Tests platforms for small wastewater treatment plants

LES ÉDITIONS DU CERIB

Plates-formes d’essaispour les microstations

d’épuration

Tests platforms for small wastewater treatment plants

QualitéSécuritéEnvironnement

P D

AC

162.E

SPO/JROQU 030 / Qualité Santé Environnement

Réf. 162.E

Octobre 2008

par

Sylvain POUDEVIGNE

Plates-formes d’essais pour les microstations d’épuration

Tests platforms for small wastewater treatment plants

issn 0249-6224

ean 9782857552130

2

Études et Recherches

Avant-propos

Ce rapport est articulé en deux parties :

- la première partie est destinée au lecteur qui souhaite apprécier

très rapidement si l’étude évoquée le concerne, et donc si les

méthodes proposées ou si les résultats indiqués sont directement

utilisables pour son entreprise ;

- la deuxième partie de ce document est plus technique ; on y

trouvera donc tout ce qui intéresse directement les techniciens de

notre industrie.

© CERIB – 28 Épernon

162.E – octobre 2008 - ISSN 0249-6224 – EAN 9782857552130

Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous procédés réservés pour tous pays

La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41, d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d’autre part, que les analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » (alinéa 1er de l’article 40).Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du Code pénal.


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S O M M A I R E

Résumé ...................................................................................................... 5

1. Synthèse de l’étude .................................................................................. 7

1.1. Domaine concerné ..............................................................................................7

1.2. Problématique .....................................................................................................7

1.3. Apport de l’étude ................................................................................................7

1.4. Intérêts et conséquence ........................................................................................8

2. Dossier de recherche................................................................................ 9

2.1. La Directive Produits de Construction et la réglementation française ...........................9

2.2. Les Essais de Type Initiaux CE .............................................................................10

2.3. L’essai d’effi cacité de traitement sur les microstations .............................................11

2.3.1. Principe de l’essai ........................................................................................................................11

2.3.2. Choix de l’implantation de la plate-forme ......................................................................................11

2.3.3. Les équipements d’essai ...............................................................................................................12

2.3.4. Préparation des essais .................................................................................................................14

2.3.5. Débits hydrauliques .....................................................................................................................15

2.3.6. Cycles des débits et planning de l'essai .........................................................................................15

2.3.7. Analyses des concentrations d’effl uents .........................................................................................19

2.3.8. Expression des résultats ................................................................................................................19

2.4. Les essais d’étanchéité sur les microstations ..........................................................20

2.4.1. Échantillon ..................................................................................................................................20

2.4.2. Essais d’étanchéité à l’eau ............................................................................................................20

2.4.3. Essai de perméabilité à l’air sous vide ...........................................................................................21

2.4.4. Essais de pression pneumatique ....................................................................................................22

2.5. Les essais de comportement structurel sur les microstations .....................................22

2.5.1. Échantillon ..................................................................................................................................22

2.5.2. Essai de Pit Test ...........................................................................................................................23

2.5.3. Essai d’écrasement ......................................................................................................................24

2.5.4. Essai sous vide ............................................................................................................................24

Bibliographie ...........................................................................................................24

4



5

RésuméDans le cadre de la normalisation européenne des microstations d’épuration

et de la mise en place du marquage CE (système d’attestation de conformité

de niveau 3 : réalisation d’essais de type par un organisme notifi é), le CERIB a

complété ses équipements d’essais dédiés aux produits d’épuration (fosses

septiques, séparateurs de liquides légers et séparateurs de graisses) pour réaliser

les essais d’effi cacité de traitement utilisant des effl uents domestiques bruts.

Ce rapport présente la plate-forme d’essai, installée sur le site d’une station

d’épuration, et décrit les modes opératoires appliqués sur les microstations

d’épuration.

SummaryIn the scope of the European standardization programme applicable to small wastewater treatment systems and establishment of the regulatory CE marking (system of attestation of conformity level 3 : performance of type testing by an approved laboratory), CERIB has completed his testing equipment for water pollution treatment products (septic tank, light liquids and grease separators) to carry out the treatment effi ciency tests which use raw domestic wastewaters.

This report introduces the testing platform, installed on the site of a wastewater treatment plant, and describes the procedures for testing the small wastewater treatment systems.

6



7

1.1. Domaine concerné

L’arrêté du 31 octobre 2006 fi xe au 1er mai 2007 l’obligation de marquage CE pour les produits mis pour la première fois sur le marché, et au 31 décembre 2008 la fi n de la période transitoire (deuxième mise sur le marché). Le marquage CE est subordonné entre autre à la réalisation d’Essais de Type Initiaux réalisés par un laboratoire notifi é.

En outre, une nouvelle réglementation (arrêté) des ouvrages d’assainissement non collectif imposera aux fabricants de prouver les performances de leur fi lière en terme d’effi cacité de traitement. Cette preuve sera établie sur la base des Essais de Type Initiaux réalisés dans le cadre du marquage CE réglementaire, selon la norme NF EN 12366-3.

