Conduite de diagnostic et évaluation des collecteurs...

Deuxième Partie - Schéma Conceptuel du Diagnostic.Introduction.

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DEUXIEME PARTIE

Schéma Conceptuel du Diagnostic


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Introduction de la Deuxième Partie

Les généralités présentées au Chapitre 1 de la Première Partie, nous ont clairementmontré que les réseaux d’assainissement urbain sont en interaction permanente avec les diversréseaux techniques urbains, ainsi qu’avec leurs divers environnements, particulièrement lesystème urbain dont ils sont un sous-système.

L’étude de ces interactions est à la base des connaissances, acquises ou à acquérir.

Nous commencerons donc cette partie en exposant les diverses influences que peutsubir un tronçon du réseau d’assainissement de la part des différents éléments quiinteragissent avec lui : le réseau dont il fait partie, l’environnement géologique ou sous-solurbain, l’environnement urbain, etc. ... .

Ces influences et ces interactions, mettent en évidence différents types de données àacquérir et à traiter : des données géologiques, des données urbaines, des données propres àl’ouvrage étudié, etc. ... .

Une donnée pouvant être fiable, sans pour autant être exploitable vis à vis des objectifsfixés, plusieurs niveaux de fiabilité, ou plutôt d’affinement, seront définis par type de donnéesà acquérir. A chaque niveau, nous préciserons les moyens pouvant être mis en œuvre pourmener à bien l’acquisition de telle ou telle donnée.

Comme nous l’avons remarqué, les interactions entre un tronçon et ses différentsenvironnements sont de deux types : la réaction du tronçon face aux sollicitations de sesenvironnements, et l’impact des sollicitations de l’ouvrage sur ses environnements. Ceciimplique donc le partage des données en deux groupes : le premier exposant les données debase, relatives aux sollicitations des environnements ; et le deuxième les donnéesd’orientation, relatives aux impacts induits par un ouvrage défaillant.

Nous terminerons cette partie par une proposition de mise en forme des connaissances,ainsi que quelques exemples disponibles, et ceci à travers l’adaptation du diagramme descauses-conséquences développé dans le cadre du diagnostic industriel.


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Deuxième Partie - Schéma Conceptuel du Diagnostic.Chapitre 4 - Connaissances sur les Dégradations des Réseaux d’Assainissement Urbain.

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CHAPITRE 4

CONNAISSANCES SUR LES DEGRADATIONS DESRESEAUX D’ASSAINISSEMENT URBAIN.


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Comme nous l’avons déjà précisé, nous concentrerons notre travail sur l’élément« tronçon » du réseau d’assainissement urbain (RAU). Dans ce cas, le RAU ainsi que lesystème d’assainissement font partie de l’environnement du tronçon, et nous considéreronsqu’il y a interactions entre eux.

Les différentes interactions peuvent être schématisées comme suit (nous ne prenons encompte que les relations avec le tronçon) :

A partir de ce schéma, nous pouvons définir deux types de relations génériques :* le tronçon, sa structure et son fonctionnement (interne : relations 1 et 2) ;* le tronçon et ses environnements (externe : relations 3 à 12).

Dans ce qui suit, nous présenterons ces différentes relations, sans détailler les types dedonnées qui interviennent, chose qui sera faite dans la troisième partie.

1. Le tronçon, sa structure et son fonctionnement (relations 1 et 2)

Le vieillissement d’un tronçon et la vulnérabilité de ce tronçon sont deux notionsintimement liées. L’existence de défauts - résultats du vieillissement - (fissures importantes,trous, etc. ...) favorise les phénomènes d’infiltration ou d’exfiltration, qui peuvent amplifier laformation des désordres. Ces défauts doivent donc être vus également comme des facteurs devulnérabilité, favorisant le vieillissement. D’autres facteurs de vulnérabilité, propres autronçon, peuvent être définis : la géométrie du tronçon, les matériaux, etc. ... .

