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RREEHHAABBIILLIITTAATTIIOONN DDEESS RREESSEEAAUUXX DD’’AASSSSAAIINNIISSSSEEMMEENNTT
VVIISSIITTAABBLLEESS EETT NNOONN VVIISSIITTAABBLLEESS
Mémoire de Fin d’Étudesen vue de l’obtention du diplôme
d’Ingénieur Géomètre Topographe
Soutenu le 10 juillet 2000Par Fadila YAHIAOUI Jury :
M. NISSEM. MAILLARDM. GAUFILLE
Conservatoire Nationale des Arts et MétiersÉcole Supérieure des Géomètres et Topographes
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RREEMMEERRCCIIEEMMEENNTTSS _______________________
Je remercie Monsieur Olivier Lopez, gérant de la société IEA, pour m’avoir intégrée dansson équipe et permis de mener à bien mon Travail de Fin d’Études.
Je remercie mon maître de stage, Pierre Alexandre GAUFILLE, qui a su organiser aumieux l’ensemble de mes activités et qui a fait en sorte que je travaille dans les meilleuresconditions possibles.
Je remercie à nouveau Pierre Alexandre, ainsi que Francis, Laurent V, Pascal, pour leurdisponibilité, leur conseils avisés et leur bonne humeur quotidienne.
Je tiens enfin à remercier Malika, Jean Claude, Jean Michel, Nicolas, Yann, Laurent M,Bruno, Samir, Joël, Stéphane, Daniel, Christophe, Gille, John et Mr Bosc pour leurgentillesse et leur grandes qualités humaines.
Fadila YAHIAOUI
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RREESSUUMMEE ______________________________
Le constat de la qualité des ouvrages d’assainissement en France est aujourd’hui sévère. Une enquêtenationale réalisée en 1989, à la demande du Ministère de l’Equipement, a conclu que l’état de près de10 % des 160 000 km d’égouts principaux nécessite des réparations. Ces chiffres, sous estimés,concernent 8 000 km de canalisations non visitables et 4 300 km de collecteurs visitables.Actuellement, les gestionnaires se trouvent trop souvent face à des réseaux qui vieillissent mal et qui,en terme d’écologie et de santé publique, peuvent avoir de lourdes conséquences.
Pour remédier aux désordres constatés, deux solutions sont possibles : le remplacement de l’ouvragedéfectueux ou sa réhabilitation. Toutes deux ont leur place dans un processus de remise en état, maison perçoit tout l’intérêt pour l’environnement urbain de développer des techniques par voie interne,réduisant ainsi au minimum les nuisances et les conséquences socio-économiques de l’ouverture detranchées.
Les techniques de réhabilitation sont nombreuses. L’Association Générale des Hygiénistes etTechniciens Municipaux les définies comme étant « des méthodes qui permettent aux réseauxd’assainissement endommagés de remplir à nouveau et dans des conditions normales d’usage leursfonctions de collecte et de transport des effluents ». Le choix de ces techniques s’appuie sur undiagnostic et une étude de faisabilité soigneusement menés.
Une fois le diagnostic réalisé, la technique de réhabilitation choisie, l’étude de conception etd’exécution achevée, les travaux de réhabilitation sont programmés puis exécutés. Des contrôles etsuivi qualité sont alors mis en place. Le but d’une telle démarche est de garantir la pérennité du réseaud’assainissement et d’éviter d’être confronté à nouveau, au bout de seulement quelques années, à unréseau qui n’assure toujours pas sa fonction de base.
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SSOOMMMMAAIIRREE ____________________________
IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN
PPRREEMMIIEERREE PPAARRTTIIEE :: AAUUSSCCUULLTTAATTIIOONN EETT DDIIAAGGNNOOSSTTIICC
1. TENUE DANS LE TEMPS DES RÉSEAUX D’ASSAINISSEMENT....................................................... 9
1.1. CONSTAT DE LA QUALITÉ DES OUVRAGES ET CONSÉQUENCES DE LA NON QUALITÉ : DÉFINITION DE LAPROBLÉMATIQUE ........................................................................................................................................... 9
1.1.1. Constat de la non qualité ................................................................................................................. 91.1.2. Conséquences de cette non qualité ................................................................................................. 10
1.2. HIÉRARCHISATION DES RISQUES AUXQUELS LES COLLECTEURS SONT SOUMIS.......................................... 101.3. L’ÉTUDE DIAGNOSTIC ........................................................................................................................... 12
2. L’AUSCULTATION DES RÉSEAUX D’ASSAINISSEMENT............................................................... 13
2.1. AUSCULTATION VISUELLE ..................................................................................................................... 132.1.1. Objectifs........................................................................................................................................ 132.1.2. Inspection visuelle et inspection télévisée....................................................................................... 13
2.2. AUSCULTATION GÉOMÉTRIQUE.............................................................................................................. 142.3. AUSCULTATION GÉOTECHNIQUE ............................................................................................................ 152.4. AUSCULTATION MÉCANIQUE ................................................................................................................. 172.5. AUTRES TESTS ...................................................................................................................................... 18
3. DIAGNOSTIC ET PRÉCONISATIONS ................................................................................................. 19
3.1. LE DIAGNOSTIC..................................................................................................................................... 193.2. EXEMPLE D’UN DIAGNOSTIC RÉALISÉ EN MARS 2000 .............................................................................. 203.3. DOCUMENT DE PRÉCONISATIONS DES TRAVAUX ..................................................................................... 23
3.3.1. Rapport de présentation................................................................................................................. 233.3.2. L’A.P.S. (proprement dit)............................................................................................................... 23
DDEEUUXXIIÈÈMMEE PPAARRTTIIEE :: LLEESS TTEECCHHNNIIQQUUEESS DDEE RRÉÉHHAABBIILLIITTAATTIIOONN DDEESSRRÉÉSSEEAAUUXX DD’’AASSSSAAIINNIISSSSEEMMEENNTT
1. LES TECHNIQUES DE RÉHABILITATION : GÉNÉRALITÉS.......................................................... 26
1.1. RÉHABILITATION ET REMPLACEMENT .................................................................................................... 261.1.1. Définition ...................................................................................................................................... 261.1.2. Objectifs des travaux de réhabilitation........................................................................................... 261.1.3. Réhabilitation ou remplacement par tranchée à ciel ouvert ? ......................................................... 26
1.2. CLASSEMENT DES TECHNIQUES DE RÉHABILITATION .............................................................................. 271.2.1. Classement en fonction de critères techniques................................................................................ 271.2.2. Classement selon la norme européenne n° EN 155 W1 209 ............................................................ 28
1.3. TRAVAUX PRÉALABLES À TOUTE RÉHABILITATION ................................................................................. 291.3.1. Travaux préparatoires ................................................................................................................... 291.3.2. Travaux annexes............................................................................................................................ 29
2. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS NON VISITABLES....................................................... 30
2.1. ROBOTS MULTIFONCTIONS .................................................................................................................... 302.1.1. Domaine d’utilisation .................................................................................................................... 302.1.2. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 30
2.2. INJECTIONS PONCTUELLES D’ÉTANCHEMENT.......................................................................................... 31
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2.2.1. Domaine d’utilisation .................................................................................................................... 312.2.2. Composants................................................................................................................................... 312.2.3. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 32
2.3. LA MANCHETTE OU CHEMISAGE PARTIEL ............................................................................................... 322.3.1. Domaine d’utilisation .................................................................................................................... 322.3.2. Composants................................................................................................................................... 332.3.3. Dimensionnement .......................................................................................................................... 332.3.4. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 33
2.4. LE CHEMISAGE CONTINU ....................................................................................................................... 342.4.1. Domaine d’utilisation .................................................................................................................... 342.4.2. Composants................................................................................................................................... 342.4.3. Dimensionnement .......................................................................................................................... 352.4.4. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 352.4.5. Limites techniques du chemisage continu ....................................................................................... 36
2.5. LE TUBAGE ........................................................................................................................................... 382.5.1. Domaine d’utilisation .................................................................................................................... 382.5.2. Composants................................................................................................................................... 382.5.3. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 38
2.6. LES TECHNIQUES DESTRUCTIVES ........................................................................................................... 392.6.1. Microtunnelier « mange tube » ...................................................................................................... 402.6.2. L’éclate tuyau................................................................................................................................ 40
3. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS VISITABLES ................................................................ 41
3.1. RISQUES ET MESURES DE PRÉVENTION ................................................................................................... 413.2. TECHNIQUES DE RÉHABILITATION.......................................................................................................... 42
3.2.1. Reprise en traditionnel .................................................................................................................. 423.2.2. Injections ...................................................................................................................................... 423.2.3. Projection à la lance de béton, mortier ou résines.......................................................................... 433.2.4. Pose de coques préfabriquées ........................................................................................................ 44
3.3. TABLEAU RÉCAPITULATIF : OUVRAGES VISITABLES OU NON ................................................................... 44
TTRROOIISSIIÈÈMMEE PPAARRTTIIEE :: CCOONNTTRRÔÔLLEESS QQUUAALLIITTÉÉ
1. CONTRÔLES : GÉNÉRALITÉS ............................................................................................................ 47
1.1. CONTRÔLES ET LÉGISLATION ................................................................................................................ 471.2. CONTRÔLES INTÉRIEURS /EXTÉRIEURS ................................................................................................... 47
1.2.1. Définitions..................................................................................................................................... 471.2.2. Organigramme des contrôles ......................................................................................................... 48
1.3. LES AGENCES DE L’EAU (A.E.) ............................................................................................................. 481.3.1. Création des A.E. .......................................................................................................................... 481.3.2. Rôle des A.E.................................................................................................................................. 491.3.3. Financement et participation financière des A.E. ........................................................................... 49
1.4. L’AGENCE DE L’EAU SEINE-NORMANDIE (A.E.S.N.) ............................................................................. 491.4.1. Le VII ème programme de l’A.E.S.N................................................................................................. 491.4.2. Les recommandations de l’A.E.S.N. ............................................................................................... 49
2. CONTRÔLE INTÉRIEUR / CONTRÔLE EXTÉRIEUR ...................................................................... 50
2.1. CONTRÔLE INTÉRIEUR........................................................................................................................... 502.1.1. Le Plan d’Assurance Qualité (P.A.Q.)............................................................................................ 502.1.2. L’autocontrôle............................................................................................................................... 50
2.2. CONTRÔLE EXTÉRIEUR.......................................................................................................................... 512.2.1. L’organisme de contrôle................................................................................................................ 512.2.2. Contrôles d’exécution et contrôles préalables à la réception .......................................................... 522.2.3. Exemple d’une procédure type ....................................................................................................... 52
2.3. CONTRÔLES PRÉCONISÉS PAR L’AGHTM .............................................................................................. 54
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3. LES ESSAIS ET CONTRÔLES DE RÉCEPTIONS................................ ................................ ............... 56
3.1. CONTRÔLE DE COMPACTAGE ................................................................................................................. 563.1.1. Objectifs de densification............................................................................................................... 563.1.2. Mise en œuvre du test de compactage............................................................................................. 573.1.3. Outils de mesure............................................................................................................................ 573.1.4. Mesures et exploitations des résultats ............................................................................................ 583.1.5. Réstitution des contrôles du compactage........................................................................................ 58
3.2. CONTRÔLE D’ÉTANCHÉITÉ .................................................................................................................... 593.2.1. Mise en œuvre du test d’étanchéité................................................................................................. 593.2.2. Protocoles des épreuves d’étanchéité............................................................................................. 603.2.3. Restitution des contrôles d’étanchéité ............................................................................................ 60
3.3. INSPECTION TÉLÉVISÉE ......................................................................................................................... 613.3.1. Principe de l’inspection télévisée ................................................................................................... 613.3.2. Protocole opératoire ..................................................................................................................... 623.3.3. Restitution de l’inspection télévisée................................................................................................ 62
3.4. AUTRES ESSAIS..................................................................................................................................... 63
CCOONNCCLLUUSSIIOONN
BBIIBBLLIIOOGGRRAAPPHHIIEE
SSIITTEESS WWEEBB
AANNNNEEXXEESSANNEXE 1 : Glossaire des défauts - Ouvrages visitables et non visitables.ANNEXE 2 : Essais Géoradar, Mac, Dynarad.ANNEXE 3 : Entreprises de réhabilita tion des réseaux d’assainissement en France.ANNEXE 4 : Calcul hydraulique après chemisage.ANNEXE 5 : Extrait de l’Arrêté du 22 décembre 1994 du Ministère de l’Équipement.ANNEXE 6 : Recommandations de l’A.E.S.N. pour la réalisation des contrôles préalabl es à
la réception des travaux de réhabilitation.ANNEXE 7 : Contrôle et suivi qualité pendant travaux, collecteur U 200 × 105, Nanterre
(mai 2000).ANNEXE 8 : Contrôle de compactage.ANNEXE 9 : Épreuve d’étanchéité.ANNEXE 10 : Déroulement général d’une o pération de réhabilitation.
