plusieurs échangeurs,

Un fluide caloporteur, Un réseau de transport du fluide caloporteur vers le local chauffe-

rie et inversement, Divers équipements (vannes, raccords, instrumentation, …). Cet Avis porte sur l’impact de la mise en œuvre du procédé DEGRES BLEUS sur un réseau d’assainissement neuf ou existant.

1.2 Identification Les indications suivantes sont portées sur une plaque signalétique placée dans chaque regard d'accès à l'ouvrage : la référence de l’Avis Technique, le nom commercial du procédé : DEGRÉS BLEUS, la date de réalisation et la référence du chantier.

2. Avis

2.1 Domaine d'emploi Ce procédé est destiné à la récupération ou à la dissipation de calories d’effluents provenant de réseaux d'assainissement utilisés pour véhicu-ler des eaux usées domestiques ou assimilés. Les conditions d'accueil pour l'installation du procédé DEGRÉS BLEUS sont les suivantes : Taille du bassin versant minimum : 10 000 EH, Type de réseau : séparatif (eau usée) ou unitaire, neuf ou existant

dont le dimensionnement mécanique et les conditions de mise en œuvre respectent les prescriptions du fascicule 70 et dont le débit moyen journalier des eaux usées par temps sec est supérieur à 12 l/s,

Etat du réseau existant : bon état de surface et bon état structurel, Géométrie du réseau : circulaire ou non, Dimension intérieure minimale du tronçon d'accueil : supérieure à

800 mm, Nature du matériau d'accueil : béton, grès, brique, sous réserve de

maintenir l’intégrité de la canalisation existante.

2.2 Appréciation sur le procédé

2.21 Satisfaction aux lois et règlements en vigueur et autres qualités d'aptitude à l'emploi

2.211 Données environnementales Les produits ne disposent d’aucunes déclarations environnementales (DE) et ne peuvent donc revendiquer aucunes performances environ-nementales particulières. Il est rappelé que les DE n'entrent pas dans le champ d'examen d'aptitude à l'emploi du produit.

2.212 Aspects sanitaires Le présent avis est formulé au regard de l’engagement écrit du titu-laire de respecter la réglementation, et notamment l’ensemble des obligations réglementaires relatives aux substances dangereuses, pour leur fabrication, leur intégration dans les ouvrages du domaine d’emploi accepté et l’exploitation de ceux-ci. Le contrôle des informa-tions et déclarations délivrées en application des réglementations en

vigueur n’entre pas dans le champ du présent avis. Le titulaire du présent avis conserve l’entière responsabilité de ces informations et déclarations.

2.213 Autres qualités d'aptitude à l'emploi Les essais ou études réalisés par le demandeur ainsi que les références de chantier fournies montrent que ce produit permet de donner satis-faction dans le domaine d’emploi envisagé au § 2.1. Le respect des conditions de conception et de mise en œuvre définies dans le Dossier Technique est une condition indispensable au maintien des performances du réseau d’assainissement. Une étude préalable est nécessaire afin de déterminer la faisabilité et les conditions de réalisation de l’ouvrage.

Impact sur le réseau d’assainissement L'installation du procédé DEGRÉS BLEUS doit permettre au réseau d’assainissement de conserver les fonctions suivantes :

Etanchéité du réseau La mise en œuvre des échangeurs n’altère pas l'étanchéité du réseau existant. Elle doit être réalisée avec soin en tenant compte de l'épais-seur et de la nature des matériaux constituant les canalisations.

Tenue mécanique La tenue mécanique de la canalisation existante n'est pas diminuée par la mise en place du procédé DEGRÉS BLEUS. Toutefois en l'absence de références spécifiques, la mise en œuvre du procédé DEGRÉS BLEUS dans des réseaux réalisés en d’autres maté-riaux que ceux cités au § 2.1 devront faire l’objet de vérifications complémentaires.

Capacité hydraulique du réseau La mise en œuvre du procédé DEGRÉS BLEUS a un impact sur le ré-seau d’accueil : Il diminue la débitance locale du réseau existant par diminution de

la section droite ouverte de la canalisation hôte et du coefficient de Manning. Les nouvelles valeurs doivent être prises en compte dans le cadre de l’étude préalable.

La mise en œuvre des échangeurs dans un réseau pré-existant surélève le niveau du radier de la canalisation de quelques centi-mètres (cas d’une canalisation neuve) à une vingtaine de centi-mètres par rapport à celui de la canalisation amont. Les conséquences de la contre pente qui en résulte sont atténuées par la réalisation d’un seuil en pente douce réalisée en amont et aval des échangeurs.

La géométrie des échangeurs et leurs protections (ailes de protec-tion, capots) permettent de limiter les risques d'accroches de ma-cro-déchets ou les conséquences d'efforts dynamiques. Toutefois, les émergences nouvelles (remontée des canalisations du fluide ca-loporteur au droit du regard d’accès, colliers de fixation, capteurs de de mesure de température, …) favorisent cette accroche et peuvent créer localement des amas de filasse.