1-1. Matériaux et Géométrie

Caractériser la vulnérabilité d’un tronçon à partir de la connaissance de son âge(indicateur éventuel du vieillissement naturel des matériaux) semble difficile, voir peupertinent. Dans le cadre de notre travail, centré sur l’aide au pré-diagnostic, nous retiendronsdeux sources d’information vis à vis de la qualité et du vieillissement des matériaux :

• la connaissance sur le fonctionnement hydraulique du tronçon,qui peut entraîner des phénomènes d’érosion ou de corrosion des

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Système Urbain

Système d’Assainissement

Réseau d’Assainissement

Vulnérabilité du Tronçon

Vieillissement du Tronçon3

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matériaux ;• la connaissance de la période de construction, qui nous paraît

plus pertinente que la connaissance de l’âge, puisqu’ellecomprend aussi bien l’âge et la qualité des matériaux utilisés quela qualité de mise en œuvre.

En outre, aucune étude ne traite de l’influence de la forme géométrique du tronçon sursa vulnérabilité et sur son vieillissement. En fait, ce que nous jugeons important c’est desavoir si certaines formes géométriques sont plus favorables que d’autres aux déclenchementsdes agressions environnementales, ou à l’apparition des dégradations.

Une chose reste sûre et logique : plus le tronçon est vulnérable, plus il se dégrade, etvis et versa (relations 1 et 2). Par exemple, un ouvrage transportant des effluents industrielsacides, va voir sa structure s’affaiblir par corrosion interne (cf. § 1-3) ; une structure fragiledevient de plus en plus vulnérable vis-à-vis des différentes surcharges externes, etparticulièrement les surcharges dynamiques ; la combinaison de ces faits, peut provoquer desdégradations de type fissures, et remettre ainsi en cause aussi bien l’étanchéité de l’ouvrageque sa stabilité ; etc. ... .

1-2. Fonctionnement

Il serait limitatif dans ce cadre de ne considérer que le fonctionnement du seul tronçon,puisque celui des tronçons amont et aval joue un rôle important.

En effet, en parlant de fonctionnement, nous faisons intervenir la vitesse et le typed’effluent charrié, ainsi que la capacité du tronçon, par rapport à celle des tronçons amont etaval.

1-2-a La VitesseElle dépend en partie de la pente du tronçon. Si celle-ci est très forte, elle induit une

grande vitesse d’écoulement, et donc des risque d’érosion ; si elle est faible, elle entraîne desrisques d’ensablement, et donc de mauvais fonctionnement ; si elle est quasi nulle ou négative(contre-pente) elle induit des stagnations d’eau, avec formation possible de différents gaz,dont le H2S, avec ce que cela induit comme corrosion (cf. Chapitre 4, § 1-3).

1-2-b Type d’EffluentCeci joue un rôle important s’il y a stagnation d’eau, mais aussi si les effluents

contiennent une quantité non négligeable (de telle sorte à avoir un pH<7) de certains rejetsindustriels non prétraités (rejets chimiques entre autres : différents acides, rejets des tanneries,etc. ...).

1-2-c CapacitéC’est elle qui induit des mises en charge du tronçon si elle n’est pas suffisante, mais

qui ne dépend pas non plus du seul tronçon étudié.

En effet, comme les services de l’eau et de l’assainissement des collectivités ontprogressivement pris à leur charge la gestion des RAU des différentes communes, certainesconnexions entre réseaux restent « anormales », comme celle d’un ovoïde T180 (amont) à uncirculaire Ø90 (aval), qui entraîne forcément des mises en charges de l’ovoïde.


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Les conséquences de ces mises en charges dépendent de la résistance résiduelle dumatériaux de construction, ainsi que celle du sol encaissant ; elles peuvent aller de la simpledéformation jusqu’à l’éclatement souvent partiel du tronçon.