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IINNTTRROODDUUCCTTIIOONN ________________________
Installée à Villeneuve-la-Garenne (92), la société IEA (Ingénierie Études Assistance), est un bureaud’études qui présente quatre pôles d’activités : Informatique, Ge stion Technique Centralisée,Coordination Sécurité et Protection de la Santé, Voirie et Réseaux Divers.
L’activité VRD propose des études de voirie (études de routes en zone urbaine, aménagements deronds-points, études de circulations douces) ainsi que des études d’assainissement (diagnostic etpréconisations pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement).
C’est dans le cadre de ce second type d’activités qu’intervient mon Travail de Fin d’Études.Parallèlement à ma participation aux études d’assainissement, il m’a été demandé de faire une mise aupoint sur les diverses techniques de réhabilitation présentes actuellement sur le marché. Le choix d’unetechnique s’appuie en amont sur une étude diagnostic, et impose en aval la définition des contrôles etsuivi qualité pendant travaux. Ainsi, mon mémoire, réalisé sur la base de ce fil conducteur, présenteles trois parties suivantes : « auscultation et diagnostic », « techniques de réhabilitation », « Contrôlesqualité ».
De plus, il repose sur les « Recommandations pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement » del’Association Générale des Hygiénistes et Techniciens Municipaux (A.G.H.T.M.). Cet ouvrage est eneffet incontournable dans le petit monde de la réhabilitation.
Plus qu’un inventaire de techniques, ce mémoire se veut avant tout pratique. Pour cela, il s’appuie surdes études de réhabilitation menées pendant la période janvier/juin 2000 pour le compte duDépartement des Hauts-de-Seine et de la SEVESC, ainsi que sur des rencontres avec desprofessionnels de la réhabilitation : à cet effet je tiens à remercier M. Bergue du Ministère del’Équipement, M. Maronne du service MAC de la SAGEP, les sociétés Valentin, Télérep, Insituform,Réhau et Solétanche Bachy.
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PPRREEMMIIEERREE PPAARRTTIIEE
AAUUSSCCUULLTTAATTIIOONN EETT DDIIAAGGNNOOSSTTIICC
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« Depuis le début des années 1980, des efforts très significatifs ont été accomplis pour apprécier lesconditions de fonctionnement des réseaux d’assainissement. Si d’importants progrès dans leurconception et leur construction sont intervenus, un effort identique n’a pas été consenti pourappréhender les problèmes que pose leur vieillissement.Jusqu’à récemment, on ne connaissait même qu’approximativement l’état du patrimoine, voire saconsistance et son âge. En 1989, une enquête nationale réalisée à la demande du Ministère del’Equipement a permis de recueillir un grand nombre d’informations à ce sujet et d’évaluer, enparticulier, que l’état de près de 10 % des 160 000 km d’égouts principaux nécessitait des réparations(8 000 km de canalisations non visitables et 4 300 km de collecteurs visitables). Ce taux, résultatd’une extrapolation, apparaît d’ailleurs sous estimé quand on le rapproche des 22 % annoncés par lesgestionnaires allemands après auscultation de 63 % de leurs réseaux.
Si des ouvrages souterrains se laissent, par nature, facilement oublier, le constat de leursinsuffisances et des conséquences directes ou indirectes de leur dégradation vient rappeler lesgestionnaires à leur devoir. En effet, les défaillances des réseaux, quelles que soient leurs motifs, ontdes conséquences économiques et/ou écologiques souvent fâcheuses, pouvant remettre en causel’objectif de l’assainissement urbain, la protection de la santé publique et de l’environnement… »
Jean-Michel Bergue,chargé de mission à la Drast du ministère de l’équipement,
directeur du projet national Rérau.
Dans cet article paru dans le magazine Synergie Environnement1, Jean-Michel Bergue, directeur duprojet national Rérau ( Réhabilitation des Réseaux d’Assainissement Urbains) nous dresse un portraitpeu flatteur de l’état actuel des réseaux d’assainissement en France. Par ces quelques lignes extraitesde son article « Réseaux : réhabiliter sans fouiller », il insiste également sur les co nséquencesécologiques et de santé publique qu’implique la non qualité de ces réseaux.Pour sauvegarder les réseaux d’assainissement, plusieurs techniques sont aujourd’hui disponibles,mais encore faut-il pouvoir appuyer son choix sur un diagnostic et une étude de faisabilitésoigneusement menés. Ceci passe incontestablement par une bonne connaissance de l’état des réseauxd’assainissement.
1. TENUE DANS LE TEMPS DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT
1.1. Constat de la qualité des ouvrages et conséquences de la nonqualité : définition de la problématique
1.1.1. Constat de la non qualité
Le constat de la qualité des ouvrages d’assainissement est aujourd’hui sévère. Les gestionnaires setrouvent trop souvent face à des réseaux qui vieillissent mal du fait dès le départ :§ d’une étude de conception insuffisante (sous dimensionnement, pentes et profondeurs
insuffisantes),§ d’un choix de matériaux inadapté,§ d’une mauvaise qualité de pose (défauts de pente, d’étanchéité, de choix des matériaux de
remblaiement, de la confection du lit de pose, du compactage… ).
De même, la tenue dans le temps de ces réseaux est compromise par des surcharges anormales detrafic routier, par des flaches, mises en charge et obstructions diverses qui perturbent l’écoulement, parune étanchéité défectueuse, un manque d’entretien, de mauvaises conditions d’exploitation…
1 Synergie environnement, numéro 10 : « Assainissement, la reconq uête de l’eau », Hiver 1996-1997.
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A titre d’exemple, une étude menée par le bassin Rhin-Meuse sur un échantillon de 5500 testsd’étanchéité au cours de la période 1983/1993, a montré que 23 % des canalisations posées ne sont pasétanches lors du premier essai d’étanchéité, et que les désordres rencontrés résultent pour 80 % desconditions de pose et pour 20 % de défauts de matériaux.
Ces mauvais résultats sont confirmés par les conclusions d’une enquête nationale réalisée en 1989 quinous annonce que près de 10 % des 160 000 km d’égouts principaux français nécessitent desréparations.
1.1.2. Conséquences de cette non qualité
L’assainissement consiste à assurer l’évacuation des eaux usées et pluviales, ainsi que leur rejet dansles exutoires naturels, après traitements compatibles avec les exigences de santé publique et del’environnement.
La fonction de base d’un collecteur consiste donc :§ en la collecte des eaux usées et pluviales sans fuite d’effluents dans les nappes aquifères, ni
admission d’eaux claires parasites (eaux non polluées provenant des sources , rivières, nappes… etpénétrant accidentellement ou volontairement dans le réseau alors qu’elles pourraient être dirigéesvers le milieu naturel),
§ en l’acheminement du débit de référence vers la station d’épuration sans déversement au milieu,au moins en période de temps sec.
Des dysfonctionnements dans le réseau ont ainsi comme conséquences directes :§ une introduction d’eaux claires parasites (infiltrations),§ une diminution des capacités hydrauliques des canalisations,§ des surverses de temps sec,§ des rejets diffus dans le milieu naturel (exfiltrations),§ des perturbations du fonctionnement des stations d’épuration.
Il est donc nécessaire de procéder à la remise en état des canalisations sous peine de les voirincapables de remplir leur rôle.
1.2. Hiérarchisation des risques auxquels les collecteurs sont soumis
Le tableau suivant, qui propose une hiérarchisation des risques, a été réalisé à partir du manuel« Méthodologie de programmation de réhabilitation des collecteurs visitables » du projet Rérau(février 1998). Certes il concerne les ouvrages visitables, mais il est tout aussi valable pour lesouvrages non visitables.
Classe de risques Risques Définitions1.1. Entraînement de fines L’écoulement de l’eau dans un sable fin entraîne les
éléments de sol. Le sol encaissant est alors fortementremanié et décomprimé par les forces hydrauliques.
1. Risques liés au terrain(risques géotechniqueset hydrogéologiques)
1.2. Tassement Les tassements sont la conséquence :- de la surcharge du sol par le collecteur visitable ; sontconcernés les sols particulièrement compressibles,- d’un remaniement du sol (ouverture d’une fouille).