1.2. Problématique

Depuis 2004, le CERIB, en tant qu’organisme notifi é, a réalisé les Essais de Type Initiaux pour plus d’une trentaine de gammes de fosses septiques, tous matériaux confondus, selon la norme NF EN 12566-1 et son amendement A1 « Petites installations des eaux usées jusqu’à 50 PTE – Partie 1 : Fosses septiques préfabriquées ».

Après la norme relative aux fosses septiques, la norme NF EN 12566-3 « Petites installations des eaux usées jusqu’à 50 PTE - Partie 3 : stations d’épuration des eaux usées domestiques prêtes à l’emploi et/ou assemblées sur site », relative aux microstations d’épuration a été publiée fi n 2005.

Les essais sur les microstations d’épuration sont très similaires (voire identiques) à ceux pra-tiqués sur les fosses septiques, sauf pour ce qui concerne l’essai d’effi cacité de traitement, qui nécessite l’utilisation d’effl uents réels.

L’objet de l’étude est donc de mettre en place au Cerib une nouvelle plate-forme d’essai complémentaire à proximité d’une station d’épuration existante. Cette plateforme, doit pou-voir accueillir jusqu’à six microstations testées en mêmes temps, sur des délais de l’ordre de quarante semaines.

De manière à réaliser des essais selon la procédure défi nie dans la norme NF EN 12566-3, les paramètres étudiés sont le lieu d’implantation de la plateforme, la réalisation d’un système de pilotage automatique des pompes alimentant les microstations, la mise en place des équipe-ments de prélèvement et de pompage, la défi nition d’un planning d’essais, la sélection des méthodes d’analyses des concentrations des effl uents en entrée et en sortie et la défi nition de l’expression des résultats de l’essai.

1.3. Apport de l’étude

Le CERIB possède désormais un équipement complet pour réaliser tous les Essais de Type Initiaux sur les microstations, pour lesquels il est notifi é par l’État français dans le cadre du marquage CE de niveau 3 (organisme notifi é n° 1164).Tous ces essais sont couverts par une accréditation COFRAC (laboratoire accrédité Essais n° 1-0001).

1. Synthèse de l’étude

8


1.4. Intérêts et conséquenceAprès la réalisation de sa première plate-forme d’essais en 2003, destinée à tester les fosses septiques et les séparateurs de liquides légers et de graisses, le CERIB acquiert une deuxiè-me plate-forme avec des effl uents réels pour compléter son champ d’intervention dans le domaine de l’épuration. Il dispose désormais d’un équipement complet pour tester les produits de traitement des eaux résiduaires (comportement structurel, étanchéité à l’eau, effi cacité hydraulique), quelle que soit la nature du matériau.


9

2. Dossier de recherche2.1. La Directive Produits de Construction et la réglementation françaiseLes normes de la série NF EN 12566 « Petites installations des eaux usées jusqu’à 50 PTE » défi nissent les spécifi cations et les essais relatifs aux équipements d’assainissement non col-lectif, quelle que soit la nature du matériau constitutif (béton, polyéthylène, polyester renforcé de fi bres de verre ou acier).

Ces normes défi nissent également les exigences permettant l’apposition du marquage régle-mentaire CE, selon le mandat de la Commission Européenne M118 « Technique des eaux résiduaires » donnée dans le cadre de la Directive Produits de Construction.

Le marquage CE impose au producteur ou à l’importateur de faire réaliser des Essais de Type Initiaux sur ses produits par un laboratoire notifi é (système d’attestation de conformité de niveau 3), et de déclarer les performances obtenues.

En 2003, au moment de la publication de l’amendement A1 de la norme NF EN 12566-1 « Par-tie 1 : fosses septiques préfabriquées », le CERIB, organisme notifi é par l’État français pour les activités relatives au marquage CE sur plusieurs familles de produits, dont les produits d’assainissement, avait conçu une plate-forme d’essais permettant de réaliser les Essais de Type Initiaux sur ces produits, quelle que soit la nature du matériau (cf. publication CERIB DDE 26 – mai 2003).

10


Après la publication de la norme NF EN 12566-3 « Partie 3 : stations d’épuration des eaux usées domestiques prêtes à l’emploi et/ou assemblées sur site », le CERIB a développé ses installations dédiées aux produits d’épuration, pour pouvoir réaliser les essais d’effi cacité de traitement sur ces produits, appelés, dans la suite du document, microstations.

Parallèlement, un arrêté français relatif aux installations d’assainissement non collectif rece-vant une charge brute organique inférieure ou égale à 1,2 kg de DB05/jour (moins de 20 Équi-valent-Habitants) est en cours de rédaction. Cet arrêté, qui remplacerait l’arrêté du 6 mai 1996, pourrait permettre notamment aux microstations de constituer des systèmes de traitement à part entière, c’est-à-dire sans traitement aval (tel qu’épandage ou fi ltre à sable), à conditions d’atteindre les niveaux de qualité des eaux usées rejetées défi nis dans ce futur arrêté.