Il convient donc de tenir compte de cette discontinuité hydraulique dans le cadre du projet afin de vérifier la compatibilité du procédé avec l’usage du réseau d’assainissement actuel et futur, ainsi que sur les contraintes liées à l’exploitation (conditions de curage notamment). Dans le cas d’un réseau unitaire, la mise en place de DEGRÉS BLEUS réduit ponctuellement la période de retour de l’évènement pluvieux admissible. Il convient de préciser cette réduction.

Accessibilité au réseau Le caractère visitable du nouveau réseau doit tenir compte de la dimi-nution de l’encombrement de l'échangeur. Pour les réseaux non visi-tables et dans le cas d’interventions qui nécessitent la présence d’agent, des travaux d’accès peuvent être nécessaires. D’autre part, les canalisations transportant le fluide caloporteur transi-tent par des regards d’accès, ce qui diminue également l’accessibilité.

Modification des caractéristiques des effluents Le procédé DEGRES BLEUS modifie la température des effluents véhi-culés dans le réseau d'assainissement. Le procédé fait l’objet d’une

Annulé le : 15/01/2018

17/15-290 3

étude thermique qui prend en compte une diminution de température de l’ordre de 1 à 3°C à proximité immédiate de l’échangeur lorsque le procédé récupère des calories. Toutefois, les études réalisées par le Demandeur montrent que la baisse de température peut être estimée, dans ce cas, à 0,5°C à 200 m en aval. A l’inverse, et dans le cas de climatisation, la température des effluents peut augmenter dans les mêmes ordres de grandeur. La variation de température devra être prise en compte dans les études préalables d’implantation. Les conséquences sur l’aval devront faire l’objet d’une réflexion spécifique dans les cas d’installation : de plusieurs DEGRÉS BLEUS en série, de DEGRÉS BLEUS à proximité immédiate de la station d’épuration. de DEGRÉS BLEUS dans un réseau où la production d’H2S est avé-

rée.

Assemblage entre échangeurs Le système d’assemblage entre échangeurs répond aux exigences d’utilisation.

Réseaux de transfert Il convient de mettre en œuvre les moyens nécessaires pour identifier spécifiquement ces réseaux et éviter toute erreur de raccordement avec les autres réseaux présents à proximité. Le fluide caloporteur véhiculé (eau déminéralisée) dans les échangeurs ne présente pas de risques environnementaux. Il est compatible avec les matériaux constituant les tubes, raccords et autre accessoires des réseaux caloporteurs. Les canalisations et assemblages permettent de garantir l’étanchéité des réseaux de transfert dans les conditions d’emploi définies dans le Dossier Technique.

2.22 Durabilité - Entretien Les matériaux utilisés pour réaliser l'échangeur et les canalisations de transfert laissent présager une durabilité satisfaisante de ces produits. La compatibilité du matériau constituant l’échangeur avec d’éventuels rejets industriels doit faire l’objet de vérifications complémentaires, et conduire à des nuances d’aciers différentes. Le maintien des performances du réseau d’assainissement dépend étroitement du respect des conditions de mise en œuvre et service, d’entretien et de maintenance définies dans le Dossier Technique. La résistance mécanique des échangeurs est compatible avec les opérations d’exploitation traditionnelles des réseaux d’assainissement. Les procédés de curage à chaînes seront toutefois exclus. La présence d’une contre-pente en amont du procédé peut accroitre les fréquences d’entretien. La réversibilité de la pose de DEGRÉS BLEUS permet d'envisager la dépose du procédé sans altération des canalisations équipées. Toute intervention liée à l'exploitation du procédé DEGRÉS BLEUS à l’intérieur du réseau d’assainissement doit s'effectuer en présence de l'exploitant du réseau d'assainissement.

2.23 Fabrication et contrôle Les échangeurs sont fabriqués sur mesure par galbage et soudure de plaques de manière à permettre à l’échangeur d'épouser la forme de la canalisation. La fabrication des échangeurs fait l'objet de contrôles internes tels que décrits dans le Dossier Technique. Les canalisations de transfert du fluide caloporteur sont certifiées dans le cadre de la marque de qualité NF 114. La mise en œuvre est réalisée dans le cadre d'un Plan d'Assurance Qualité. Ces contrôles permettent d'assurer une constance convenable de la qualité.

2.24 Conception et mise en œuvre La conception et la mise en œuvre doivent s'effectuer en concertation avec l'exploitant du réseau d'assainissement. Les conditions de mises en œuvre sont décrites dans le Dossier Tech-nique. Elles concernent en particulier : la préparation de la canalisation hôte, le raccordement des différents échangeurs entre eux, le raccordement du train d'échangeur avec le réseau de fluide calo-

porteur. La mise en œuvre sur chantier de DEGRÉS BLEUS ne peut être réalisée que par du personnel de la société Lyonnaise des Eaux ou entreprises titulaire d’un marché avec la société Lyonnaise des Eaux.

2.25 Contrôles préalables à la réception Les essais préalables à la réception sont réalisés conformément aux essais décrits dans le paragraphe 6 du Dossier Technique.

2.3 Cahier des Prescriptions Techniques

2.31 Caractéristiques des matières premières Les caractéristiques des matériaux utilisés pour les composants doi-vent être conformes aux indications du Dossier Technique.