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1.3. Dissolution La dissolution (gypse, sel) peut conduire à la formation decavités ou de karsts plus ou moins importants qui sont àl’origine de risques d’affaissements ou d’effondrements.Le risque est réel lorsque le sol soluble baigne dans unenappe ou lorsque la canalisation présente des fuites.
1.4. Effondrement de vides L’existence d’un vide entraîne des mouvements dans lesol sous-jacents et des efforts (cisaillement, flexion) sur lecollecteur. Le risque est d’autant plus grand que lecollecteur est proche du vide et que celui-ci est important.
1.5. Gonflement-retrait Un collecteur qui se trouve dans une argile (ou marnes)soumise à des cycles gonflement-retrait par suite desfluctuations du niveau d’une nappe, subit en général desdésordres importants.
1.6. Glissement de terrain Il résulte de la rupture d’un massif. Les facteurs deprédisposition sont la pente topographique, la naturegéologique des terrains, la structure des couches.
1. Risques liés au terrain(risques géotechniqueset hydrogéologiques)
1.7. Eboulement rocheux Ce risque se présente surtout pour un ouvrage situé encrête de falaise, risquant d’être entraîné par la rupture decelle-ci.
2.1. Action mécanique etphysico-chimique del’effluent
La corrosion et l’abrasion conduisent à une érosionpartielle de l’ouvrage avec plusieurs conséquences : pertede résistance mécanique et perte d’étanchéité.2. Risques liés à l’effluent
(risques hydrauliques)2.2. Action hydraulique Lors de crues ou de taux de remplissage inhabituels,
l’ouvrage peut subir des charges hydrauliques pourlesquelles il n’a pas été conçu.
3.1. Charges statiques etdynamiques
Un collecteur est d’autant plus sensible aux chargesdynamiques qu’il est plus proche de la surface, et auxcharges statiques qu’il en est plus éloigné.
3.2. Maintenance La négligence en matière d’entretien constitue un facteurde risque aggravant.
3. Risques liés à l’ouvrage(risques structurels)
3.3. Construction Une mauvaise conception et des mauvaises conditions demise en œ uvre constituent un facteur de risque aggravant.
4.1. Situation stratégique dans lesystème d’assainissement
La surveillance d’un collecteur doit être d’autant plusassidue que son emplacement est stratégique, c’est-à-direproche d’une zone sensible (zone d’inondations, espacesnaturels ou de cultures, rivière, nappe… ).
4.2. Situation par rapport àd’autres réseaux
La défaillance d’un réseau peut entraîner des désordresgraves (inondations, affouillements… ) susceptiblesd’engendrer des risques sur d’autres réseaux proches (gaz,eau potable, électricité… ).
4.3. Interaction avec lesusages de surface
Ce risque concerne les dégâts corporels, matériels etfinanciers engendrés par le dysfonctionnement ducollecteur.
4.4. Modification des usages desurface
La variation des charges réparties en surface (trafic routierou ferroviaire, constructions, remblais… ) peut entraînerun changement de comportement du collecteur parrapport aux conditions initiales de réalisation.
4. Risques liés au milieuenvironnant et au
fonctionnement du réseaud'assainissement
(risques d’impact)
4.5. Interaction avec le bâti Les immeubles de plus de quatre étages, les parkingssouterrains, les galeries… construits à proximité d’uncollecteur, peuvent engendrer la modification de l’étatd’équilibre du complexe sol/structure.
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1.3. L’étude diagnostic
L’étude diagnostic peut être préventive ou consécutive au constat d’un dysfonctionnement. Elle a pourbut de déceler les anomalies, les analyser et les interpréter pour ensuite les maîtriser et les supprimer.Elle doit donc détailler les origines des problèmes observés.Le diagnostic est un préalable obligatoire à tous travaux de réhabilitation. Pour permettre de l’établir,de nombreuses informations doivent tout d’abord être réunies. En effet, plus les renseignements àdisposition seront nombreux et précis, plus le diagnostic pourra être fiable. Sont ainsi nécessaires :
§ Un historique du réseau :- contexte géologique,- condition de la construction de l’ouvrage,- interventions et réparations réalisées depuis la mise en service de l’ouvrage.
§ La description des contraintes du site :- encombrement en surface et sous sol (concessionnaires… ),- contraintes de circulation…
§ La nature des éléments constitutifs du réseau : canalisation, regards, branchements…
§ Les détails sur la géométrie de l’ouvrage : vue en plan, profil longitudinal, profil transversal…
§ Un état détaillé du réseau qui passe par la connaissance de ses pathologies et qui consiste endifférentes études :
Étude de l’intrados par une inspection visuelle ou télévisée afin de déceler les défauts structurels et/oufonctionnels (hydraulicité et étanchéité) du réseau.
Étude de l’extrados : il s’agit de l’étude de l’environnement proche de la canalisation, lecomportement des terrains pouvant influer sur le comportement de l’ouvrage en place ; elle consiste enune étude géotechnique qui passe par des contrôles de l’état de l’enrobage et du remblai directementau contact des éléments du réseau, afin de déceler les vides, les zones d’affaissement, les zonesdécomprimées, la présence ou non d’une nappe phréatique… . Cette étude de l’extrados vautessentiellement pour les réseaux visitables car les enjeux en terme de stabilité sont bien plusimportants que pour les réseaux de petits diamètres.
Étude des actions physico-chimiques pour déterminer les caractéristiques des effluents (température,composition chimique, pouvoir abrasif… ).
Étude des débits par la réalisation d’un bilan hydraulique ; celui-ci a pour but de q uantifier l’excédentdu aux eaux claires parasites et le déficit d’apport en eaux usées, ainsi que de rechercher les originesde ces anomalies.
Pour obtenir ces diverses informations, une auscultation de l’ouvrage et de son environnements’impose. Une enquête préliminaire de terrain est alors indispensable. Il est en effet conseillé deconsacrer au moins une journée à une visite sur les lieux, de s’entretenir avec les gestionnaires duréseau afin de se rendre compte des conditions de travail et de l’amplitude des problèmes. Il estégalement très utile de soulever les tampons pour juger de l’état réel d’entretien (et parfois d’abandon)du réseau, pour prévoir les opérations d’hydrocurage et de pompage, ainsi que pour se rendre comptedes difficultés que l’on risque de rencontrer lors de l’installation des appareils de mesure.
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2. L’AUSCULTATION DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT
Le choix des techniques de réhabilitation se fait sur la base d’une bonne connaissance de l’origine desdégradations. Afin d’établir un diagnostic de l’état physique de l’ouvrage, les observations et mesuresd’auscultation sont réalisées à l’aide de techniques et avec des outils qui diffèrent selon qu’il s’agissed’ouvrages visitables ou non.Ces techniques d’auscultation de la structure, des interfaces et de l’environnement, peuvent êtreregroupées en quatre familles : visuelle, géométrique, géotechnique et mécanique (pour les réseauxvisitables). A ces quatre familles, s’ajoutent d’autres tests qui nous renseignent sur l’étanchéité, lesdébits, la conformité des branchements… Dans tous les cas, les objectifs de l’auscultation doiventtoujours être définis.
2.1. Auscultation visuelle
2.1.1. Objectifs
L’observation et le relevé de l’état intérieur des ouvrages sont réalisés directement par un personnelspécialisé, ou indirectement par enregistrement sur bande vidéo à l’aide d’une caméra. Ces inspectionsvisuelles ou télévisées permettent de dresser l’état du fonctionnement et de la structure de l’ouvrage.Les désordres et dégradations apparents doivent être localisés (en distance par rapport à un pointorigine), qualifiés (nature du défaut) et quantifiés (forme, orientation). Ces inspections visuelles ettélévisées conditionnent la réalisation d’autres mesures d’auscultation.Observations et constats nécessitent l’usage d’un vocabulaire précis et commun, ce qui explique lamise en place de lexiques inventoriant les définitions usuelles des principales dégradations et ce, qu’ils’agisse de réseaux visitables ou non visitables (ANNEXE 1).
2.1.2. Inspection visuelle et inspection télévisée
Le curage préalable des canalisations conditionne l’efficacité de l’inspection. Compte tenu du défautd’entretien de certains réseaux d’assainissement, il faudra souvent 2 ou 3 passages d’hydrocureuse,parfois combinés avec un pompage, pour obtenir un état de propreté suffisant.
Ø Inspection visuelle des ouvrages visitables
L’inspection est réalisée par un technicien spécialisé du gestionnaire ou d’un bureau d’étude. Lesanomalies décelées sont repérées en coordonnées linéaires et en altitude par rapport au radier, et ce parlongueur unitaire de 5 m maximum appelée section.L’inspection visuelle permet d’établir un prédiagnostic qui conclut :§ soit à la préconisation de travaux urgents à titre de mesures conservatoires,§ soit à la nécessité d’évaluer des paramètres bien définis, dans des zones déterminée, à l’aide
d’outils adaptés (essais radar, essais mécaniques in situ … ) ; ces investigations complémentairesaboutissent alors à un diagnostic,
§ soit à la mise sous surveillance de l’ouvrage qui consiste à évaluer périodiquement l’évolution desdégradations observées.
Ø Inspection télévisée (ITV) des ouvrages non visitables2
L’inspection télévisée est un outil particulièrement adapté aux réseaux non visitables. Dans le cadre del’étude diagnostic, elle permet de vérifier l’état et le fonctionnement de l’ouvrage en service.
2 Le protocole de mise en œuvre de l’inspection télévisée et la restitution des résultats sont décrits au chapitre 3.3. de latroisième partie intitulée « Contrôles qualité ».
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Les principaux défauts diagnostiqués par l’ITV (défauts structurels et/ou défauts fonctionnelsd’étanchéité et d’hydraulicité) sont les suivants :§ dépôts sur le radier (sable, résidus de béton),§ dépôts à hauteur du fil d’eau (en général des graisses),§ dépôts sur les parois en voûte (trace de mise en charge),§ variations de pentes matérialisées par la stagnation de l’eau ou variation du taux de remplissage
(flaches),§ mises en charge partielles ou totales,§ fissures transversales et longitudinales, casses,§ absence de joints de butée,§ décalages, déboîtements,§ ovalisation avec ou sans effondrement,§ trous de poinçonnement et corrosion,§ branchements pénétrants, racines.