La preuve que l’installation atteint des niveaux de rejets acceptables serait basée sur les résul-tats des Essais de Type Initiaux, réalisés dans le cadre du marquage CE.

2.2. Les Essais de Type Initiaux CE

Les Essais de Type Initiaux réalisés sur les microstations d’épuration sont similaires à ceux réalisés sur les fosses septiques pour le comportement structurel (par exemple les essais de Pit Test) et l’étanchéité à l’eau.

Par contre, l’effi cacité de traitement sur ces produits est évaluée avec des effl uents réels, à savoir des eaux domestiques brutes. D’où la nécessité pour le CERIB de concevoir une nou-velle plate-forme d’essai, à proximité d’une station d’épuration existante.

Essaissur chaque

modèle de la gamme

sur un modèle représentatif de la gamme

Lieu des essais

Effi cacité de traitement

X

(généralement la plus petite

taille)

Nouvelle plate-forme installée à

Hanches (28), à proximité d’une

station d’épuration

Étanchéité à l’eau XPlate-forme du CERIB à

Epernon (28)

Comportement

structurel

X

(généralement la plus grande

taille)

Plate-forme du CERIB à

Epernon (28)

Durabilité

X

(pas d’essai nécessaire

lorsque le fabricant a

recours à des matériaux

dont les propriétés sont déjà

connues)

Laboratoires du CERIB

La norme NF EN 12566-3 défi nit la gamme comme étant un « groupe de produits dans lequel, pour les besoins d’évaluation, la ou les propriétés sélectionnées sont similaires, pour l’ensem-ble des produits faisant partie du groupe ».

En général, une gamme regroupe des produits dont la forme (rectangulaire, cylindrique…), les équipements, le matériau constitutif et les conditions d’utilisation fi nale (présence d’une nappe pratique ou non, hauteur maximale de remblai) sont identiques.

Mesurés sur le produit de la gamme possédant la performance la plus faible, le regroupement doit permettre de garantir l’effi cacité de traitement et le comportement structurel minimal pour

Tableau 1 :nature des Essais de Type Initiaux pour une gamme de microstations (selon la norme

NF EN 12566-3)

Tableau 1 :nature des Essais de Type Initiaux pour une gamme de microstations (selon la norme

NF EN 12566-3)


11

tous les produits faisant partie de la gamme.

Le fabricant est responsable de la défi nition de sa (ses) gamme(s), du prélèvement des modè-les et du choix des essais réalisés par l’organisme notifi é.

2.3. L’essai d’effi cacité de traitement sur les microstations

2.3.1. Principe de l’essai

L’essai est défi ni dans l’annexe B de la norme NF EN 12366-3.

Pendant 38 semaines, les microstations sont alimentées en effl uents domestiques bruts selon des débits refl étant les conditions normales d’utilisation durant toute la période d’essai.

Grâce à un automate de contrôle, des pompes alimentent les microstations selon des cycles journaliers reproduisant des sollicitations réelles, des cycles hebdomadaires simulant des périodes de charge nominale, de sous-charge et de surcharge, ainsi que des alimentations de pointe ponctuelles.

Des analyses très régulières des effl uents en entrée et en sortie de microstation permettent de déterminer les concentrations de rejet, ainsi que le pourcentage de polluants traités pour chacune des concentrations analysées (rendement).

Les essais permettent également d’évaluer les performances fonctionnelles de la microstation vis-à-vis de sa consommation électrique, de son entretien, de sa capacité à subir des cou-pures de courants…

2.3.2. Choix de l’implantation de la plate-forme

La nécessité d’alimenter les microstations avec des effl uents réels a conduit tout naturel-lement à implanter la plate-forme d’essai à proximité d’une station d’épuration, là où les effl uents sont largement disponibles.

Le choix d’implantation a été dicté par les critères suivants :- Les effl uents utilisés doivent être des effl uents domestiques bruts. Ceci implique que la sta-

tion d’épuration soit raccordée d’une part à un réseau séparatif, et d’autre part à un réseau collectant uniquement des eaux domestiques. Ces critères excluaient les stations d’épura-tion collectant des eaux pluviales et/ou des eaux industrielles.

La qualité des effl uents collectés par la station d’épuration choisie a été validée d’une part par les analyses régulières réalisées par l’exploitant, ainsi que par les données de la ville d’accueil (Ville de Hanches – 28).

- L’installation de la plate-forme d’essai nécessite l’occupation d’une zone de 15 x 7,50 m, pouvant accueillir au moins 6 microstations, ainsi que la mise à disposition d’un accès libre autour de cette zone pour acheminer les produits. De plus, la plate-forme d’essais doit nécessairement se situer dans l’enceinte même de la station d’épuration, pour bénéfi cier d’un espace clos, permettant ainsi au CERIB de garder une maîtrise sur les personnes ayant accès aux équipements.