2.32 Conception Préalablement à la mise en œuvre du procédé DEGRÉS BLEUS, une étude de faisabilité et de conception doit être réalisée. Celle-ci com-prendra : la vérification de l'état mécanique du réseau existant, la vérification de la capacité hydraulique future du réseau, en rela-

tion avec les projets d’aménagements futurs et la période de retour pour les réseaux unitaires,

une étude de caractérisation des effluents (température et débit), un historique des interventions réalisées sur le réseau existant, la recherche d’éventuels rejets industriels, dans certains cas, une étude d’impact thermique sur les organes de

traitement des eaux usées avals. La mise en œuvre de DEGRÉS BLEUS doit faire l'objet d'une convention préalable impliquant et informant la collectivité propriétaire du réseau et le cas échéant son délégataire en charge de l’exploitation.

2.33 Fabrication et contrôle La fourniture des composants du procédé DEGRÉS BLEUS décrits dans le Dossier Technique doit faire l'objet des contrôles internes tels que décrits dans le Dossier Technique. Les ouvrages DEGRÉS BLEUS doivent être déclarés au CSTB.

2.34 Mise en œuvre La mise en œuvre de DEGRÉS BLEUS est réalisée selon les indications du Dossier Technique par la société Lyonnaise des Eaux.

2.35 Marquage Le marquage apposé sur les plaques signalétiques doit être mis en conformité avec celui défini au § 1.2.

Conclusions

Appréciation globale L’utilisation du procédé DEGRES BLEUS dans le domaine d’emploi proposé est appréciée favorablement.

Validité Jusqu'au 31 décembre 2017.

Pour le Groupe Spécialisé n° 17 Le Président

Christian VIGNOLES

3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé

Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n°17 - A.LAKEL

Annulé le : 15/01/2018

4 17/15-290

Dossier Technique établi par le demandeur

A. Description 1. Généralités Les canalisations d’assainissement véhiculent des eaux dont la tempé-rature se situe entre 13 et 20°C. Cette ressource en énergie peut être utilisée pour capter ou dissiper des calories des effluents et participer au chauffage et au rafraîchissement des bâtiments. Le principe général du procédé est décrit sur les figures 1 à 5. Le procédé Degré Bleus est adapté aux bâtiments collectifs. La performance du procédé dépend principalement du débit d'eaux usées et de leur température. Les techniques utilisées pour la fabrication et l’assemblage garantis-sent à l’échangeur une durée de vie supérieure à 25 ans.

1.1 Principe Le principe du procédé repose sur la mise en place d'un échangeur de chaleur dans le réseau d'assainissement et la circulation d'un fluide caloporteur dans celui-ci pour récupérer les calories. Les échangeurs sont montés en parallèle et alimentés en fluide calo-porteur selon une boucle de Tickelmann permettant d’avoir le même débit de fluide caloporteur dans tous les modules d’échangeurs et une perte de charge constante. Le flux est co-courant au flux des eaux usées. Les échangeurs sont fixés soit au radier des canalisations, soit sur les parois avec leurs surfaces placées parallèlement au flux de l'effluent circulant dans la conduite.

1.2 Conditions d'accueil Les conditions d'accueil du procédé Degré Bleu dans le réseau d'assai-nissement sont les suivantes : Type de réseau : séparatif ou unitaire, neuf ou existant dont le

dimensionnement et la mise en œuvre respectent les prescriptions du fascicule 70 et dont le débit moyen journalier des eaux usées par temps sec est supérieur à 12 l/s,

Etat du réseau existant : bon état de surface et bon état structurel, Effluent véhiculé : eaux usées domestiques ou assimilées, Température des effluents : la température des effluents doit res-

pecter les prescriptions des règlements d’assainissement (30°C au maximum),

Géométrie du réseau : circulaire ou non, Taille minimum du bassin versant : 10 000 EH, Dimension intérieure minimale du tronçon d'accueil : supérieure à

800 mm. Les dimensions intérieures doivent permettre le passage de personnes dans le cadre d’opérations de maintenance.

Nature du matériau d'accueil : béton, grès ou brique éventuelle-ment.

1.3 Constituants Le procédé DEGRÉS BLEUS comprend : Un ou plusieurs échangeur(s) à plaque fixé(s) dans le réseau

d'assainissement. Ces échangeurs peuvent être installés par tronçon de plusieurs échangeurs,

Un fluide caloporteur, Un réseau qui transporte le fluide caloporteur vers le site à chauf-

fer et inversement. Les autres composants liés à la thermique ne sont pas concernés par ce document (pompe à chaleur, locaux techniques du bâtiment à chauffer, raccords, …).

2. Définition des matériaux et mode de fabrication

2.1 Echangeur Lyonnaise des Eaux met en œuvre les échangeurs de chaleur ThermLi-ner B fabriqués par la société Uhrig. L’échangeur de chaleur est constitué de deux plaques et de deux caloporteurs latéraux munis d'un dispositif d'assemblage par man-chonnage. Des ailes de protection sont systématiquement mises en œuvre (voir figures 7, 10 et 11).