Sauf défauts graves tels que grosses fissures, effondrements, casses, déboîtements et piquagesgrossièrement réalisés, il est difficile de conclure au défaut d’étanchéité de la canalisation. En effet, deminces fissures transversales, l’absence de joints de butée… n’empêchent pas forcément descanalisations de rester étanches. Cependant, dans le cas où le collecteur est situé dans une nappe oudans un environnement humide, l’ITV pourra éventuellement permettre de localiser toute traced’infiltration : l’expérience de l’opérateur prend ici toute son importance.De plus, sauf équipement spécial (capteur d’orientation et inclinomètre greffés à la caméra), il estimpossible de dire si les déviations angulaires en plan n’ont pas atteint une valeur critique et si lespentes longitudinales sont bien conformes. De même, le degré d’ovalisation n’est mesurable que si unemire est installée sur la caméra.
2.2. Auscultation géométrique
Les techniques sont très nombreuses. Les mesures les plus courantes sont réalisées à l’aided’inclinomètre, de gyroscope, de tachéomètre. Sont également utilisés au cas par cas, le sonar, leprofilomètre… Nous ne ferons ici qu’un bref inventaire de ce qui est actuellement pratiqué.
Ø Inclinomètre (ouvrage non visitable de diamètre supérieur à 250 mm)
Bien que très peu pratiqué, le relevé des pentes apporte des renseignements intéressants sur les défautsde pose et sur les mouvements du sol encaissant.L’inclinomètre permet de réaliser un profil en long de la canalisation. Il mesure en continu (moyenneglissante) ou point par point la pente entre deux regards d’accès, grâce à un capteur d’inclinaison quiest embarqué sur une caméra d’inspection vidéo ; le déplacement de l’inclinomètre doit se faireparallèlement à l’axe de la canalisation. De plus, la distance parcourue est évaluée électroniquement,ce qui permet ainsi d’établir automatiquement le profil en long.
Ø Capteur d’orientation (ouvrage non visitable de diamètre supérieur à 100 mm)
Des mesures de déviation angulaires complètent utilement les relevés de pentes. C’est là le but ducapteur d’orientation qui permet d’établir la vue en plan de la canalisation. Son principe consiste en lamesure point par point de la variation angulaire et de la longueur de la canalisation.Un gyroscope miniature est embarqué sur le chariot d’ITV. Son déplacement est parallèle à l’axe de lacanalisation. Les résultats prennent la forme d’une courbe caractérisant l’orientation de la canalisationdans le plan horizontal.Le capteur d’orientation s’utilise en complément de l’ITV et de l’inclinomètre.
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Ø Relevé topographique (ouvrage visitable ou non)
Le levé (tachéomètre) en trois dimensions des points d’accessibilité du réseau (regards d’accès) permetde connaître la position en plan et en altitude des canalisations et des branchements. Une vue en plandu réseau et son profil en long sont ensuite réalisés. L’inconvénient est que les pentes et déviationsangulaires sont données entre regards (pente moyenne) ; donc par un tel procédé, nous ne di sposonspas des variations ponctuelles de pente.
Ø Sonar (ouvrage visitable ou non)
Utilisé dans les ouvrages immergés et semi-immergés de 150 à 4000 mm, le sonar permet de localiseret visualiser les défauts géométriques et les zones d’entartrage et de sédimentation.Les outils consistent en un laboratoire d’acquisition sonar de surface et en transducteurs étanches(émetteur/récepteur de quelques MHz) embarqués sur un chariot motorisé.Une onde acoustique est émise vers les parois internes et immergées de la canalisation sur lesquelleselle se réfléchit. La mesure est réalisée en continue le long des profils transversaux. Le sonar génèrealors sur un écran vidéo une image de la partie immergée de l’ouvrage : la section et les défautsgéométriques peuvent être dimensionnés. Les résultats se présentent sous forme de profilstransversaux positionnés en fonction du déplacement du chariot.
Contraintes de mise en œ uvre :§ la présence d’eau dans la section étudiée est indispensable,§ le transducteur doit être stationnaire pendant l’acquisition du profil,§ la longueur de l’ouvrage doit être inférieur à 300 m,§ le choix de la fréquence des transducteurs est fonction des dimensions de l’ouvrage.
2.3. Auscultation géotechnique
L’auscultation géotechnique correspond aux plus récentes préoccupations concernant la mise en placeet le contrôle des réseaux d’assainissement. Le développement des techniques sans tranchées et desprocédés de réhabilitation rend encore plus impérative et d’actualité la nécessité de savoir ce qui sepasse autour des canalisations, du moins dans leur environnement immédiat. L’objectif poursuivi selimite à ausculter seulement l’environnement proche qui paraît capable de réagir rapidement surl’ouvrage enterré ; il ne sera pas tenu compte des mouveme nts géotechniques d’ensemble du site(glissement de terrain, fontis… ).
Ø Géoradar (ouvrage visitable ou non)
ObjectifsL’auscultation géoradar permet de caractériser la structure de l’ouvrage, la nature de l’encaissant, ainsique la qualité des interfaces. Sont ainsi détectés les désordres suivants :§ cavités et poches d’eau,§ zones d’entraînement de fines et sols décomprimés,§ géométrie de l’encaissant, suivi d’interface,§ présence d’armatures, contrôle des emboîtements.
PrincipeLe géoradar travaille sur des fréquences de quelques centaines de MHz à 1 GHz (le choix de lafréquence dépend des dimensions de l’ouvrage). En traversant le sol, une partie de l’énergie estabsorbée, une autre partie est réfléchie soit sur des obstacles (points durs), soit sur des interfaces entredeux milieux de caractéristiques électriques différentes ; le pouvoir de pénétration et la vitesse depropagation varient suivant les milieux. Un gradient progressif n’est pas détecté à priori ; seules lesont les discontinuités.
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Le signal électromagnétique est émis sous forme de brèves impulsions (tirs de quelquesnanosecondes), soit quelques dizaines ou centaines de tirs par mètre de canalisation auscultée. Enbalayage continu, on obtient des radargrammes dans lesquels les ordonnées sont proportionnelles auxtemps aller-retour. L’antenne émettant dans un cône de 60 à 90°, les interfaces apparaissent délimitéespar des arcs d’hyperboles, les obstacles sont donc déformés. La technique de la couverture double (2couples émetteur-récepteur) est préférable à une couverture simple (1 couple émetteur-récepteur).Cependant, elle exige un traitement informatique qui la rend bien plus coûteuse.
Mise en œ uvreLa mise en œ uvre est non destructive. Chaque étude débute par l’adaptation des paramètres auxconditions physiques du site (choix des antennes, de la fréquence… ). En outre, la canalisation doit êtrede préférence auscultée à sec car la présence d’eau diminue sensiblement la portée des ondesélectromagnétiques et complique l’interprétation des radargrammes (ANNEXE 2).
Ø Sonde gamma
Le diagnostic gamma-gamma consiste en l’émission de photons gamma (source césium) vers le sol,cette émission pouvant se faire suivant un tour complet ou suivant une génératrice. Ces photonsgamma rentrent en collision avec les atomes des divers éléments présents dans le sol environnant de lacanalisation. Sous l’effet du choc entre les photons gamma incidents et les électrons périphériques desatomes, les photons gamma sont déviés de leur trajectoire initiale (effet COMPTON) et sont rétro-diffusés vers les détecteurs de la sonde émettrice. Les sondes, tractées à l’intérieur de la canalisation(∅ 50 mm, longueur de 1,5 à 2m), sont équipées de deux détecteurs : un détecteur à faible portée situéà 15-20 cm de la source et un détecteur à longue portée situé à 30-40 cm de la source. La paroi de lacanalisation influence surtout le détecteur à faible portée tandis que la nature du sol influencepréférentiellement le détecteur à grande portée. Pour connaître la densité exacte des terrains traversés,les sondes sont étalonnées. Les densités sont d’autant mieux mesurables que :§ le tuyau est moins épais,§ la source est puissante,§ la sonde est proche de la paroi,§ la sonde est focalisée suivant une génératrice,§ l’anomalie se rapproche de deux conditions extrêmes (soit un vide, soit un point dur… ).
Pour un même diamètre, le fibro-ciment est plus facilement traversé que le grès qui est lui même plustransparent aux rayons gamma que le béton.
Ø Impédance mécanique
L’essai d’impédance mécanique a pour but de :§ mesurer les caractéristiques mécaniques de la structure,§ apprécier les caractéristiques et l’état du sol environnant,§ vérifier les conditions de liaison du conduit avec le sol (interface sol/structure),§ localiser et qualifier les désordres dans le conduit ou dans son environnement.
Il s’agit d’un essai dynamique qui consiste à transmettre une vibration à une structure dont on veutétudier le mouvement. Chaque vibration (ou mode de vibration) est mesurée et enregistrée. Ledispositif d’essai est composé de deux éléments distincts ; le premier est destiné à produire et mesurerune force, le second à mesurer le mouvement induit. Les différentes fonctions calculées en un point dela structure permettent d’extraire la signature d’un défaut ou d’une anomalie caractérisé par un modèlede propagation d’ondes ou simplement par un calage in situ. Le résultat peut ensuite être cartographiépour l’ensemble de la structure.Cet essai impose que la canalisation soit propre. De plus, un bon étalonnage facilite l’interprétation eten augmente la fiabilité.
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Ø Mesures électriques en courant quasi-continu
L’objectif de ces mesures est de :§ localiser et détecter les désordres affectant la structure et les terrains encaissants (fissures,
vides… ),§ étudier le radier noyé des ouvrages et des canalisations non métalliques et non isolantes,§ étudier la variation de nature et/ou d’état des matériaux.
Le principe consiste à injecter vers le sol un courant (continu ou alternatif) par deux points de contactet à enregistrer les différences de potentiel entre deux autres électrodes de mesure. Le dispositif secompose donc de quatre électrodes (émetteurs/récepteurs) et d’un poste de mesure dont le déplacements’effectue à l’aide d’un chariot, d’un treuil ou d’un jonc. La tension électrique maximale est de 12, 24ou 35 volts selon le modèle : il n’y a donc aucun risque d’électrocution ou d’explosion.
2.4. Auscultation mécanique
Les conduits et le sol sont en équilibre instable permanent : ils interagissent. A titre d’e xemple, undéblai de 20 cm peut provoquer des fissures, voire un effondrement ; le sol en effet soutient lastructure. Des essais de vérinage interne, tels les essais Mac et Dynarad (ANNEXE 2) du serviceMAC de la SAGEP3, permettent de nous renseigner sur le comportement sol/conduit des réseauxd’assainissement visitables (voire non visitables à partir d’un diamètre de 800 mm pour l’essai Mac).