Photo 4 : Dégradations dues à la Vitesse et au Type d’Effluents CharriésCommunauté Urbaine de Lyon [E. Bou Nader]

1-3. La Corrosion Interne

Le mécanisme de la corrosion interne des tronçons (en béton) des RAU, peut êtreexpliqué comme suit : les composants, contenant du soufre et présents dans les effluents, sonttransformés en composants sulfureux, et ceci dans les sections où les conditions de stagnationsont remplies ; certains de ces composants sulfureux, ainsi produits, sont libérés dansl’atmosphère de la conduite sous forme de gaz H2S.

Le H2S libéré se condense sur les parois, et est transformé par les bactéries anaérobiesen acide sulfurique :

H2S + 2O2 H2SO4

C’est cet acide qui est la principale cause de la dégradation des tronçons en béton(armé ou non) par la corrosion interne, et donc de leur affaiblissement.

Les principales conditions favorables à cette corrosion sont les suivantes :* collecteur gravitaire en aval d’une station de pompage et d’une conduite sous

pression ;* effluents à forte concentration en produits carbonés ;* certains effluents industriels, particulièrement ceux à faible pH ;* faible pente, ou contre-pente, favorisant la stagnation des effluents.

bactéries anaérobies


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Figure 17 : Corrosion interne des ouvrages par la formation d’acides[document non référencé]

2. Le Tronçon et ses Environnements

Comme nous l’avons précisé en début de chapitre, sont considérés commeenvironnements d’un tronçon, les éléments suivants :

* le réseau d’assainissement, perturbateur et vulnérable ;* le système d’assainissement, perturbateur et vulnérable ;* le système urbain, perturbateur et vulnérable ;* le milieu naturel / récepteur, vulnérable ;* le milieu naturel / sous-sol urbain, perturbateur et vulnérable.

Que ce soit au niveau du tronçon, ou de l’un quelconque de ses environnements, nousrappelons que plus un élément est vulnérable, plus il risque d’être perturbateur et vis et versa.

2-1. Réseau d’Assainissement et Système d’Assainissement (relations 3, 4, 5 et 6)

Les environnements réseau d’assainissement et système d ’assainissement,interagissent avec le tronçon du point de vue fonctionnel, plus que du point de vue structurel.

En effet, un réseau faiblement maillé, mal conçu, mal mis en oeuvre, ou toutsimplement mal raccordé, peut être sujet à des mises en charge, à de l’ensablement, etc. ..., etdonc à un mauvais fonctionnement global du système (déversoirs d’orage, station d’épuration,etc. ...) ; et, par suite, entraîner un vieillissement et des dégradations prématurées de seséléments, notamment les tronçons.

Si parmi les dégradations, un nombre important de fissures se manifeste, ce qui estgénéralement le cas, nous pouvons avoir un risque élevé d’infiltration, ce qui entraînerainévitablement des surcharges d’eau claire - dite parasite - au niveau des tronçons aval, ainsiqu’au niveau de la station d’épuration.

Les interactions entre un tronçon et son réseau ou son système d’assainissement sontdonc principalement fonctionnelles ; les dégradations structurelles peuvent en être desconséquences, et même les aggraver.

Niveau maximumjournalier des effluents

Atmosphère des égouts(air & gaz des effluents)

Niveau moyen journalierdes effluentsEffluents et Sulfures

Accumulation de vase

Béton non corrodé

Corrosion importante à l’acide sulfurique

Hydrogène sulfhydrique


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2-2. Le Système Urbain (relations 7 et 8)

Comme nous l’avons vu précédemment (cf. Chapitre 1, § 3), le réseaud’assainissement, et plus particulièrement un tronçon, fait partie d’un système, urbain ou rural,qui lui a donné naissance, et a ainsi créé une dépendance mutuelle. D’autre part, le systèmeévolue, les usages en surface sont modifiés, et le tronçon, élément du systèmed’assainissement, peut ne plus répondre aux nouveaux besoins du système dans lequel il setrouve : il devient obsolète.

La première interaction est d’ordre social, puisque les usagers de l’espace urbaintolèrent de moins en moins les débordements des réseaux d’assainissement, les odeurs auniveau de certains regards de visite, et même les chantiers prévus pour améliorer le service,qui, par ailleurs, peuvent perturber la vie urbaine en gênant les accès aux commerces, etc. ... .Face à ce poids social, les élus et par suite les gestionnaires, repoussent les interventions, cequi fait que le réseau est de plus en plus dégradé, et, est de plus en plus vulnérable.