2.11 Matériaux L’échangeur est fabriqué en acier inoxydable de nuance 1.4404 selon la norme NF EN 10088-1 (inox AISI 316L). D'autres nuances de qualité supérieure peuvent être envisagées en fonction des contraintes propres à l'ouvrage, notamment dans les cas de raccordement d’effluents non domestiques.

2.12 Procédé de fabrication Les échangeurs sont fabriqués spécifiquement sur mesure pour chaque ouvrage. Afin de permettre à l’échangeur d'épouser la forme de la canalisation de l’égout, les plaques sont galbées. Des entretoises situées entre les deux plaques permettent le passage du fluide (Voir figures 4 et 6). Les différentes pièces sont assemblées par soudage.

2.13 Caractéristiques physiques Les caractéristiques physiques d'un échangeur sont les suivantes : Longueur standard : 1 mètre, Longueur maximale sur demande : jusqu’à 3 m, Largeur : au cas par cas suivant la géométrie de l’ouvrage, Surface d’échange par mètre linéaire : en moyenne 0,75 m²/ml,

définie au cas par cas suivant la géométrie des canalisations d’accueil,

Masse à vide : 30 kg/m2 en moyenne, Diamètre extérieur des caloporteurs latéraux : 101,6 mm, Epaisseur maximale de l’échangeur (y compris mortier de rattra-

page) : 25 cm, Epaisseur d'acier inox minimum au contact des eaux usées : 2 mm, Etat de surface : gaufré pour induire des turbulences et améliorer le

transfert thermique.

2.14 Caractéristiques mécaniques Les échangeurs sont conçus pour une pression d’utilisation de 3,5 bars. Les échangeurs doivent résister à une pression de 5 bars.

2.15 Assemblage entre échangeurs L'assemblage est réalisé au moyen d’un raccord de tuyau autobuté en INOX (type NORMACONNECT ou équivalent) pour tube métallique (voir figure 7). La nuance d’inox est la même que celle des échangeurs. Les raccords sont positionnés aux extrémités des deux échangeurs, et serrés à la clé dynamométrique selon le couple de serrage indiqué. Les assemblages sont étanches sous une pression de 5 bars avec une déviation angulaire maximale de 5 °. Les raccords sont capotés (voir figure 7).

2.2 Fluide caloporteur Le circuit caloporteur relie les échangeurs positionnés dans le réseau d’assainissement à un local chaufferie. Ce circuit est rempli avec de l’eau déminéralisée qui circule de manière à ce que la différence de température entre les eaux usées et le circuit aller soit environ de 10°C.

2.3 Canalisations de transfert du fluide caloporteur

Les canalisations de transfert du fluide caloporteur sont positionnées dans le réseau d’assainissement pour assurer le raccordement des échangeurs au local chaufferie.

2.31 Matériau Les tubes et raccords du réseau caloporteur sont fabriqués en polyé-thylène conformément aux spécifications de la norme NF EN 12201-2 et sont certifiés dans le cadre de la marque NF 114 "Tubes en polyé-thylène pour réseaux de distribution de gaz combustibles, réseaux de distribution d'eau potable, irrigation et applications industrie, eau non potable et assainissement sous pression – Polyéthylène (PE) - groupe 2". Ces tubes sont fabriqués en PE 100. Ces tubes sont compatibles avec les exigences de résistance aux pressions intérieures et extérieures.

Annulé le : 15/01/2018

17/15-290 5

Les phénomènes de dilatation seront pris en compte dans la gamme de températures auxquels seront soumis les tubes.

2.32 Caractéristiques dimensionnelles Les canalisations de transfert du fluide caloporteur, représentées en figure 8, ont les caractéristiques dimensionnelles suivantes : Diamètres : compris entre les DN 90 et 250, calculés de sorte à

limiter les pertes de charge linéaires à 20 mm CE/m. PN : 12,5 SDR : 13,6

2.33 Raccordement échangeurs-canalisations de transfert

Des branchements de prise et d’amenée sont positionnés sur les cana-lisations du réseau caloporteur. Une canalisation de plus faible dia-mètre connecte les échangeurs aux branchements. Les raccords utilisés sont les mêmes que ceux utilisés pour raccorder les échangeurs (cf. § 2.14).

2.34 Vannes d’isolement Dans les collecteurs d’assainissement, les vannes d’isolement des échangeurs sont de type « papillon » et sont en INOX.

2.4 Instrumentation Des capteurs de température sont placés dans le collecteur en amont et en aval de l'échangeur et reliés au système de régulation de la chaufferie.

3. Aptitude à la fonction du réseau après pose

3.1 Capacité d'écoulement La mise en œuvre de DEGRÉS BLEUS réduit la section d'écoulement dans le collecteur. Une étude des dimensions de l’échangeur, de l’épaisseur de réagréage et des dimensions des canalisations de fluide caloporteur, couplée à des mesures topographiques réalisées sur le collecteur permettent d’obtenir cette réduction de section. Cette réduc-tion varie quelques % à 15% en fonction de la taille et de la géométrie de la canalisation existante.