Ø Essais MAC
L’essai Mac est un outil d’auscultation mécanique des ouvrages et de leur sol encaissant. Il est nondestructif et concerne toute forme d’ouvrage : diamètres de 800 à 4000 mm ou ovoïdes de 1200 × 600à 3800 × 3000 mm.Il nous renseigne sur le comportement mécanique de la structure et du sol. Il peut également décelerles vides mais pas forcément leurs dimensions. Il est donc intéressant de procéder parallèlement à desessais géoradar.
Mise en œ uvre :L’essai Mac consiste à ovaliser un conduit par un dispositif de vérinage interne, et à mesurer ladéformation tridimensionnelle résultante.Les déformations exercées par les vérins sont de l’ordre de la centaine de micromètres (300 à 400m m) ; au-delà de 500 m m une maçonnerie « pourrie » pourrait céder. Elles entraînent une déformationtridimensionnelle (20 à 40 m m) de la structure que l’on cherche à mesurer.
Un pas de mesure est effectué tous les 10 m. Pour les essais en continu, il faut au moins réaliser unessai tous les 3 diamètres. Pour les petits linéaires, 10 essais au minimum sont requis. Il est possible deréaliser 50 essais par jour ce qui correspond à un linéaire d’environ 500 à 700 m.
Les étapes de la méthodologie sont les suivantes :§ Essais mécaniques sur site : mesure de la raideur ( k) de l’ensemble sol/conduit et du coefficient
d’amortissement ( Ω ) ; ils constituent la « signature » du conduit à l’abscisse X.§ Traitement statistique : le but est de définir les zones de même homogénéité (zones de même
comportement) afin de positionner judicieusement les prélèvements par carottages (leur nombreest ainsi limité au strict nécessaire).
Ä
3 Société Anonyme de Gestion des Eaux de Paris, service Mécanique d’Auscultation des Conduits.
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§ Analyse des signatures à l’aide de modèles paramétriques : il est procédé au découplage et à ladétermination des raideurs propres du sol et de la conduite. La mécanique résiduelle de l’ouvrageest alors calculée. Plusieurs remarques peuvent alors être faites :
- il faut commencer à s’inquiéter lorsque le module de micro-déformation (Em) est inférieurà 100 Mpa,
- plus la raideur est importante, plus la maçonnerie est jugée acceptable,- une maçonnerie en bon état présente un module de qualité de l’ordre de 10 000 Mpa voire
plus.
Ø Essais DYNARAD
L’essai Dynarad est un outil d’auscultation dynamique des radiers et des terrains d’assises en présenced’effluents (détection des vides et des zones de déflexion importantes sous radier).
Le principe de l’essai consiste à appliquer un effort important et rapide sur le radier, et à mesurer, parun système d’interférométrie laser, la déformation résultante. La raideur du radier est ensuitedéterminée. L’essai Dynarad permet ainsi de réaliser très rapidement un zonage immédiat ; en cas deproblèmes il est procédé à une prospection plus poussée.
L’ensemble, à géométrie variable, peut s’adapter à toutes les formes de conduits : circulaires pour desdiamètres de 1500 à 3000 mm ou ovoïdes à partir de 800 mm de large.
Pour l’essai Mac, on considère que l’on a une symétrie de l’ouvrage (la même déformation est exercéede part et d’autre du profil transversal), ce qui n’est pas le cas pour l’essai Dynarad (il n’y a pas desymétrie voûte/radier).
Enfin, il est possible de réaliser en continue 50 essais par jour. L’intervalle entre chaque essai varie de5 à 10 m. La méthodologie de traitement est proche de celle de l’essai Mac.
2.5. Autres tests
Ø Etanchéité
En matière de diagnostic, il est préférable d’utiliser les tests à l’air (protocole du QUEBEC parexemple) plutôt que le test à l’eau, pourtant officiel. En effet, la mise en œ uvre du test à l’air est plusrapide et son coût est moindre 4.
Ø Paramètres physico-chimiques
La composition chimique de l’effluent ainsi que ses conditions de transfert peuvent exercer une actioncorrosive. Il est donc important, dans certains cas, de déterminer la conformité du fluide transporté.Pour cela, il est procédé à des prélèvements in situ (manuels ou automatiques) avec analyse enlaboratoire et à la mesure de température.
Ø Mesures des débits
La vitesse de circulation de l’effluent et/ou la charge solide qu’il transporte entraîne une usuremécanique de la conduite. De plus, l’ouvrage peut subir des charges hydrauliques pour lesquelles iln’a pas été conçu (crues, taux de remplissage inhabituels). Ces actions mécaniques et hydrauliques,combinées aux actions physico-chimiques décrites ci-dessus, favorisent l’érosion et fragilisent ainsi lastructure de l’ouvrage.
4 Se référer à la troisième partie « Contrôles qualité », chapitre 3.2.
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La mesure du débit se fait :§ soit directement par traçage : cette technique ne perturbe pas les conditions d’écoulement et ne
modifie en rien la ligne d’eau. Le principe consiste à injecter en amont du réseau un traceur deconcentration connue (traceur chimique type chlorure de lithium, traceur coloré typerhodamine… ). Ce traceur est choisi de façon à se mélanger le plus rapidement aux effluents et àpouvoir être dosé en aval avec une précision suffisante.
§ soit indirectement par mesure des hauteurs et vitesses : le calcul du débit s’obtient par l esformules Q = vitesse × section mouillée et Q = volume/temps. Les outils utilisés sont, à titreindicatif, le moulinet, le limnigraphe, la sonde à ultrasons, la sonde pressiométrique…
La débimétrie par traçage est idéale pour les eaux usées. En effet les matières en suspension perturbenttout corps immergé tel les outils énumérés ci-dessus.
Ø Conformité des branchements
Des tests à la fumée et au colorant nous permettent de savoir si en réseau séparatif, les toitures et lescaniveaux ne sont pas connectés sur une canalisation d’eaux usées. De plus, ces tests nous renseignentsur les divers branchements qui composent (ou non) le réseau étudié (tel branchement est-il bienraccordé à la canalisation étudiée ? tel autre ne serait-il pas hors service, ou obstr ué ? … ).
Le test au colorant consiste à verser dans les branchements, WC, lavabos… de la fluorescéine ou de larhodamine. Bien entendu, les services municipaux et riverains devront être avertis de ces essais (souspeine de déclencher des alertes à la pollution).
Le test à la fumée consiste à obturer un tronçon de réseau puis à propulser à l’aide d’un ventilateur dela fumée produite soit par des bombes fumigènes, soit par combustion de paraffine. Il doit répondreaux recommandations suivantes :§ prévenir les services municipaux et les riverains,§ opérer en absence de vent (la fumée est rapidement dispersée) et par temps clair,§ dans le cas d’un doute, vérifier avec une injection de colorant.
3. DIAGNOSTIC ET PRECONISATIONS
3.1. Le diagnostic
L’auscultation s’achève par l’établissement du diagnostic d’état de l’ouvrage. Ce dernier doit :§ déterminer le caractère évolutif ou non des dégradations constatées,§ évaluer leurs conséquences dommageables pour l’ouvrage et son environnement,§ hiérarchiser le niveau des risques encourus par l’ouvrage et son environnement,§ préciser la nature et les objectifs des actions à entreprendre, leur degré d’urgence et les
prescriptions particulières qui y sont attachées (par exemple les conditions d’exploitation, lesrestrictions ou protections spécifiques… ),
§ indiquer la validité des propositions d’action.
Le diagnostic doit conclure soit à la mise sous surveillance de l’ouvrage (valable en particulier pourles ouvrages visitables), soit à sa réhabilitation, soit à son remplacement par tranchée à ciel ouvert, soità son abandon. Dans le cas d’une réhabilitation, des préconisations de travaux font suite au diagnostic.
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3.2. Exemple d’un diagnostic réalisé en mars 2000
Cette étude diagnostic est le résultat des opérations suivantes :
Données de l’exploitantHistorique et environnement du réseau
Plan- Profils - Contraintes du site
Inspection télévisée, Intervention sur le terrainVérification de l’état et du fonctionnement du réseau
Diagnostic structurel et fonctionnelImportance et fréquence des désordres de structure, des désordres d’étanchéité et d’écoulement
Ø Objet
La présente opération a pour objet la réhabilitation d’une canalisation unitaire de diamètre nominale300 mm sur un linéaire total de 500 ml, ainsi que des branchements particuliers s’y raccordant.
Ø Situation
L'ouvrage est situé boulevard Galliéni, entre la rue du Fond de la Noue et l’avenue de Verdun, sur lacommune de Villeneuve-la-Garenne, département des Hauts-de-Seine.
Ø Description
§ Canalisation principaleL’ouvrage est constitué d’une canalisation unitaire de diamètre 300 mm en grès et comprend depuisl’aval, avenue de Verdun (origine du projet), 17 tronçons séparés par 18 regards de visite. D’unelongueur de 500 ml, l’ouvrage à réhabiliter prend fin à l’amont, rue du Fond de la Noue.En outre, cette canalisation principale 300 mm se déverse à l’aval dans une canalisation unitaire enbéton de diamètre 600 mm.
§ BranchementsL’inspection télévisée de l’ouvrage a permis de repérer 75 branchements dont :- 54 branchements particuliers,- 14 branchements d’avaloirs (directement ou indirectement depuis regards à décantation),- 4 branchements de voies communales :
- rue du 11 Novembre 1918,- rue Homère Robert,- rue Pointet,- rue Saint-Paul,
- 3 branchements de direction et d’origine indéterminées.
Il est à noter que suite à l’inspection télévisée, les diamètres et la nature de certains branchementsrestent indéterminés.
§ RegardsL’ensemble du linéaire, situé pour une grande partie sous trottoir, présente 18 regards de visited’espacement variable de 15 à 40 ml voir 60 ml.Il est également dénombré 3 regards avec décantation qui récupèrent les eaux de pluies provenantd’avaloirs.
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§ AvaloirsL’ouvrage comprend 14 avaloirs dont 4 avaloirs en direct et 10 avaloirs visitables avec décantation.
Ø État de l’ouvrage
§ Canalisation principaleLe rapport d’inspection télévisée montre que le réseau présente de nombreux désordres de structure,d’étanchéité et d’écoulement de type :- fissures,- cassures,- décalages plus ou moins importants,- 2 déboîtements,- pénétrations légères de racines (radicelles),- obstacles (dépôts durs ou meubles),- flaches,- contres pentes.