De plus, la dégradation des tronçons du réseau d’assainissement peut induire desperturbations de la vie urbaine : déformation ou même effondrement de voirie, perturbationdes services d’autres réseaux techniques par inondations (centrals téléphoniques, etc. ...),etc. ... .

D’un autre côté, d’un point de vue technique, l’évolution de la vie urbaine a modifiéles modes de transport, les types de revêtement en surface, etc. ... ; pour certains travaux devoirie, la couverture d’un ou de plusieurs tronçon peut être diminuée ou augmentée ; dans uncas comme dans un autre, les surcharges dynamiques (roulantes), ou statiques (remblais, ...)n’ont plus la même ampleur.

Sur le Grand Lyon, les travaux de voirie rue de Bourgogne ont nécessité lamodification de la chaussée, ce qui a entraîné une couverture quasiment nulle au-dessus ducollecteur durant la durée des travaux, avec bien sûr le maintien de la circulation des engins dechantier !!!

2-3. Le Milieu Naturel Récepteur (relations 9 et 10)

Généralement, l’impact sur le milieu naturel n’est considéré qu’au niveau des exutoiresdu système d’assainissement, que cela soit au niveau des stations d’épuration ou non, et neconcerne donc que le milieu naturel de surface. [Ricard-1994] [Brelot-1994]

Même si cet impact reste le plus important point de vue considéré dans la gestion dusystème d’assainissement, le mauvais état, structurel et fonctionnel, des éléments du réseaud’assainissement peut entraîner des impacts importants sur la nappe (par exfiltration, ...), etsur le milieu aquatiques de surface (par mauvais fonctionnement des déversoirs d’orages, ...).[Musso-1997]

« Dans une agglomération se développant sur 5000 hectares, imperméabilisée à 50%,et consommant 100 000 m3 d’eau par jour, des fuites de 20% sur le réseau (d’assainissement)sont équivalentes à une alimentation en eau souterraine de 300 mm. » [Chocat-1997]

En ne prenant en compte que l’usage des eaux souterraines et de surface, le mauvais


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fonctionnement et le mauvais état d’un ou de plusieurs tronçons, peuvent avoir desconséquences très importantes sur la qualité de ces eaux, et sur leur usage.

2-4. Le Sous-Sol Urbain (relations 11 et 12)

En complétant ce qui a été présenté précédemment, c’est aussi le contexte géologiquedu sous-sol urbain qui interagit avec les tronçons d’un réseau d’assainissement.

Même si le sous-sol urbain reste généralement très peu, ou mal connu, nous pouvons yretrouver les principaux phénomènes géotechniques, brièvement présentés ci-après.

Nous n’exposerons que les phénomènes qui peuvent affecter les tronçons du réseaud’assainissement. Sur ce domaine, les principaux travaux, pour ne pas dire les seuls, ont étémenés par le LCPC, certains LRPC, les agences de bassins, les départements du Val-de-Marne, Seine Saint Denis et Paris, le Ministère de l’Environnement français, le WaterResearch Center (Grande Bretagne), et l’American Society of Civil Engineers (Etats Unisd’Amérique).

D’après une étude menée par le LCPC et les agences de bassin en 1985 [A.B.L-B. -1985] sur 77 collecteurs (visitables et non-visitables), le pourcentage des collecteurs,concernés par divers mécanismes géotechniques, est le suivant :

* tassement de l’assise 62%* entraînement de fines 42,8%* glissement de terrain 10,4%* affaissement et effondrement 6,5%* gonflement/retrait 5,2%* dissolution 2,6%

Nous examinerons donc ces mécanismes dans cet ordre. Bien sûr, il ne faut pas perdrede vue le fait que plusieurs mécanismes peuvent coexister.