La station d’épuration du Val des Granges implantée sur la commune de Hanches (28) pré-sente un large espace clos, entretenu et non exploité, au-delà des bassins d’aération. La plate-forme d’essai a été implantée sur cet espace, avec l’autorisation de la commune et de l’exploitant. Le CERIB a pu également créer son propre accès direct à la voirie communale.

12


- Afi n d’assurer un suivi très régulier des installations d’essai et des produits testés, le site d’implantation doit se trouver à proximité du CERIB.

La Ville de Hanches (28) où se trouve implantée la station d’épuration est mitoyenne à la Ville d’Epernon (28). La station d’épuration du Val de Granges est basée à quelques minutes du CERIB.

2.3.3. Les équipements d’essai

P ré lèveursautom atiques

M icro -s ta tion

R éservo irde vidange

R éservo irtam pon

Effl

uent

sbr

uts

D égrilleur

Au tom ate decontrô le

R éservo irtam pon M icro -

s ta tion

M ur en L

G ranu la ts debo is

P om pe

Note : dans ce schéma, les microstations sont représentées par des éléments monoblocs. En pratique, les microstations sont constituées de chambres (chambre de décantation, chambre d’aération et chambre de clarifi cation) qui peuvent être constituées d’éléments séparés.

Figure 1 :schéma de principe

des isntallations d’essai

Figure 1 :schéma de principe

des isntallations d’essai


13

Les équipements comprennent :a) des pompes de relevage et deux réservoirs :

- Des effl uents bruts sont prélevés en entrée de la station d’épuration, juste après le dégrilleur, et alimentent régulièrement par pompage un réservoir tampon de 3 000 litres (situé à environ 50 mètres). Un automate de contrôle pilote des pompes disposées dans ce réservoir tampon pour alimenter chacune des microstations.

- Un réservoir de vidange de 3 000 litres permet de recueillir gravitairement les effl uents traités en sortie de chacune des microstations. Les effl uents ainsi collectés sont repom-pés pour être redéversés dans la station d’épuration.

14


b) un automate de commande- Un système automatisé pilote les pompes, chaque pompe fonctionnant indépendamment

les unes des autres. L’automate pilote l’injection des bâchées dans les microstations, le nombre et la fréquence des bâchées étant déterminés selon des cycles journaliers se répé-tant sur des périodes de 24 heures.

- Une interface défi nit les cycles de pompage et enregistre les cycles réellement réalisés.

c) des préleveurs automatiques- Un préleveur recueille les eaux du bassin tampon, à hauteur de pompage des pompes ali-

mentant les microstations.- Des préleveurs recueillent les rejets en sortie de chaque microstation.

Les préleveurs sont automatiques et prélèvent un échantillon d’effl uents toutes les heures pendant 24 heures.

2.3.4. Préparation des essais

Les microstations sont installées conformément aux instructions du manuel de pose délivré par le fabricant. Elles sont testées avec l’ensemble de leur équipement (fi ltres, pompes, com-presseur, équipement électrique, tuyaux de raccordement entrée/sortie, couvercles…).

Les microstations ne sont pas enterrées. Une fois installée, pour garder une inertie thermique similaire à l’enfouissement dans le sol, elles sont recouvertes le long de leurs parois latérales et sur le dessus, d’un matériau isolant constitué de granulats de bois.

Le fabricant à la charge d’installer les équipements et mettre en service tous les composants de la microstation.

Les informations fournies par le fabricant sont :- la référence du produit ;- la date de fabrication du produit ;- le plan du produit ;- la masse du produit ;


15

- la notice de pose et de manutention ;- le manuel du fabricant (installation, exploitation et spécifi cations de maintenance) ;- les consignes de sécurité mécanique, électrique et structurelle ;- le détail des équipements et du fonctionnement.

2.3.5. Débits hydrauliques

Le débit d’effl uent alimentant les microstations dépend du débit hydraulique nominal journa-lier QN (m3/j) propre à chaque microstation. Ce débit dépend :- de la capacité de la microstation (nombre d’Équivalent-Habitants prévu),- du volume journalier par habitant (en France : 150 litres/jour et par Équivalent Habitant).

Le débit journalier est généralement compris entre 0,750 m3/jour (5 Equivalent-Habitants) et 7,5 m3/jour (50 Équivalent-Habitants).

Régulation du débit journalier : les microstations sont alimentées par bâchée de 20 litres ± 0,5 litre injectées régulièrement, selon les cycles défi nis ci-après.

2.3.6. Cycles des débits et planning de l'essai

Défi nition des cycles journaliers

Chaque cycle suit le débit journalier défi ni dans le tableau 2, refl étant les fréquences d’utili-sation d’une microstation en service. Les heures des différentes périodes sont établies pour être en adéquation avec les quantités et « qualités » d’effl uents arrivant à l’entrée de la station d’épuration.