Ces anomalies sont présentées dans le tableau suivant :
RESEAU UNITAIRE Ø 300 mmSociété : eav Inspection téléviséeNature : grès Tuyaux (longueur 1 ml)
Tronçon Prof (m) Long (ml) Anomalies repérées sur le rapport photo et la cassette vidéo
R.V.1a <<< R.V.2a 1.12 9.13 - Un décalage vertical et latéral- Fissures multiples- Dépôt en radier
R.V.2a >>> R.V.3a 1.12 28.39 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Nombreuses fissures et cassures- Pénétration légère de racines- Flaches- Dépôt dur
R.V.3a >>> R.V.4a 1.14 37.96 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- 2 déboîtements importants (à 27.50 et 28.50 m de R.V.3a)
nécessitant une réparation ponctuelle sur 1 ml- Nombreuses fissures et cassures- Pénétration légère de racines- Flaches- Dépôt dur
R.V.4a >>> R.V.5a 1.51 34.52 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Fissures multiples et cassures- Flache
R.V.5a >>> R.V.6a 1.62 41.85 - Un décalage latéral- Fissures multiples- Dépôt ponctuel en radier
R.V.6a <<< R.V.7a 2.08 41.58 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Fissures- Dépôts ponctuels au joint
R.V.7a <<< R.V.8a 2.21 6.94 - Nombreux décalages sur tout le tronçon
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R.V.8a <<< R.V.9a 2.29 26.92 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Fissures multiples sur 1 ml- Contre-pente
R.V.9a >>> R.V.10a 2.37 19.43 - Nombreux décalages sur tout le tronçon
R.V.10a <<< R.V.11a 2.41 27.82 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Fissure longitudinale sur 1 ml- Contre-pente
R.V.11a >>> R.V.12a 2.60 24.17 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Fissure longitudinale sur 0.50 ml
R.V.12a <<< R.V.13a 2.71 21.70 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Pénétration légère de racines
R.V.13a <<< R.V.14a 2.78 2.65 - Décalage vertical- Contre-pente
R.V.14a >>> R.V.15a 2.84 23.52 - Décalage vertical et latéral
R.V.15a >>> R.V.16a 3.05 31.61 - Pénétration légère de racines (sur l’ensemble du tronçon)
R.V.16a >>> R.V.17a 3.21 65.61 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- 1 déboîtement important (à 27.20 m de R.V.16a) nécessitant une
réparation ponctuelle sur 1 ml- Fissures et cassures multiples- Dépôt dur en radier créant une retenue (à 6.50 m de R.V.16a)
Tronçon non inspecté sur 9 ml (passage caméra impossible)
R.V.17a >>> R.V.18a 3.43 33.70 - Nombreux décalages sur tout le tronçon- Présence de vapeur- Dépôts de graisse très importants (à 3h et 9h) sur le tronçon- Pénétration légère de racines (sur l’ensemble du tronçon)- Fissures et cassures multiples- Collecteur en charge du à l’évacuation plus haute des eaux
Les nombreuses fissures s’expliquent par le fait que le grès est un matériau cassant. Les nombreuxdécalages sont la conséquence de la petite longueur des tuyaux (1m)
Malgré les anomalies énumérées ci-dessus, l’écoulement semble s’effectuer sans réelles difficultés surla partie de l’ouvrage comprise entre la rue Saint-Paul et la rue du Fond de la Noue.
Cependant, sur le premier tronçon de l’ouvrage situé à l’origine du projet, nous observons, suite àl’inspection télévisée, une mise en charge du collecteur 300 mm.Cette mise en charge est due au raccordement entre les deux canalisations dn 300 et 600 mm. En effet,pour une raison non identifiée, le fil d’eau de cette canalisation de liaison, est raccordé au niveau de lavoûte du dn 300 mm. L’écoulement de la canalisatio n dn 300 mm vers le dn 600 mm ne s’effectuedonc qu’après une mise en charge de 30 cm.De plus, la canalisation de liaison arrive en chute sur le dn 600 mm, ce qui entraîne à l’amont duraccordement une accumulation anormale de dépôts, sur un linéaire important.
§ BranchementsAu vue de l’inspection télévisée, nous rencontrons sur l’ensemble du linéaire de la canalisationprincipale un grand nombre de raccordements défectueux de type branchements pénétrants quiaffectent l’hydraulicité de l’ouvrage à réhabiliter.L’ouvrage compte également de nombreux branchements obstrués hors service.
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Enfin, le rapport d’inspection télévisée montre que de nombreux branchements sont encombrés pardes dépôts durs ou meubles qui empêchent le bon écoulement des eaux. Il est à noter que, du fait deces obstacles, l’inspection télévisée a du être interrompue à plusieurs reprises.
§ Regards et AvaloirsLes regards et avaloirs avec ou sans décantation sont en maçonnerie. Certains nécessitent des reprisesau niveau des radiers, banquettes, cunettes, enduit, échelons.
3.3. Document de préconisations des travaux
Ce document est réalisé à la suite du diagnostic d’état de l’ouvrage à réhabiliter. Il définit le type detravaux de réhabilitation, leur localisation dans les ouvrages, leur coût et leur délais de mise en œ uvre.Il rappelle également les principales conclusions du diagnostic et définit clairement pour chaquesolution technique les objectifs des différents types de travaux en justifiant leur choix du point de vuetechnique et financier.En somme, ce document de préconisations s’apparente à un Avant Projet Sommaire (A.P.S.)permettent au gestionnaire d’établir la programmation de ses travaux. Il comporte d’une part unrapport de présentation et d’autre part l’A.P.S. proprement dit.
3.3.1. Rapport de présentation
Ce document comporte un descriptif du collecteur à réhabiliter. On y trouve :§ le plan de situation du collecteur à réhabiliter dans le réseau,§ les caractéristiques géométriques générales (longueur, nature, forme, dimensions… ),§ le mode de fonctionnement (unitaire ou séparatif, nature des effluents, débit… )§ un bref rappel des études et investigations ayant conduit au diagnostic,§ le mode d’insertion dans un programme plus vaste de réhabilitation du réseau,§ selon l’importance des coûts, l’indication :
- du découpage éventuel en tranches et des délais prévisibles de réalisation,- des procédures de consultation des entreprises envisageables.
3.3.2. L’A.P.S. (proprement dit)
Il comprend un jeu de plans, le mémoire technique ainsi qu’une estimation.
Ø Les plans
Ils illustrent le mémoire technique et justifient l’avant métré pour l’estimation ; il s’agit en général de :§ un plan de situation du collecteur dans le réseau,§ un plan de masse repérant les tronçons à réhabiliter, leur longueur et la technique préconisée,§ le profil longitudinal de l’ouvrage avant et après réhabilitation,§ la (ou les) coupe(s) transversale(s) de principe (échelle au 1/20 ème par exemple),§ les schémas de phasage des travaux,§ des croquis spécifiques à diverses solutions techniques.
Ø Le mémoire technique
Ce document explique la logique des choix techniques préconisés en fonction des objectifs à satisfaire,c’est à dire en fonction des niveaux minimaux des service et de sécurité à atteindre.
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v Objectifs à satisfaire
Les données concernent :§ le dimensionnement hydraulique : débit minimum à assurer§ la tenue mécanique de l’ouvrage réhabilité souhaitée : caractéristiques mécaniques visées pour la
nouvelle structure, rigidité notamment,§ le niveau d’étanchéité à atteindre,§ les sujétions de travaux :
- contraintes de chantier, accès,- présence de la nappe,- possibilité de dérivations,- maintien ou non du service pendant les travaux,- …
Ces données contribuent à justifier le choix d’une (ou plusieurs) famille(s) de techniques deréhabilitation.
v Choix d’une famille de techniques
Le mémoire technique justifie le choix d’une ou de plusieurs techniques aptes à satisfaire les objectifsvisés. Pour chacune d’elles il en fait un descriptif sommaire indiquant :§ le principe de la méthode,§ les conditions d’accessibilité,§ le mode de réalisation,§ les performances habituelles,§ le phasage,§ les délais,§ les conditions d’exploitation,§ la pérennité,§ les garanties.
Ø L’estimation
Elle est faite sur la base d’un avant métré sommaire des principales quantités prévisibles.
Toutes les solutions techniques possibles sont chiffrées, en incluant les coûts induits par« l’environnement » du chantier (ces coûts fluctuent en fonction de la technique), et font l’objet d’uneanalyse comparative de leurs coûts globaux.
L’estimation des travaux traduit finalement le coût de la solution technique jugée la plus avantageusefinancièrement, sous la forme d’une fourchette, dont l’étendue est liée à la complexité du chantier.
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L’étude diagnostic nous a permis de faire une mise au point sur l'état, le fonctionnement, et lesconditions d’exploitation du réseau d’assainissement existant. Ce préalable est nécessaire pour établirdes préconisations de travaux.
Les techniques de réhabilitation sont nombreuses. Leur choix est fonction des caractéristiques duréseau (nature, matériau, section), de la nature, de l’importance et de la fréquence des désordres destructure, d’étanchéité et/ou d’écoulement. Outre ces critères techniques, le procédé choisi devraégalement tenir compte de critères économiques, sociaux et environnementaux.
1. LES TECHNIQUES DE REHABILITATION : GENERALITES
1.1. Réhabilitation et remplacement
1.1.1. Définition
Par techniques de réhabilitation on entend « toutes mesures entreprises pour restaurer ouaméliorer les performances d'un réseau d'assainissement existant ».
La réhabilitation des ouvrages se justifie lorsque leur état n’est pas suffisamment grave pour conduireà un remplacement à ciel ouvert, et que les conditions d’écoulement demeurent satisfaisantes.Cependant, la technique utilisée doit garantir une qualité de réalisation telle que la durée de viede l’ouvrage ainsi réhabilité doit pouvoir être comparée, toutes choses égales par ailleurs, avecl’ouvrage neuf.
Les techniques de réhabilitation des réseaux d’assainissement sont toujours réalisées sans tranchée,par l’intérieur du collecteur. Elles ne nécessitent pas l’ouverture d’une fouille. Cependant danscertains cas, un puits de travail ou une fouille ponctuelle peuvent s’avérer nécessaires préalablement àl’exécution des travaux. L’ANNEXE 3 du présent mémoire, présente une liste des entreprises deréhabilitation en France ainsi que les divers procédés utilisés.