2-4-a. Tassement de l’assiseSous l’action de surcharges verticales, certains types de sols ont tendance à tasser, ce

qui est, en fait, la résultante d’une déformation verticale. Les matériaux les plus susceptiblesde tasser sont les argiles, les limons, les tourbes et les remblais mal compactés. [LREP-1986]

« Le comportement d’un sol sous charge comprend plusieurs phases successives au gréde l’accroissement des sollicitations, la phase - ou l’étape - ultime étant la plastification.

Ce que l’on appelle couramment tassements se situe normalement dans la premièrephase que l’on appellera pseudo-élastique. Cette déformation n’est pas en effet parfaitementélastique au sens propre du terme, car il n’y a pas réversibilité complète lors dudéchargement : il persiste une déformation résiduelle ». Ceci résulte de la structurediscontinue d’un sol. Dans un tel milieu, le tassement est dû partiellement au réarrangementdes grains entre eux, évolution non réversible (par opposition à ce qui se passe dans unmilieu continu) ». [Bolle-1981]

Nous pouvons définir deux cas types : les tassements différentiels, et les tassementsabsolus suivant le profil en long.

Les premiers sont les plus néfastes pour les canalisations ; ils sont dus à la pose decelles-ci à cheval sur deux terrains de compressibilités différentes (en général,


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transversalement). Les conséquences sont, dans un premier temps, l’apparition d’une ou deplusieurs fissures, puis le cisaillement de la canalisation.

Les seconds sont dus au remaniement de fond de fouille, ou à des remblais malcompactés. Ils peuvent être lents ou rapides.

Figure 18 : Passage d’une canalisation d’une zone stable à une zonecompressible ;Tassement Différentiel [Ministère-1988]

Dans les deux cas, la principale conséquence est la formation de contre-pente. De plus,suivant l’ampleur du tassement, ainsi que de la qualité du lien tronçon-sol, nous pouvonsremarquer un affaissement de radier dans le cas de tronçons de forme non-circulaire, avecapparition de fissures longitudinales en naissance des piédroits.

Figure 19 : Canalisation dans remblai mal compacté [Ministère-1988]

2-4-b. Entraînement Hydrodynamique de FinesSuivant le type de sol, la dimension des grains le constituant, ainsi que du gradient

hydraulique, différents mouvements d’eau (fluctuation de la nappe, in/exfiltration, ...) peuventdéclencher un entraînement de fines : pour les sables de 0,1mm ≤ D ≤ 0,2mm, la vitessecritique est de 0,02m/s à 0,035m/s. [A.B.L-B.-1985]

Bien sûr, le tronçon mis en place peut jouer le rôle de drain, et ainsi favoriser lephénomène, ou même l’amplifier.

Les conséquences en sont multiples. Si le tronçon est fissuré, des fines peuvents’infiltrer et favoriser ainsi le phénomène de l’envasement.

Si le phénomène a lieu au niveau de l’assise, et suivant son ampleur, nous pouvonsassimiler les conséquences à celles provoquées par le tassement (affaissement de radier, ...).


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Figure 20 : Entraînement hydrodynamique de fines. [RERAU-1998]

Si l’entraînement de fines se produit au niveau des faces latérales du tronçon, nouspouvons assister à la divergence de ces parois (une ovalisation horizontale dans le casd’ouvrages circulaires), due à la perte de butée latérale. Il faut bien sûr y ajouter la dissymétriedes contraintes sur le tronçon, et les déformations que cela peut entraîner, suivant la résistancedu matériau de construction.

Si le phénomène se produit au dessus de l’ouvrage, les vides créés peuvent entraîner ladécompression du sol, et donc la répercussion des surcharges verticales descendantes sur lesparois latérales ; ceci augmente les contraintes à ce niveau, et peut provoquer une convergencede ces parois (ovalisation verticale dans le cas d’ouvrages circulaires).