Période Durée Pourcentage du volume journalier

de 8 h à 11 h 3 heures 30 %

de 11 h à 14 h 3 heures 15 %


de 20 h à 22 h 2 heures 40 %



Par exemple, au cours de la première période, pour une microstation alimentée à son débit hydraulique nominal de 1,2 m3/j, des bâchées d’effl uent sont injectées régulièrement pendant 3 heures, pour un volume total injecté durant cette période de 30 % x 1,2 m3 soit 360 litres. L’alimentation est réalisée avec 18 bâchées de 20 litres régulièrement injectées durant ces 3 heures.

Défi nition des cycles hebdomadaires

Pendant l’essai, le débit évolue selon le tableau 3, refl étant les fréquences d’utilisation d’une microstation en service. Au début de chaque séquence, un réglage de l’automate permet d’ajuster le débit.

Tableau 2 :débit journalier (cf. tableau B.1 de la norme NF EN 12566-3)

Tableau 2 :débit journalier (cf. tableau B.1 de la norme NF EN 12566-3)

16


Séquence Séquence SemaineDébit

hydrauliqueAlimentations

de pointeNombre de

prélèvements

1Établissement de

la biomasse

- x

(donnée

fabricant)

Débit nominal /- 3

- 2

- 1

2 Charge nominale

1

Débit nominal

x

4

2 x

3 x

4 x

5 x

6 x

3 Sous-charge7 50 % débit

nominal2

8

4Charge nominale -

Coupure électrique

9

Débit nominal

x

5

10 x

11 x

12 x

13 x

14 x

5Contrainte de faible

occupation

15Débit nul /

16

6 Charge nominale

17

Débit nominal

x

3

18 x

19 x

20 x

21 x

22 x

7 Surcharge23

150 % / 125%

débit nominal

(sur 48 h) 2

Débit nominal24

8Charge nominale -

Coupure électrique

25

Débit nominal

x

5

26 x

27 x

28 x

29 x

30 x

9 Sous-charge31 50 % débit

nominal2

32

10 Charge nominale

33

Débit nominal

x

3

34 x

35 x

36 x

37 x

38 x

Tableau 3 :planning de

l’essai (cf. tableau B.2 de la norme

NF EN 12566-3)

Tableau 3 :planning de

l’essai (cf. tableau B.2 de la norme

NF EN 12566-3)


17

Alimentation de pointe

Durant les séquences où les microstations sont alimentées à un débit correspondant au débit nominal, 200 litres d’effl uent sont injectés n fois en fonction du débit nominal (cf. tableau 4) chaque semaine en début de soirée.L’injection de 200 litres ± 10 litres d’effl uent est continue et régulière pendant 3 minutes ± 10 secondes (soit un débit moyen de 1,1 litre par seconde en effl uent, qui représente la vidange d’une baignoire). Les injections sont espacées entre elles de 1 minute ± 30 secon-des.

Débit hydraulique nominalQN

Nombre d’alimentations de pointe hebdomadairen

QN ≤ 0,6 m3/j 1

0,6 m3/j < QN ≤ 1,2 m3/j 2

1,2 m3/j < QN ≤ 1,8 m3/j 3

QN > 1,8 m3/j 4

Débit nominal

Le débit alimentant la microstation correspond au débit hydraulique nominal journalier QN.

Régulation de la surcharge

Le débit hydraulique journalier est augmenté de 125 ou 150 % par rapport au débit nominal (cf. tableau 5) pendant 48 heures, par augmentation de la fréquence du nombre de bâchées injectées dans la microstation.

Débit hydraulique nominalQN

Débit de surcharge (par rapport au débit nominal)%

QN ≤ 1,2 m3/j 150

QN > 1,2 m3/j 125

Régulation de la sous-charge

Le débit hydraulique journalier est diminué de 50 % par rapport au débit nominal pendant 2 semaines, par diminution de la fréquence du nombre de bâchées injectées dans la micros-tation.

Coupure électrique/panne technique

Une panne d’alimentation électrique ou une panne technique est simulée par une coupure de courant durant 24 heures. Durant cette coupure, la microstation continue à être alimentée à un débit hydraulique nominal.

Maintenance et exploitation

La maintenance de la microstation est assurée pendant la période d’essai, conformément au manuel d’exploitation du fabricant.

En particulier, l’élimination des boues peut éventuellement intervenir lors de l’essai si la fré-quence défi nie par le fabricant intervient avant la fi n de la période d’essai.