1.1.2. Objectifs des travaux de réhabilitation
Les objectifs à atteindre par la réhabilitation doivent toujours être indiqués. En effet, ce sont euxqui conditionnent le choix de la technique ainsi que les préconisations de contrôles. Les principauxobjectifs sont les suivants :
§ rétablir les caractéristiques mécaniques compatibles avec les sollicitations auxquelles l’ouvrage estsoumis,
§ rétablir le bon fonctionnement hydraulique pour un écoulement correct des effluents,§ rétablir l’étanchéité de l’ouvrage existant,§ lutter contre l’abrasion et la corrosion,§ améliorer les conditions d’exploitation.
1.1.3. Réhabilitation ou remplacement par tranchée à ciel ouvert ?
Pour remédier aux désordres constatés, deux solutions sont possibles : le remplacement de l’ouvragedéfectueux ou sa réhabilitation. Les deux ont leur place dans un processus de remise en état. Mais onperçoit tout l’intérêt pour l’environnement urbain de développer des techniques par voie interne,réduisant ainsi au minimum les nuisances et les conséquences socio-économiques de l’ouverture d’unetranchée. La problématique « avec ou sans tranchée » se pose de plus en plus aux décideurs urbains.
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Ø D’un point de vue socio-économique
L’intervention sur un ouvrage se situant en centre ville pose de nombreux problèmes qui ne sont pasliés à l’assainissement et qui viennent compliquer la réalisation du chantier.
L’ouverture d’une tranchée touche nécessairement l’environnement du site par le bruit, lapoussière, l’impact visuel du chantier, le trafic des camions et engins de travaux publics, ainsi que lagène de la circulation automobile. Ces nuisances occasionnées par l’ouverture d’une tranchée en siteurbain encombré sont de plus en plus mal supportées par le public.
De plus, le chantier par sa présence peut avoir un retentissement sur l’activité commerciale de la rue.
Enfin, malgré les précautions prises, des risques d’accidents existent, que ce soit pour les ouvriers, lesautomobilistes ou les riverains.
Certains chercheurs étrangers ont montré que le coût social des chantiers en tranchée à cielouvert pouvait aller jusqu’à doubler le prix réel du chantier, en quantifiant les détours imposésaux automobilistes, les pertes de chiffres d’affaires des commerçants et des recettes publiques.
Ø D’un point de vue technique
La réhabilitation par l’intérieur se justifie pleinement en présence d’obstacles tels que :§ la nature spécifique du sol (instabilité… ),§ la présence de nappes,§ l’encombrement du sous-sol par les concessionnaires (gaz, eau, électricité… ) et autres ouvrages,§ un habitat dense,§ le respect d’une chaussée récente,§ la grande profondeur du réseau (si elle est supérieure à 1,30 m, le Fascicule 70 impose le talutage
ou le blindage des parois).
Lorsque les conditions d’écoulement demeurent satisfaisantes malgré la présence de défauts structurelset fonctionnels (absence de joints, porosité, fissures… ), lorsque le réseau ne présente ni défauts deconception (sous dimensionnement, contres pentes, pentes et profondeurs insuffisantes… ), ni mise encharge, ni ovalisation excessive, ni effondrements, et qu’à priori il a conservé sa résistance mécanique,la réhabilitation par l’intérieur sera souvent la solution.
En revanche, des réseaux qui cumulent des défauts de conception, de choix du matériau, de mise enœ uvre, d’entretien, et qui ont perdu leur résistance mécanique sur presque toute leur longueur, serontabandonnés ou remplacés (terrassement traditionnel ou remplacement sans tranchée).
1.2. Classement des techniques de réhabilitation
1.2.1. Classement en fonction de critères techniques
Les techniques de réhabilitation peuvent être classées selon divers critères et être dites structurantesou non structurantes, continues ou ponctuelles, destructives ou non destructives.Il est important de noter que certaines techniques peuvent satisfaire à plusieurs objectifs ou que destechniques différentes peuvent être associées sur le même chantier.
Ø Techniques structurantes ou non structurantes
Les techniques de réhabilitation sont classées en deux catégories, selon leur aptitude à reprendre ounon les charges dynamiques et statiques appliquées sur le tuyau enterré. Ces techniques sont ditesstructurantes ou non structurantes.
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Ainsi, les techniques structurantes doivent pouvoir reprendre la totalité des efforts mécaniques quis’exercent sur la canalisation :§ pression verticale du remblai (elle est fonction du poids volumique du remblai, de la hauteur de
couverture, du coefficient de concentration),§ pression verticale due aux charges d’exploitation : - roulantes routières,
- permanentes,§ pression horizontale résultant des remblais et des charges d’exploitation,§ pression hydrostatique éventuelle (canalisation située dans une nappe phréatique),§ poids propre du tuyau et de l’eau véhiculée,§ réaction du sol (fonction de l’angle de pose α).
Le comportement mécanique global de l’ouvrage réhabilité doit être calculable dans le cas destechniques structurantes. S’il n’est pas calculable, nous parlerons de techniques « consolidantes ».
Les techniques non structurantes quant à elles, ont essentiellement pour but de rétablirl’hydraulicité (élimination des obstacles empêchant ou réduisant l’écoulement normal du réseau) etl’étanchéité de la canalisation. Elles n’impliquent pas d’apport mécanique.
Ø Techniques ponctuelles ou continues
Les techniques sont dites ponctuelles ou continues selon qu’elles réparent l’ouvrage localement, audroit de chaque dégradation, ou qu’elles réhabilitent l’ensemble du tronçon.
Ø Techniques destructives ou non destructives
Les techniques dites non destructives concernent les méthodes dont la mise en œ uvre ne nécessitepas la destruction de l’ouvrage en place. L’ouvrage dégradé est conservé en l’état.
Par opposition, les techniques dites destructives impliquent la destruction totale du collecteurdégradé et son remplacement par l’intérieur, sans ouverture d’une tranchée. Il existe deux grandescatégories de procédés : le microtunnelier « mange tube » et « l’éclate tuyau ».
1.2.2. Classement selon la norme européenne n° EN 155 W1 209
La norme européenne n° EN 155 W1 209 classe les techniques de réhabilitation en trois groupes :
les techniques de renouvellement : construction d'un réseau neuf se substituant à un réseaud'assainissement existant,
les techniques de rénovation : travaux utilisant tout ou partie de l'ouvrage existant en améliorantses performances actuelles,
les techniques d’entretien ou de maintenance des réseaux : rectification de défauts localisés.
Certains maîtres d’ouvrage préfèrent employer le terme de « remplacement » plutôt que de« renouvellement ». De même, il est préférable de parler de « réhabilitation continue » et de« réparation ponctuelle » plutôt que de « rénovation » et de « techniques d’entretien ou demaintenance ».
Néanmoins, ces considérations sur le vocabulaire n’affectent en rien le contenu de ces trois groupes,qui somme toute reste le même. Ainsi, en ce qui concerne les différentes techniques de réhabilitationdes réseaux d’assainissement, nous adopterons par la suite le classement suivant :
réparation ponctuelle : robots multifonctions, injections, manchettes, réhabilitation continue : chemisage, tubage, coques préfabriquées et projection de béton, mortier
ou résines, remplacement : terrassement traditionnel , « mange tube », « éclate tuyau ».
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1.3. Travaux préalables à toute réhabilitation
1.3.1. Travaux préparatoires
Ø Vérification de l’ouvrage
Une inspection télévisée ou visuelle doit, dans un premier temps, permettre de vérifier que l’état de lacanalisation n’a pas évolué depuis l’étude de diagnostic d’état. Cette vérification fait l’objet d’unrapport qui est remis au maître d’œ uvre.
Ø Préparation de l’état d’accueil
Avant que ne débutent les travaux de réhabilitation proprement dit, l'entrepreneur doit s'affranchir detoutes les difficultés rencontrées au niveau de la préparation de la canalisation et de la mise en placedu chantier. En particulier, après un nettoyage soigné de la canalisation, il doit procéder à un décapagepar grattage, fraisage, curage hydrodynamique... afin d'éliminer tout dépôt de calcaire, de béton, degraisse et/ou branchement pénétrant et racines. Ce décapage ne doit en aucun cas affecter la structurede la canalisation.
Après la préparation de l’ouvrage et avant les travaux, l'état d'accueil de la canalisation est confirmépar une inspection télévisée.
1.3.2. Travaux annexes
Certains types de dégradations (défauts ponctuels) imposent des réparations à ciel ouvert afin depouvoir procéder par la suite à la réhabilitation de la canalisation dans les meilleurs conditionspossibles. C’est notamment le cas en présence de déboîtements, ovalisations extrêmes, effondrementspartiels…
De la même manière certaines techniques nécessitent, lors de leur mise en œ uvre, la création de fossesde travail.
Enfin, selon le procédé de réhabilitation choisi, les effluents devront être ou non dérivés.
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2. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS NON VISITABLES
Les techniques pour la réhabilitation des collecteurs non visitables sont au nombre de six. Ponctuellesou continues, elles sont réalisées sans ouverture de tranchée et sont, selon les procédés, nondestructives ou destructives. Ces techniques sont les suivantes :
§ Robots multifonctions,§ Injections ponctuelles d’étanchement,§ Manchette (ou chemisage partiel),§ Chemisage continu,§ Tubage,
§ Mange tube,§ Éclate tuyau.
Certaines de ces techniques sont également pratiquées en réseaux visitables ; c’est le cas deschemisages, tubages, injections et éventuellement manchettes. Il faut tout de même savoir qu’ellessont plus couramment utilisées en non visitable.
2.1. Robots multifonctions
Les robots multifonctions ou automates sont indispensables dès lors que nous travaillons dans descanalisations non visitables. Ils permettent le rétablissement hydraulique, le colmatage des fissures, laconsolidation de la canalisation ainsi que la mise en œ uvre des diverses autres techniques deréhabilitation.
2.1.1. Domaine d’utilisation
Cette technique de réhabilitation ponctuelle est employée uniquement dans les collecteurs nonvisitables. Elle peut-être structurante comme non structurante selon les cas et permet :
§ la suppression de tous les obstacles qui gênent l’écoulement de l’eau dans les canalisations (dépôtssolides, concrétions diverses, racines, branchements pénétrants, joints pendants hors de leurslogements… ),
§ la préparation de l’état d’accueil de la canalisation avant réhabilitation,§ le colmatage par injection des perforations, fissures, joints défectueux,§ la pose de manchettes,§ la réouverture des branchements après chemisage ou tubage (robots découpeurs),§ la consolidation mécanique de la canalisation par la pose de tôles d’acier inoxydables destinées à
assurer la restructuration des parties les plus endommagées.