3.2 Accroche des macro-déchets Pour prévenir le risque de chocs par des corps flottants ou d’efforts dynamiques subis par l'effluent, les tubes de transfert du fluide calo-porteur des échangeurs sont capotés par des plaques en acier inoxy-dable de même nuance que les échangeurs, appelées ailes de protection (voir figures 10 et 11). La surface de l’installation est lisse et permet d’éviter l'accroche de macro déchets. Des déflecteurs sont installés avec chaque raccord mécanique pour éviter les parties sail-lantes. Toutefois, les émergences nouvelles (remontée des canalisations du fluide caloporteur au niveau des regards, colliers de fixation, capteurs de mesure de température, …) favorisent cette accroche et peuvent créer localement des amas de filasse.

3.3 Dépôts Dans la majorité des cas, la quantité de matières décantables se dépo-sant sur le procédé est du même ordre que dans une canalisation normale. A contrario si le procédé est mis en œuvre dans une zone présentant de forts risques de dépôts, il devra être mise en œuvre un système de captage de ces dépôts (pièce à caillou, …).

3.4 Etanchéité du réseau d'accueil La mise en œuvre de DEGRÉS BLEUS n'altère pas les performances d'étanchéité du réseau (neuf ou existant). Les chevilles permettant de fixer les échangeurs au radier de la canali-sation hôte peuvent être des chevilles chimiques si les canalisations sont en béton. Ces chevilles ne traversent pas la maçonnerie de l’ouvrage et de ce fait n’altèrent pas l’étanchéité de l’ouvrage. L'utilisation des chevilles chimiques est validée en amont. Une note de calcul est réalisée dans le cadre des documents d’exécution pour valider l’utilisation de ces chevilles. Dans le cadre d’une canalisation existante en grès, le perçage de la canalisation doit être réalisé avec un outillage adapté aux caractéris-tiques du matériau.

3.5 Résistance mécanique La mise en œuvre de DEGRÉS BLEUS n'altère pas les performances mécaniques du réseau (neuf ou existant).

3.6 Accessibilité La mise en œuvre de DEGRÉS BLEUS n'altère pas le caractère visitable du réseau, dans la limite : de la réduction de la section du réseau d'accueil : échangeur, calo-

porteur, accessoires, de la diminution du diamètre d’accès des regards où sont position-

nés les canalisations de fluide caloporteur, mais sans en diminuer l’accessibilité du fait de la taille minimum exigée par Lyonnaise des Eaux (DN1000).

3.7 Modification de la température des effluents du réseau

Le procédé DEGRÉS BLEUS implique localement une diminution de la température des effluents de 1°C à 3°C en mode récupération d’énergie, et une augmentation de la température des effluents du même ordre en mode climatisation. A 200 mètres en aval, la modification de température n’est plus per-ceptible.

4. Etudes préalables & Conception

4.1 Faisabilité de l'opération La mise en œuvre du procédé DEGRÉS BLEUS nécessite une compati-bilité entre le réseau d’assainissement et le bâtiment à chauffer. Les besoins énergétiques annuels des bâtiments identifiés doivent être évalués pour vérifier la pertinence du projet. DEGRÉS BLEUS est adap-té à des bâtiments collectifs, piscines et établissements recevant du public, bâtiments résidentiels…

4.2 Etude du réseau d’assainissement existant Les études initiales doivent prendre en compte le contexte hydraulique et urbanistique du site : saturation éventuel du réseau, délestage projetés, projets d'aménagement futurs, compatibilité de la nouvelle hydraulique du réseau avec les besoins du bassin versant… Ces études comprennent notamment un suivi continu pendant 15 jours du débit et de la température des eaux usées transitant au droit de la canalisation. Ces études doivent conduire à vérifier que la nouvelle capacité hydrau-lique du réseau après installation de DEGRES BLEUS, tenant compte des nouvelles conditions d’écoulement, est en adéquation avec l’utilisation actuelle et future du collecteur. Pour les réseaux unitaires, l’incidence sur la période de retour doit être prise en compte.

4.3 Etudes projet L'étude projet comprend notamment : La définition de la nature et la qualité des matériaux et équipements

et les conditions de leur mise en œuvre, La définition des caractéristiques et dimensions des différents ou-

vrages ainsi que leur implantation en vue de leur exécution, notam-ment la géométrie de l’échangeur.

5. Mise en œuvre

5.1 Travaux préalables

5.11 Phase préparatoire La phase préparatoire comprend notamment : Une visite sur site en présence du propriétaire des ouvrages concer-

nés par le projet et ses implications sur l’environnement extérieur. Cette visite a pour objet de confirmer le tracé et la localisation défi-nitive des éléments constitutifs de l’ensemble des matériels et d’implanter définitivement les zones des installations de chantier,

Un relevé topographique précis réalisé par géomètre dans le réseau d’assainissement d’accueil,