Tableau 4 :nombre d’alimentations de pointe (cf. tableau B.4 de la norme NF EN 12566-3)

Tableau 4 :nombre d’alimentations de pointe (cf. tableau B.4 de la norme NF EN 12566-3)

Tableau 5 :défi nition des surcharges (cf. tableau B.3 de la norme NF EN 12566-3)

Tableau 5 :défi nition des surcharges (cf. tableau B.3 de la norme NF EN 12566-3)

18


Récapitulatif

Nombre de semaines Nombre de prélèvements

Établissement de la biomasse x (donnée du fabricant) /

Séquences de charge nominale 30 20

Séquences de sous-charge 4 4

Séquences de surcharge 2 2

Séquence de faible occupation 2 0

Total 38 + x 26

Exemple de planning d’essai

Séquence Semaine Vendredi Samedi Dimanche Lundi Mardi Mercredi Jeudi

1

- x R

- 3

- 2

- 1

2

1 A P

2 A

3 A P

4 A P

5 A

6 A P

37 R P

8 P

4

9 R A P

10 A P

11 A C

12 A P

13 A P

14 A P

515 R

16

6

17 R A P

18 A

19 A P

20 A

21 A P

22 A S

723 S P

24 P

8

25 R A P

26 A P

27 A C

28 A P

29 A P

30 A P

931 R P

32 P

10

33 R A P

34 A

35 A P

36 A

37 A

38 A P

Abréviations :R réglage du débit S : surcharge du débit P : prélèvementA : alimentation de pointe C : coupure de courant

Tableau 6 :nombre de semaines

d’essais et de prélèvements

Tableau 6 :nombre de semaines

d’essais et de prélèvements

Tableau 7 :exemple de

planning d’essai, donné à titre

indicatif

Tableau 7 :exemple de

planning d’essai, donné à titre

indicatif


19

2.3.7. Analyses des concentrations d’effl uents

Prélèvement

Le prélèvement comprend :- 1 collecte de l’effl uent en entrée ;- 1 collecte de l’effl uent en sortie.Ce qui correspond à 2 analyses d’effl uent pour calculer un rendement (ratio sortie/entrée).

Afi n que l’échantillon fi nal destiné aux analyses soit parfaitement représentatif des effl uents déversés dans les microstations, chaque prélèvement fait l’objet d’une recomposition suivant les pourcentages du débit journalier (cf. tableau 2).

Analyses

Chaque prélèvement fait l’objet d’une détermination de 7 concentrations différentes (cf. ta-bleau 8).

Paramètre Unité Normes d’essai

Demande Biologique en

Oxygène à 5 joursDBO

5mg/l NF EN 1899-1 ISO 5815 modifi ée

Demande Chimique en

OxygèneDCO mg/l NF T 90-101 Équivalent à ISO 6060

Matières en suspension MES mg/l NF EN 872 /

Azote ammoniacal N-NH4 ou NH4-N mg/l NF T 90-015-1 Équivalent à ISO 5664

Azote Kjeldahl NTK ou KN mg/l NF EN 25 663 Équivalent à ISO 5663

Nitrate N-NO3 ou NO3-N mg/l NF EN ISO 10 304-2 Par chromatographie ionique

Phosphore total PT mg/l NF EN 6878 /

Température (phase liquide) °C / /

Énergie consommée kWh/j / /

2.3.8. Expression des résultats

L’expression du résultat est défi nie dans la norme NF EN 12366-3. Elle est complétée par le projet d’amendement A1 à la norme, qui précise que le laboratoire doit exprimer à la fois le débit hydraulique journalier et la charge hydraulique journalière en DBO5. Ces deux para-mètres doivent être déclarés par le fabricant pour le marquage CE des produits, en plus des rendements d’effi cacité de traitement.

De manière détaillée, outre l’ensemble des résultats individuels des analyses effectuées sur l’ensemble de la période d’essai, les résultats sont exprimés par :- La charge journalière moyenne des effl uents (en gramme par jour) : moyenne des concen-

trations en entrée de microstation (en milligramme par litre d’effl uent), multipliée par le débit (en litre d’effl uent par jour).

- La charge journalière moyenne de pollution traitée (en gramme par jour) : moyenne des concentrations en sortie de microstation (en milligramme par litre d’effl uent), multipliée par le débit (en litre d’effl uent par jour).

- Le rendement moyen (en pourcentage) : calculé pour chaque concentration, moyenne des

Tableau 8 :paramètres étudiés (cf. tableau B.5 de la norme NF EN 12566-3)

Tableau 8 :paramètres étudiés (cf. tableau B.5 de la norme NF EN 12566-3)

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ratios des concentrations obtenues en sortie de microstation, par rapport à celles mesurées en entrée.

Les résultats sont donnés pour :- les séquences de CHARGE NOMINALE, avec et sans coupure de courant (20 résultats) ;- les séquences de SOUS-CHARGE (4 résultats) ;- la séquence de SURCHARGE (2 résultats).

2.4. Les essais d’étanchéité sur les microstations

Les essais sont défi nis dans l’annexe A de la norme NF EN 12366-3.Ce sont des essais qui consistent à vérifi er l’étanchéité des microstations par remplissage en eau (essai d’étanchéité à l’eau), ou par application d’une dépression d’air (essai de perméa-bilité à l’air sous vide), ou par application d’une pression d’air (essai de pression pneumati-que).

