Créé en 2014 par trois chercheurs de l’Ecole nationale de génie de l’eau et de l’environnement de Strasbourg (Engees), ce bureau d’étude spécialisé en ingénierie pour la conception, le diagnostic et l’instrumentation met la modélisation 3D au service des réseaux d’assainissement. « Nous avons adapté un outil issu de l’aéronautique à la modélisation hydraulique des ouvrages d’assainissement, notamment les canaux Venturi des stations d’épuration et les déversoirs d’orages des réseaux unitaires », explique Sandra Isel, ingénieur de projet et recherche chez 3D EAU.Pour mesurer le débit rejeté par un déversoir, l’instrumentation de l’ouvrage repose globalement sur 3 principes. Soit un capteur de type hauteur sur vitesse (h/v) est fixé sur la conduite déversée, soit on procède par différence en installant deux capteurs (h/v), l’un sur la conduite amont, l’autre sur la conduite aval conservée. « Dans ces deux cas, la sonde est immergée ; ce qui nécessite un entretien difficile et coûteux des capteurs. En outre, sur le principe en déversé, la fiabilité de la mesure est limitée par le fait que l’information n’est pas disponible en continu mais uniquement en cas de rejet », poursuit l’ingénieure. Reste un 3ème principe d’instrumentation, celui exploité par 3D EAU basé sur la hauteur d’eau associée à une relation hauteur sur débit (h/Q). Le capteur, non immergé, doit alors être installé à l’amont de la crête de l’ouvrage. Dans cette méthode, la corrélation entre hauteur et débit est obtenue par une loi hydraulique. Sur les déversoirs de forme classique (frontal ou latéral par exemple), des formules sont disponibles dans la littérature. En revanche, de nombreux déversoirs échappent au standard, en terme de forme, d’angle, de nombre d’entrée et de sortie. Se rapporter à une loi de déversement non adaptée fausserait alors la valeur de débit obtenue.D’où l’intérêt de l’outil de modélisation. « Nous entrons toutes les caractéristiques du déversoir et nous reproduisons sa géométrie en 3D. Nous simulons alors l’écoulement en faisant varier les conditions hydrauliques. Nous pouvons ainsi en tirer le meilleur emplacement pour le capteur et élaborer une loi d’étalonnage hauteur/ débit spécifique à chaque ouvrage », précise Sandra Isel.Et plus l’ouvrage est complexe en terme de géométrie comme d’hydraulique, mieux la technique est adaptée. Tout dépend également de l’enjeu lié au statut réglementaire du déversoir. « Pour un simple besoin d’estimation sur un déversoir dont la charge est comprise entre 120 et 600 kg DBO5, une loi h/Q basée sur un modèle simple peut suffire. En revanche pour la mesure en continu des déversoirs dont la charge est supérieure à 600 kg /j de DBO5, une loi empirique ne convient vraiment qu’aux ouvrages standard qui sont rares. Pour les autres, une modélisation 3D est nécessaire pour élaborer une relation d’étalonnage adaptée », juge encore l’experte de 3D EAU qui réalise pour les collectivités les études préalables à la mise en oeuvre de leur autosurveillance.« Certaines sont en retard et ont un besoin global d’instrumentation de leur réseau. D’autres ont un problème précis sur un déversoir et nous demandent juste un diagnostic sur la base d’une modélisation 3D, poursuit Sandra Isel. Aujourd’hui, avec les nouveaux objectifs de conformité introduits par la réglementation, nous sentons que la demande devrait se concentrer sur ce volet d’instrumentation des DO à fort enjeux ».Alexandra DelmolinoCliquez ici pour découvrir les autres articles de ce dossier.