L’établissement du planning prévisionnel des travaux, Les études d’exécution et de dimensionnement; Ces études aboutissent à la réalisation de plans pour permettre la fabrication des échangeurs. Le collecteur d’accueil est ensuite préparé à recevoir DEGRÉS BLEUS : Les travaux de maçonnerie, de génie civil, de percements

d’ouvrages, L'enlèvement de tous les supports, ouvrages, réseaux, corbeaux,

chemins de câbles non utilisés ou hors service sur le tracé du projet, Le stockage et la manutention des fournitures conformément aux

prescriptions du fabricant afin d’éviter toute détérioration, L’aménagement des emprises travaux, La coordination sécurité,

Annulé le : 15/01/2018

6 17/15-290

La réception du dossier de commande / Préparation de chantier, La réalisation et envoi des DICT par le biais de DICT.FR, La réunion avec services compétents de voirie, Le calage du planning d’intervention, La confirmation des études d’exécution (plans, notes de calcul), La livraison du matériel sur chantier : canalisations (barres de 6 ml

ou en 3 ml pour les autres cas) et raccords, échangeurs, …

5.12 Puits de service Un puits de service peut être nécessaire pour acheminer les compo-sants lorsque les collecteurs sont trop étroits.

5.13 By-pass des effluents La pose des échangeurs doit se faire dans un collecteur sans effluents.

5.14 Curage Si nécessaire, le curage de la canalisation peut être réalisé, ainsi qu’un réagréage si nécessaire.

5.15 Ventilation du collecteur Pendant la phase travaux, la ventilation du collecteur sera assurée par la pose de grilles ajourées et si nécessaire d’une ventilation forcée mécanique.

5.2 Mise en œuvre

5.21 Pose des échangeurs Les échangeurs sont stockés sur le chantier puis descendus dans le collecteur au fur et à mesure de la pose. Ils sont ensuite acheminés jusqu’à la zone de pose par chariot de roulage. Ils sont ensuite disposés en fond de collecteur, raccordés entre eux à l’avancement de la pose et fixés au collecteur. Les échangeurs sont implantés depuis l’aplomb d’un regard situé en amont de la zone du projet et posés en direction d’un second regard. La pose en elle-même des échangeurs se fait depuis l’échangeur le plus éloigné jusqu'à l’échangeur le plus proche du regard d’accès. Une fois les échangeurs installés, un seuil de pente douce en béton est créé en amont et en aval de l’installation d’échangeurs de manière à ne pas faire obstacle à l’écoulement du flux d’eaux usées (Voir Figure 9). Les capots situés entre les échangeurs sont mis en place après avoir effectué l’essai de pression du train d’échangeur.

5.22 Pose du réseau caloporteur

5.221 Dans le réseau d’assainissement Les canalisations du circuit caloporteur sont posées soit sous les échangeurs, soit fixées par collier en partie haute du collecteur.

5.222 Entre le réseau d’assainissement et le local chaufferie

La pose du réseau caloporteur en tranchée est réalisée conformément aux spécifications du guide « capteurs géothermiques verticaux pour pompes à chaleur » du BRGM. Le raccordement du réseau caloporteur en collecteur sera réalisé au niveau du puits d’accès ou regard par carottage et mise en place de manchettes et brides (voir figure 8).

6. Mise en service Des essais d’étanchéité au fil de la réalisation (réalisés pour chacun des trains d’échangeurs positionnés) sont réalisés avant les essais de mise en service. Ces essais sont réalisés in situ par l’entreprise de pose. Au préalable, l’air contenu dans les échangeurs et les réseaux calopor-teurs est purgé. Pour ce faire, il conviendra de prévoir une circulation d’eau dans le circuit, avec purges aux points hauts et aux extrémités à la pression du réseau d’AEP durant 24 heures (purgeurs automa-tiques). Une fois que la purge d’air est réalisée, l’essai d’étanchéité peut com-mencer suivant le protocole décrit ci-dessous. L’épreuve pression du train d’échangeur monté est réalisée en 2 phases : une première phase permet de vérifier l’absence de fuite visuelle-

ment détectable. Elle consiste en 30 minutes de mise sous pression à 5 bars et 1 heure de recherche de fuites éventuelles. Cette phase doit aboutir à l’absence de perte de pression, et à l’absence de dé-formation des raccords.

une deuxième phase permet de constater l’absence de micro-fuites dans le train d’échangeurs. Elle dure 48 heures, à une pression de 5 bars. Elle doit aboutir à une perte de pression maximum de 5% sur 24h, puis plus de perte.

7. Réversibilité DEGRÉS BLEUS est réversible, la dépose du procédé s’effectue sans altération des collecteurs équipés. Le mortier de calage sera également retiré.

8. Entretien et Maintenance Les échangeurs ne nécessitent pas d’entretien particulier. L’échangeur est équipé de capteurs de température amont et aval. Le suivi des températures entrée et sortie de l’échangeur sur eaux usées permet d’évaluer le développement des biofilms sur la surface d’échange. La présence de biofilms se traduit par une augmentation du pincement de l’échangeur, et une baisse du transfert thermique entre les eaux usées et le fluide caloporteur. Dans ce dernier cas, il y a nécessité de nettoyer les échangeurs : Il convient d'éviter d’utiliser des chaussures à pointe métallique pour

se déplacer sur les échangeurs lors des éventuelles opérations d'en-tretien.