2.4.1. Échantillon

La microstation est testée en étant entièrement assemblée (y compris avec ces raccorde-ments), mais dépourvue de ses équipements intérieurs, de ses couvercles et de ses réhaus-ses. Éventuellement, pour les microstations constituées de chambre à éléments séparés, chaque chambre peut être testée indépendamment l’une de l’autre.

Note : dans le cas où les microstations sont constituées de chambre à éléments séparés dont certaines sont identiques (même matériau, même moule de fabrication, même conception d’assemblage pour les ouvertures telles que les raccordements), les assemblages testés peu-vent alors être simplifi és et ne prendre en compte qu’une seule fois les éléments identiques.

2.4.2. Essais d’étanchéité à l’eau

L’essai d’étanchéité à l’eau est le seul essai d’étanchéité applicable aux microstations en béton.

C’est essai est celui généralement adopté pour les Essais de Type Initiaux.La microstation est disposée sur une plate-forme horizontale, de manière à ce que l’on puisse repérer des éventuelles pertes d’eau en partie inférieure. Elle est remplie d’eau claire jusqu’au niveau de la sortie (cf. fi gure 2). Un compteur à eau permet la lecture directe de la quantité d’eau introduite dans chacun des éléments séparés.

La quantité d’eau est mesurée en litres avec une exactitude de 1 %.

Les raccordements entrée (E) et sortie (S) de la microstation sont ensuite obturés herméti-quement.

Figure 2 :déterminationde la capacité

Figure 2 :déterminationde la capacité


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Dans le cas d’une microstation en béton, celle-ci est totalement remplie d’eau pendant une période préalable de 24 heures minimum (pour tenir compte du temps d’imprégnation du béton).

À l’issue de cette période, si utile, un apport d’eau complémentaire est rajouté jusqu’au som-met (cf. fi gure 3). Après une demi-heure, il est mesuré la quantité d’eau nécessaire pour com-pléter le niveau d’eau de la microstation jusqu’au sommet.

La quantité d’eau supplémentaire qui a éventuellement été rajoutée jusqu’au sommet est reportée en litres par mètre carré de surface interne mouillée des parois extérieures. Cette surface est calculée par rapport aux dimensions internes des parois latérales, de la base et du sommet sans les couvercles.

Dans le cas d’une microstation fabriquée en polyéthylène, en Polyester Renforcé de fi bres de Verre (PRV) ou en acier, celle-ci est remplie d’eau jusqu’au sommet (cf. fi gure 3). Après une demi-heure, il est constaté la présence ou non de fuite.

Le produit est réputé étanche lorsque la quantité d’eau de fuite est inférieure ou égale à 0,1 l/m2 de la surface interne mouillée des parois extérieures (cas des microstations en béton), ou lorsqu’aucune fuite d’eau n’a été décelée (cas des microstations en polyéthylène, en PRV ou en acier).

Note : pour les produits en béton, une tâche d’humidité n’est pas considérée comme une fuite. Pour les produits constitués en matériau autre que le béton, une zone humide sans la présence de gouttes perlantes n’est pas considérée comme une fuite si elle ne remet pas en cause la conception ou un défaut de l’assemblage.

2.4.3. Essai de perméabilité à l’air sous vide

L’essai de perméabilité à l’air sous vide est réalisé sur microstations polyéthylène, PRV ou acier.

La microstation est disposée sur une plate-forme horizontale.Les raccordements entrée (E) et sortie (S), ainsi que les tampons sont bouchés hermétique-ment.

La zone d’essai doit être balisée et interdite à toute circulation de personne (hors chargé de l’essai) à moins de 10 mètres autour du produit.

Progressivement une dépression P1 est appliquée dans la microstation (cf. tableau 9). La dépression d’essai est celle défi nie par le fabricant.

Cette dépression est maintenue pendant 3 minutes (temps nécessaire pour que le produit puisse absorber la déformation).

Figure 3 :essai d’étanchéité à l’eau

Figure 3 :essai d’étanchéité à l’eau

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À l’issue des 3 minutes de maintien de la pression P1, il s’écoule la période d’essai défi nie dans le tableau 9. À l’issue de cette dernière période, la dépression P2 est mesurée.

Dépression d’essai P1 Période d’essai

- 10 kPa ± 2 % - 0,1 bar ± 2 % (60 ± 1) s

- 20 kPa ± 2 % - 0,2 bar ± 2 % (30 ± 1) s

- 30 kPa ± 2 % - 0,3 bar ± 2 % (15 ± 1) s

La variation de dépression P1 - P2 est déterminée, et exprimée à 1 kPa près.

Le produit est réputé étanche lorsque la dépression à la fi n de l’essai ne s’écarte pas plus de 10 % de la dépression initiale.

2.4.4. Essais de pression pneumatique

Les essais de pression pneumatique sont deux essais alternatifs pour les microstations poly-éthylène, PRV ou acier.