2-4-c. Glissement de Terrain« Les glissements de terrain résultent de la rupture d’un massif lorsque la contrainte

de cisaillement, au niveau de la surface de rupture, devient supérieure à la résistance aucisaillement du sol ». [RERAU-1998]

Figure 21 : Glissement de terrain avec rupture plane [Ministère-1988]

Les types de sol concernés sont principalement les couches argileuses, les argilo-marneuses, les éboulis, les colluvions, etc. ... . Bien sûr, la pente topographique doit êtrefavorable (forte pente). Les fluctuation de la nappe, ou tout autre mouvement d’eau peuventaussi jouer un rôle. [Ministère-1988]

Pour l’exemple, nous pouvons citer les zones de balme sur le Grand Lyon.Les conséquences sont généralement la rupture du tronçon.


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2-4-d. Affaissement et Effondrement« L’existence d’un vide souterrain modifie les conditions d’équilibre du massif

environnant : sous l’influence des redistributions de contraintes qui en résultent, des effortscomplexes (cisaillement, flexion composée) se produisent dans les terrains formant toit. Danscertains cas, un nouvel état d’équilibre s’établit mais le plus souvent, la stabilité du massif estcompromise par suite de la déformation non élastique des terrains de couverture(décompression) ». [LREP-1986]

Figure 22 : Efforts engendrés dans une canalisation parles mouvements de terrain vers une cavité [Ministère-1988]

Les conséquences peuvent être la ruine de l’ouvrage dans le cas de l’instabilité, ou laformation de cuvette dans le cas de stabilité relative.

2-4-e. Gonflement-Retrait« Certaines argiles et marnes raides lorsqu’elles sont déchargées et mises en présence

d’eau ont tendance à gonfler en absorbant de l’eau.

Une argile raide qui perd de son eau par dessiccation subit une diminution devolume : c’est le phénomène de retrait. Si cette argile est remise en présence d’eau, elle atendance à gonfler ». [Ministère-1988]

Figure 23 : Gonflement libre d’une argileaprès creusement d’une tranchée [Ministère-1988]

Nous pouvons assimiler le retrait au phénomène d’entraînement de fines, même sigénéralement les vides créés sont de moindre importance.


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Dans le cas du gonflement, les contraintes supplémentaires subies par le tronçon,peuvent entraîner diverses dégradations : convergence, ovalisation, etc. ... .

Bien sûr, dans les deux cas, les dégradations dépendent du matériaux de construction etde sa résistance. Le plus préjudiciable reste bien sûr une alternance des deux phénomènes,alternance dépendant de l’amplitude des mouvements d’eau.

2-4-f. Dissolution« Certains matériaux naturels sont solubles ou très solubles dans l’eau. Sous l’action

des circulations d’eau (naturelles ou fuites de canalisations), ils peuvent être progressivementlessivés et éliminés sous forme ionisée ». [A.B.L-B.-1985]

« La dissolution est habituellement considérée comme un phénomène géodynamiquelent, que l’on peut négliger vis-à-vis de la pérennité des ouvrages ». [LREP-1986]

Sinon, nous pouvons considérer que les conséquences de la dissolution sont similairesà celles provoquées par l’entraînement de fines, suite à la similitude des vides créés.

Figure 24 : Dissolution de l’assise d’une canalisation. [RERAU-1997]

3. Le Diagramme des Causes-Conséquences. [Villemeur - 1988]

L’analyse par ce diagramme combine l’analyse déductive de l’arbre des causes (MAC),et celle inductive de l’arbre des conséquences (MACQ). Les symboles de représentationutilisés sont en partie ceux de l’arbre des causes.

La partie ‘causes’ de ce diagramme représente les événements ‘sommets’ des arbresdes causes, qui sont, par exemple, des défaillances conduisant à des conséquencesindésirables, redoutées ou inacceptables.


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Figure 25 : Etapes et Méthodes Relatives à l’Elaboration duDiagramme Causes-Conséquences [Villemeur-1988]

La partie ‘conséquences’ représente les conséquences envisageables lorsque seréalisent, sous certaines conditions, les événements « sommets ».