Au vu des essais réalisés, il n’y a pas d’incompatibilité entre DEGRÉS BLEUS et le curage des canalisations. Toutefois, il est inscrit dans la notice de pose les équipements non recommandés pour le curage.

Les sondes entrée et sortie du fluide caloporteur sont installées dans des doigts de gants.

9. Mode d’exploitation commerciale du procédé

Les sociétés Uhrig et Lyonnaise des Eaux ont signées un accord de partenariat qui transmet à Lyonnaise des Eaux le droit exclusif pour la France de la distribution, l’importation, la vente et le marketing des échangeurs THERMLINER B : DEN10 2009 035 271 B3/EP 2010/004017 ; La Direction de l’Ingénierie Environnementale de Lyonnaise des Eaux assure les études d’opportunité et le dimensionnement du projet. Un bureau d’étude assure les études APS et APD. La pose est réalisée par une filiale de Lyonnaise des Eaux ou par les équipes Lyonnaise des Eaux suivant un cahier des charges réalisé par chantier. Les performances requises de l’installation sont définies contractuelle-ment entre Lyonnaise des Eaux et l’utilisateur final.

10. Contrôles qualité

10.1 Contrôles réalisés par le fournisseur des échangeurs

La qualité des échangeurs est sous la responsabilité de la société Uhrig. Lorsque cette société reçoit les plans d’exécution des échan-geurs, elle réalise un prototype et vérifie que celui assurera bien la fonction souhaitée (transfert thermique, absence de fuites, pertes de charge). Elle lance ensuite la fabrication des échangeurs. Chaque lot de fabrication fait l’objet d’un document qualité permettant le suivi de la totalité de l’opération (certificat fournisseurs, résultats d’essai, …).

10.11 Contrôles de l’acier Uhrig contrôle les réceptions d’acier en demandant systématiquement un certificat de conformité de l’acier reçu suivant la nuance d’acier demandé (type 2.2 suivant la norme NF EN 10204). Tous les 3 mois, Uhrig prélève un échantillon d’acier et l’envoie en analyse pour con-trôle.

10.12 Contrôles réalisés sur le prototype Plusieurs essais sont réalisés sur le prototype : Vérification visuelle de l’état des soudures, Vérification du dimensionnel de l’échangeur, Vérification de la circulation de l’eau dans le prototype par l’usage

d’une caméra thermique, Vérification de la pression entrée et sortie en fonction du débit de

fluide, Vérification de l’étanchéité des soudures. Une fois le prototype validé, la fabrication est lancée.

10.13 Contrôle réalisés sur les échangeurs Les échangeurs subissent les contrôles suivants :

10.131 Dimensionnel UHRIG réalise des contrôles dimensionnels sur les points suivants : Longueur de l’échangeur, Largeur, Epaisseur, Surface d’échange.

Annulé le : 15/01/2018

17/15-290 7

Ces contrôles sont réalisés sur tous les échangeurs.

10.132 Essai d’étanchéité Des essais d'étanchéité des échangeurs sont menés : les échangeurs sont remplis d’eau avec traceur fluorescent et montés à 5 bars de pression. Le contrôle des soudures se fait à la lampe UV en chambre noire. Dans le protocole d’essai d’étanchéité, il est systématiquement intégré un contrôle géométrique des échangeurs (contrôle de la dé-formée éventuelle après sollicitations). Ces tests d’étanchéité et le contrôle des soudures sont réalisés sur tous les échangeurs.

10.133 Essais de montage

L’assemblage de trois échangeurs est réalisé pour vérifier que les capots, les ailes et les raccords s’assemblent correctement et autori-sent les éventuelles déviations angulaires imposées par l’ouvrage d’assainissement.

10.134 Essais de tenue en dépression Un essai de vérification de la tenue des échangeurs à 0,7 bars pendant 2 min est réalisé suivant la norme NF EN 805. Ces tests sont réalisés sur tous les échangeurs.

10.135 Essais d’étanchéité après passivation L’inox étant affaibli au droit de la soudure, une passivation est néces-saire pour éviter tout risque de corrosion au niveau des soudures. Un test d’étanchéité après passivation est également réalisé, suivant le protocole du 10.132.

10.2 Contrôles réalisés par LYONNAISE DES EAUX

10.21 Commande La commande d'échangeurs fait l'objet des spécifications suivantes : Dimensions de la canalisation hôte, Description des échangeurs : nombre de pièces, surface totale

d’échange, dimension hors tout, matériau. Accessoires : nombre de raccords, nombre de déflecteurs, etc. Plan d’exécution, Site de livraison.

10.22 Contrôle à réception Les contrôles à réception par LYONNAISE DES EAUX sont les suivants: contrôle des quantités commandées, contrôle visuel de l'état des échangeurs, vérification des PV d'essais relatifs aux échangeurs, vérification des tests d’assemblage de trois échangeurs.