Le mode opératoire est le même que pour l’essai de perméabilité à l’air sous vide, mais en changeant le terme de dépression par surpression et en remplaçant les pressions négatives par des pressions positives.

Le produit est réputé étanche lorsque la pression à la fi n de l’essai ne s’écarte pas plus de 0,5 kPa de la pression initiale.

Ou bien :Une pression P1 de 30 kPa ± 2 % (0,3 bar ± 2 %) est appliquée progressivement.Il s’écoule la période d’essai de 180 secondes. À l’issue de cette période, la dépression P2 est mesurée.

Le produit est réputé étanche lorsque la pression pneumatique au bout de 180 secondes ne baisse pas plus de 3 kPa (0,03 bar) par rapport à la pression pneumatique initiale.

2.5. Les essais de comportement structurel sur les microstations

Les essais sont défi nis dans l’annexe C de la norme NF EN 12366-3.Ce sont des essais qui consistent à vérifi er le comportement structurel des microstations par des sollicitations sous remblai (essai de Pit Test), des sollicitations sous presse (essai d’écra-sement) ou des sollicitations sous dépression d’air (essai sous vide).

2.5.1. Échantillon

Sauf pour les essais d’écrasement où les éléments sont testés séparément, la microstation est testée en étant entièrement assemblée (y compris avec ses raccordements, ses couver-cles et ses réhausses), mais dépourvue de ses équipements intérieurs.

Note : dans le cas où les microstations sont constituées de chambre à éléments séparés dont certaines sont identiques (même matériau, même moule de fabrication, même conception d’assemblage pour les ouvertures telles que les raccordements), les assemblages testés peu-vent alors être simplifi és et ne prendre en compte qu’une seule fois les éléments identiques.

Tableau 9 :pression et période

d’essai

Tableau 9 :pression et période

d’essai


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2.5.2. Essai de Pit Test

L’essai de Pit Test est applicable sur les microstations fabriquées en tous matériaux.C’est essai est celui généralement adopté pour les Essais de Type Initiaux.

Le Pit Test évalue les propriétés mécaniques d’une microstation soumise aux poussées des terres sur ses parois latérales, aux charges de remblai et piétonnières sur la partie supérieure, ainsi qu’à l’éventuelle poussée de la nappe phréatique.

Pour ce faire, la microstation est positionnée dans le bassin d’essai, puis enfouie dans du gra-villon pour simuler les charges de remblai. Le bassin est ensuite éventuellement rempli d’eau pour simuler la présence d’une nappe phréatique (en conditions de sol humide).L’évaluation des caractéristiques mécaniques de la microstation repose sur une variation de son volume, de son étanchéité à l’eau, ainsi que des éventuelles dégradations subies durant l’essai.

Le mode opératoire est détaillé dans la publication CERIB DDE 26.

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Le produit est réputé satisfaisant lorsqu’aucune rupture ne s’est produite. De plus, dans le cas des essais en conditions humides, aucun défaut d’étanchéité ne doit être observé.En outre, pour les microstations en polyéthylène et en acier, la variation de volume durant les 3 semaines (hors période initiale de 24 heures) doit être inférieure à 20 % du volume initial, et le mouvement des raccordements ne doit pas entraîner de perte d’étanchéité.

2.5.3. Essai d’écrasement

L’essai d’écrasement est réalisé sur des microstations en béton ou en polyéthylène (pour ce dernier matériau, en conditions de sol sec uniquement).

L’essai consiste à disposer les éléments de la microstation sous une presse d’essai, sur un lit de sable 0/4, de teneur en eau (7 ± 2) %, et d’épaisseur 5 à 7 cm.Une charge est répartie uniformément sur la face chargée de la microstation.La vitesse de montée en charge est régulière jusqu’à la rupture. Dans le cas des microstations en polyéthylène, la déformation est mesurée tout au long du chargement.

La charge de rupture en kilonewtons est déterminée, rapportée à la surface soumise au char-gement.

2.5.4. Essai sous vide

L’essai sous vide est réalisé sur des microstations en Polyester Renforcé de fi bres de Verre (PRV).

L’essai consiste à appliquer une dépression dans la microstation, correspondant aux charges de la microstation en service.La dépression est appliquée progressivement puis est maintenue pendant 1 minute.Le produit est réputé satisfaisant lorsqu’aucune déformation permanente ne s’est produite.

Bibliographie

Plate-forme d’essais pour les équipements de traitement des pollutions de l’eau.Publication CERIB DDE 26 - mai 2003.

Plaquette de présentation des plates-formes d’essais pour les équipements de traitement des pollutions de l’eau.

www.cerib.com

Centre d’Études et de Recherches de l’Industrie du BétonBP 30059 – Épernon Cedex – France • Tél. 02 37 18 48 00 – Fax 02 37 83 67 39 E-mail [email protected] – www.cerib.com

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AC

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