Figure 26 : Structure d’un Diagramme Causes-Conséquences [Villemeur-1988]

Les étapes de l’élaboration d’un diagramme causes-conséquences - élaborationformalisée par Nielsen et Taylor (in [Villemeur-1988]) :

* sélection d’un événement initiateur, ou événement critique ; c’estl’événement susceptible d’engendrer des conséquences redoutées ;

* recherche des causes de l’événement initiateur ; ce dernier est alorsl’événement indésirable précédemment défini, et dont les causes sontrecherchées par la MAC (cf. Annexe 3) ;


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* recherche des conséquences de l’événement initiateur ; celle-ci peut êtrefaite par la construction des séquences d’événements de la MACQ (cf.Annexe 3) ;

* diagramme causes-conséquences ; « Les étapes précédentes ont permisd’obtenir un diagramme causes-conséquences représentant des cheminspartant des causes de défaillances, ..., et aboutissant à des conséquences.En analysant ce diagramme, on obtient la liste des combinaisonsd’événements qui peuvent conduire aux événements indésirables mis enévidence ».

4. Adaptation du diagramme des causes-conséquences au cas des Réseauxd’Assainissement Urbain.

« Il faut rester prudent et ne jamais oublier que chaque cas est un cas particulier ».[Dubreucq-1994]

Cette citation résume bien l’état d’esprit dans lequel travaillent quasiment tous lesgestionnaires, en France ou ailleurs.

Chaque cas est particulier, certes ; mais l’expérience joue un rôle très important dansune démarche de diagnostic : elle ne permet pas de brûler les étapes, mais plutôt de guider lesdécideurs pour avoir de meilleurs résultats. De plus, cette expérience acquise durant un certainnombre d’années, doit pouvoir être facilement transmise, du moins pour l’essentiel.

C’est dans cet objectif que nous proposons une mise en forme des connaissances, doncla constitution d’une base de connaissance, qui n’a pas la prétention d’être à l’origine d’unsystème expert fournissant un diagnostic, comme c’est généralement le cas dans le domaineindustriel, mais plutôt un système d’aide au diagnostic comme on procède généralement dansle domaine médical.

Dans ce cadre là, il peut paraître paradoxal d’emprunter à l’industrie, pour répondre àun problème que nous voulons approcher comme des médecins. Le fait est que le domaineindustriel est quasiment le seul à fournir des méthodes explicites de mise en forme desconnaissances, méthodes qui par ailleurs ont déjà fait leurs preuves : la multitude desméthodes proposées dans l’étude de la sûreté des systèmes industriels, nous a paru celle laplus à même de répondre à nos besoins. [Pagès-1995] [Charbonnaud-1992]

En effet, nous proposons une adaptation du diagramme des causes-conséquences, pourconstituer l’ébauche d’une base de connaissance, relative au diagnostic des réseauxd’assainissement urbain.

Le choix de ce diagramme, parmi beaucoup d’autres (cf. Annexe 3), a été fait car lapartie ‘causes’ répond le mieux à la tentative de définition du diagnostic faite parCharbonnaud, et qui rejoint celle utilisée en médecine : « Le diagnostic est un acte intelligentqui se doit de trouver dans un système physique les dysfonctionnements et surtout les causesde la situation de panne ». [Charbonnaud-1992]

Bien sûr, il faudra remplacer ‘dysfonctionnement’ par dégradation, et ‘panne’ pardysfonctionnement, pour rejoindre les définitions du chapitre 2 de la Première Partie.

D’un autre côté, la partie ‘conséquences’ du diagramme doit répondre aux objectifs de


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la maintenance et de la réhabilitation des RAU : protéger et assainir l’espace urbain, ainsi quele milieu naturel récepteur ; il est donc important de connaître, suffisamment bien, lesconséquences de chaque situation de dysfonctionnement d’un tronçon sur ses diversenvironnements.

De plus, cette représentation permettra d’intégrer les différents niveaux d’acquisitiondes données que nous traiterons dans la Troisième Partie.