10.23 Mise en œuvre Le contrôle de la mise en œuvre s’effectue par tronçons d’échangeurs (30 ou 40 échangeurs).

10.24 Archivage des données Chaque chantier fait l'objet d'un dossier constitué et archivé par LYONNAISE DES EAUX dans lequel figure notamment: les notes de calcul justifiant le dimensionnement du procédé, les dossiers d'avant-projet, les études d’exécution, le Dossier des Ouvrages Exécutés (DOE), le Dossier d’Intervention Ultérieure sur les Ouvrages (DIUO).

10.25 Contrôles réalisés à la mise en service Au-delà de la fourniture des rapports d’essais de mise en service décrit au paragraphe 6, LYONNAISE DES EAUX s’engage à : fournir au Maitre d'Ouvrage ou au donneur d'ordre les vidéos réali-

sées avant pose et après pose du procédé DEGRÉS BLEUS ; contrôler, sur le terrain avec le client, l’infrastructure posée avec le

procédé DEGRÉS BLEUS ; fournir les plans de recollement.

10.3 Contrôles externes

10.31 Système qualité La mise en place du procédé DEGRÉS BLEUS est réalisée dans le cadre d’un plan d’assurance qualité défini dans chacun des mémoires tech-niques qui accompagnent l’offre technico-financière fournie aux clients.

10.32 Contrôle externe Le dispositif DEGRÉS BLEUS fait l’objet d’un suivi d'Avis technique. Ce suivi porte sur l'ensemble des ouvrages. Il comprend des investiga-tions portant sur: les contraintes d’exploitation générées au niveau du réseau

d’assainissement, l’incidence du procédé sur les caractéristiques de l’effluent.

B. Résultats expérimentaux Déc. 2004 : IKT – Institute Für Unterirdische Infrastruktur - études

sur l’impact des échangeurs dans une canalisation (composition de l’eau, perte de charge…), incluant : Test de résistance aux agents chimiques (H2S04, NaOH, déter-

gents) sur 28 jours, Test de résistance des échangeurs au curage (résistance au pas-

sage d’une buse, résistance à l’abrasion, résistance à la chute d’une buse).

Impact du dispositif en termes de perte de charge ( cf : Note tech-nique - Etude pertes de charge - Mairie Valenciennes - ed24.03.2011),

Sept. 2004 – EAWAG – Récupération de chaleur à partir des réseaux d’eaux usées

Depuis 2010 : Campagne de tests effectués sur le dispositif DEGRÉS BLEUS par la société Lyonnaise des Eaux : 06/04/12 - Suivi d’exploitation sur un an de DEGRÉS BLEUS (Hô-

tel de la CUB), 11/03/04 – DEGRÉS BLEUS – Note sur l’influence sur la température

des effluents en aval, KR0029-DTI-NT-001-D (03/11) – Fourniture et mise en œuvre

d’un système de récupération d’énergie thermique à partir du ré-seau d’assainissement communal à l’hôtel de ville de Valen-ciennes,

Mai 2012 : Mémoire technique de l’installation de DEGRÉS BLEUS à ANNEMASSE, 14/11/14 : Fichier d’exemple de calcul de la nouvelle capacité hy-

draulique.

C. Références C1. Données Environnementales et sanitaires (1)

Les produits ne font pas l’objet d’une Déclaration Environnementale (DE). Ils ne peuvent donc revendiquer aucunes performances environ-nementales particulières.

C2. Autres références La technologie du procédé DEGRÉS BLEUS de la Lyonnaise des Eaux est mise en œuvre en Suisse et en Allemagne depuis 20 ans. Depuis début 2010, Lyonnaise des Eaux a mis en service 11 installations, ce qui représente un linéaire total d’échangeurs installés de 1 254 ml. (1) Non examiné par le Groupe Spécialisé dans le cadre de cet Avis.

1 Non examiné par le Groupe Spécialisé dans le cadre de cet Avis.

Annulé le : 15/01/2018

8 17/15-290

Tableaux et figures du Dossier Technique

Figure 1 : Principe général de fonctionnement DEGRÉS BLEUS

Figure 2 : Exemple de photos lors de la pose (Chantier de Wattignies)

Annulé le : 15/01/2018

17/15-290 9

Figure 3 : Exemple d’une vue en coupe de l’échangeur implanté (section courante)

Figure 4 : Schémas de principe du raccordement de deux échangeurs

Figure 5 : Schéma de principe de DEGRÉS BLEUS (exemple)

Vers Chaufferie

Annulé le : 15/01/2018

10 17/15-290

Figure 6 : Schéma de coupe d’un échangeur (exemple)

Figure 7 : Pièce d’assemblage entre deux échangeurs

Annulé le : 15/01/2018

17/15-290 11

Figure 8a : Raccordement entre les échangeurs et le réseau caloporteur

Figure 8b : Exemple de l’installation de DEGRÉS BLEUS à Nanterre

Figure 9 : Exemples de seuil de pente

Annulé le : 15/01/2018

12 17/15-290

Vue de dessous

Vue de dessus

Figure 10 : Vue de dessus et vue de dessous de l’échangeur DEGRÉS BLEUS (exemple de Valenciennes)

Figure 11 : Vue du chevauchement des ailes de protection des échangeurs DEGRÉS BLEUS

Annulé le : 15/01/2018