Dans le cadre de la maintenance des RAU, et plus particulièrement de leurréhabilitation, qu’elle soit préventive, curative ou corrective, le besoin de comprendre lescauses, ainsi que les conséquences des différentes dégradations, est le coeur même d’undiagnostic.

4-1. Simplifications et Définitions

Nous l’avons déjà vu, les tronçons de RAU interagissent avec plusieursenvironnements, caractérisés par un nombre important de paramètres.

« Plusieurs paramètres influent sur la pathologie des collecteurs, ... . Les principauxsont la géologie, les surcharges dynamiques et statiques, la profondeur des ouvrages, leurhistoire, etc. . A ceux-ci viennent s’ajouter les informations spécifiques à ce patrimoinecomme la cartographie et les caractéristiques intrinsèques de l’ouvrage ». [Dubreucq-1994]

D’un autre côté, les choses sont beaucoup trop compliquées pour chercher à lescomplexifier encore plus. Comme l’objectif n’est pas la constitution d’un système expert, ilnous a paru inutile de fragmenter les phénomènes qui peuvent aboutir aux mêmes types dedégradations. A titre d’exemple : ce qui nous intéresse, concernant le complexe sol-tronçon(donc abstraction faite des conséquences possibles sur les environnements naturel et urbain),c’est le risque que représente la formation de vides, vis à vis de la dégradation des tronçon deRAU ; ces vides peuvent avoir pour mécanismes à leur origine l’entraînementhydrodynamique de fines (cf. § 2-4-b) ou la dissolution (cf. § 2-4-f) ; nous ne nous attarderonsdonc pas à élaborer deux MDCQ, mais plus à lister les facteurs entrant dans le déclenchementde ces deux mécanismes.

D’autre part, sachant qu’un défaut isolé ne peut renseigner sur la nature des facteurs etdes phénomènes qui seraient à son origine, nous proposons donc l’élaboration d’une base deconnaissances par groupe de défauts, et non par défauts isolés. En effet, le relevé d’unefissure longitudinale en voûte, par exemple, n’est pas suffisant pour nous renseigner sur lanature du mécanisme de dégradation en cause, et à fortiori, sur les causes à rechercher ; parcontre, en notant, lors du relevé, que cette fissure est accompagnée par des fissures ferméesaux deux naissances de voûte, nous pouvons, avec une relative certitude, affirmer quel’ouvrage présente un affaissement de voûte, et donc rechercher les différents phénomènes, etde facteurs menant à ce type de dégradation (cf. chapitre 6).

Généralement, le processus de dégradation des tronçons de RAU est une suite dephénomènes et de mécanismes d’agression/réactions, qui aboutissent aux défauts du typefissures, trous, etc. ..., et que nous avons déjà définis comme étant les symptômes. Nous neconsidérerons que deux enchaînements, et essayerons d’élaborer un diagramme des causes-conséquences, qui intègre en son sein un deuxième diagramme causes-conséquences (cf.Figure 27) : le premier, général, reliera les différents facteurs de dégradation aux groupements


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de défauts et par suite aux conséquences de ceux-ci ; le deuxième (cf. Partie II de la Figure27), constituant le groupement de défauts proprement dit, reliera les différents types etniveaux de défauts entre eux, ceux relatifs au complexe sol-tronçon, ceux structurels, et lesdéfauts élémentaires. Nous détaillerons, dans les chapitres suivants, ces différentes notions :facteurs de dégradation, défauts structurels, etc. ... .

La dernière simplification concerne le mode de représentation. En effet, nous nouscontenterons de l’utilisation de rectangles reliés par des flèches, et nous laisserons de côté toutce qui concerne les symboles spécifiques au domaine industriel. La partie supérieure dudiagramme sera constituée des éléments ‘causes’, alors que la partie inférieure sera constituéedes éléments ‘conséquences’.

Figure 27 : Diagramme Simplifié des Causes-Conséquences

Symptômes

Moyensde Détections,de Mesures,d’Estimation

Facteurs de dégradation.

Partie I

Groupe de défauts

Partie II

Dysfonctionnements & Impacts

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