2.1.2. Mise en œ uvre
L’intervention de ces robots s’effectue sur la base d’une inspection télévisée. Il est procédé à unhydrocurage avant d’introduire le robot par un des regards du réseau.Le robot s’adapte au diamètre de la canalisation et peut opérer à partir d’un diamètre de 150 mm.La réparation se déroule intégralement sous contrôle vidéo depuis le poste de pilotage du véhiculed’intervention. Enfin, il est possible de traiter, selon les défauts, de 3 à 8 points par jour.
200 à 1200 mm
procédés non destructifs
procédés destructifs
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2.2. Injections ponctuelles d’étanchement
Il existe différents types d’injections : les injections d’étanchement et les injections de consolidation etde régénération. Dans les ouvrages non visitables nous ne procédons qu’à des injectionsd’étanchement, les injections de sol n’étant pas pratiquées pour des raisons techniques etéconomiques. Par contre, comme nous le verrons par la suite, ce deuxième type d’injection s’appliqueaux collecteurs visitables car les enjeux en terme de stabilité sont beaucoup plus importants.
2.2.1. Domaine d’utilisation
Les injections d’étanchement ont pour but de rétablir l’étanchéité du collecteur en supprimantponctuellement les infiltrations ou exfiltrations d’eau entre le sous sol et le collecteur. Ainsi sonttraitées localement la défaillance des joints, les fissures circulaires et les perforations de lacanalisation.
Ces injections ne s’appliquent, ni aux fissures longitudinales des réseaux non visitables, ni aux défautsde masse et de surface (corrosion, abrasion, porosité… ),
Utilisée dans le cadre de la réhabilitation de collecteurs visitables ( ∅ > 1200 mm) comme nonvisitables (150 < ∅ ≤ 1200 mm), cette technique est non structurante.
2.2.2. Composants
Les composants sont fonction du matériau de l’ouvrage à réhabiliter. Les plus utilisés sont les résinesacryliques et les résines polyuréthanes. Ces composants, quels qu’ils soient, doivent impérativementêtre stables dans le temps.
Les résines acryliques, généralement à deux composants (résine et catalyseur), se présentent sousforme de gel dont la viscosité est proche de celle de l’eau, ce qui facilite sa dispersion dans le joint oula fissure puis dans le sol. L’étanchéité est donc rétablie par le remplissage du joint ou de la fissured’une part, ainsi que par le mélange sol-gel autour de la canalisation d’autre part. De ce fait,l’efficacité de l’injection dépend de la nature du sol environnant.Dans un sol fin ou sableux, la résine tend à chasser l’eau et à stabiliser le sol. Par contre, dans les solsconstitués de graviers, de roches, etc… , avec des vides importants, la stabilité de l’agglomératrésine-sol peut être compromise surtout en présence d’une nappe à niveau variable.
Les résines polyuréthanes quant à elles, se présentent sous forme liquide. Après mélange à l’eau et aucatalyseur, le produit gonfle et se vulcanise en formant une mousse assez souple. L’intérêt de cetterésine est qu’elle présente, après polymérisation, peu de retrait en raison de la faible quantité desolvant. Le cordon étanche ainsi formé présente une bonne adhérence au niveau du défaut traité. Deplus, il est suffisamment souple pour encaisser des mouvements du sol et ne dépend pas de la naturedu remblai autour de la canalisation. Cependant, l’adhérence du polyuréthane est fonction de l’état desurface de l’ouvrage support.
Ainsi, l’emploi des résines acryliques est à préconiser lorsque le sol au voisinage du réseau estrelativement fin et humide. En ce qui concerne les résines polyuréthanes, si leur emploi peut êtreenvisagé même dans les cas précédents, leur efficacité est d’autant plus grande que les fissures sontétroites, dans la mesure où le cordon de résine adhère mieux sur le matériau.
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2.2.3. Mise en œ uvre
Les injections d’étanchement ne nécessitent pas de dériver les effluents (sauf exceptions). Ellesconsistent à introduire dans la canalisation, par l’intermédiaire d’un regard, un appareillage àextrémités gonflables (manchon) constituant une chambre d’injection sous pression de produitsliquides ou pâteux.
Le robot s’arrête au droit de chaque défaut, et sous contrôle vidéo, procède à l’injection d’étanchementjusqu’au refus, ce qui colmate totalement la fissure. Avant séchage du produit, un lissage doit êtreréalisé pour qu’aucune rugosité ne subsiste à l’intérieur de la section d’écoulement. Une fois laparfaite étanchéité vérifiée, le robot se déplace vers le défaut suivant. Il est possible d’étancher, selonles cas, de 10 à 40 défauts par jour.
En présence de forts décalages qui ne permettent pas le passage du manchon d’injection, il estnécessaire de procéder à une fouille locale.
2.3. La manchette ou chemisage partiel
La manchette, ou chemisage partiel, consiste à construire un tuyau neuf plaqué à l’intérieur de lacanalisation dégradée, sans ouverture de tranchée, entre deux regards.
2.3.1. Domaine d’utilisation
La manchette, de longueur variable, permet de corriger localement les faiblesses de structure etd’étanchéité telles que :
§ les fissures longitudinales ou multiples, fissures circulaires, microfissures, perforations,§ les joints déboîtés et/ou fuyards,§ les pénétrations de racines,§ les casses,§ la condamnation des branchements hors services.Cette technique ne s’applique pas aux défauts de masse et de surface.
La manchette peut être structurante, consolidante ou non structurante selon les objectifs de laréhabilitation. Outre cette fonction mécanique, elle permet de rétablir l’hydraulicité et l’étanchéité dela canalisation, de même que de lutter contre la corrosion et l’abrasion.La manchette concerne en général les canalisations non visitables à partir d’un diamètre de150 mm. Cette technique est plus rarement utilisée en visitable. Nous pouvons citer à titre d’exemplel’entreprise INSITUFORM qui a développé son propre procédé et qui utilise cette technique sur desconduites visitables de diamètre maximal 1400 mm.
Phases des travaux :
- mise en place du manchon au droit du défaut,- mise sous pression des 2 cellules gonflables
situées à l’extrémité du manchon afin d’isolerla zone à traiter,
- injection réalisée à l’aide d’une pompevolumétrique,
- polymérisation ou durcissement selon produit,- contrôle d’étanchéité,- renouvellement du cycle si nécessaire.
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2.3.2. Composants
Les manchettes se composent d’une armature en fibre de verre ou de polyester tissée ou non tissée,d’un liant en résine (époxy, polyester ou vinylester… ) thermo ou photo-durcissable, ainsi que d’unemembrane intérieure (éventuellement extérieure) en polychlorure de vinyle (PVC), polyuréthane(PU)...
Le procédé ASS, l’un des plus utilisé par les entreprises de réhabilitation, propose des manchettescomposées de tissu en fibre de verre et de feutre (3 ou 4 épaisseurs de tissu de verre alternées par 2 ou3 épaisseurs de feutre). Les différentes couches sont ensuite imprégnées de résine vinylester.La résine vinylester apporte à la manchette une résistance mécanique et chimique pour lutter contrel’abrasion et la corrosion, le tissu en fibre de verre lui fournit épaisseur et résistance, le feutre luiassure son étanchéité.
2.3.3. Dimensionnement
§ Manchette non structurante (pas d’apport mécanique) :Elle a pour seul but de rétablir l’étanchéité. Les hypothèses de calcul sont les mêmes que celles duchemisage continu de simple étanchement.
§ Manchette consolidante (apport mécanique non calculable) :Dans ce cas là, l'ouvrage existant est considéré comme étant apte à reprendre les efforts mécaniquesqui s’exercent sur lui. Cependant, sur certains points présentant des défauts de structure, unrenforcement mécanique ponctuel peut s’avérer nécessaire. Ainsi, la manchette consolidante n’a paspour vocation de remplacer mécaniquement l’élément de tuyau dégradé mais de le renforcer.
§ Manchette structurante (apport mécanique calculable) :Cette fois-ci nous nous plaçons dans le cas où la résistance mécanique résiduelle des éléments detuyaux dégradés de la canalisation existante ne peut pas être évaluée ; elle est alors considérée commenulle. Cet objectif ne s'applique donc que dans le cas de la réhabilitation d'un élément de tuyaucomplet. Les éléments à prendre en compte dans le calcul sont les mêmes que ceux du chemisagecontinu structurant.
La méthode de calcul du chemisage partiel reprend celle du chemisage continu (voir paragraphe2.4.3.). Cependant, cette méthode ne s'applique que dans le cas où le chemisage partiel a une longueurcorrespondant à la longueur du tuyau, augmentée à chaque extrémité d'une fois ledemi-diamètre de la canalisation.
2.3.4. Mise en œ uvre
Sous réserve que le niveau d’eau ne soit pas très important, il est possible de procéder au chemisageponctuel sans interruption du réseau. La manchette est alors mise en place à l’aide d’un manchon(gonflable ou non) sous contrôle vidéo. La technique de pose consiste à plaquer la manchette souspression pour l’encrer ou la fixer à la paroi de l’ouvrage. L’opération doit être réalisée avec beaucoupde soin afin d’éviter tout décollement ultérieur. Selon les diamètres et l’implantation des défauts àtraiter, il est possible de mettre en place de 4 à 6 unités par jour.
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Remarque :La longueur des manchettes diffère selon le procédé. Par exemple, INSITUFORM propose desmanchettes de 1 à 2 ml applicables sur des diamètres de 150 à 1400 mm, alors que le procédé ASSdispose de manchettes standards de 0,40 ml (juxtaposables en cas d’anomalies de longueurs plusimportantes) pour des diamètres de 150 à 600 mm.
2.4. Le chemisage continu
La technique du chemisage continu consiste à insérer à l’intérieur du collecteur dégradé une enveloppesouple constituée d’une armature souple fortement imbibée d’une résine, et ce sans laisser subsisterd’espace annulaire.
Le chemisage ne réduit que fort peu la section d’écoulement (à titre indicatif, l’épaisseur de la gaineest comprise entre 3 mm et 10 mm) tout en améliorant les caractéristiques hydrauliques du collecteurde 15 à 35 % de ses capacités d’écoulement : diminution de la rugosité, suppression des variations desection et des obstacles, suppression des remous et décalages au droit des assemblages (ANNEXE 4).
2.4.1. Domaine d’utilisation
De nature généralement structurante, le chemisage peut également être employé en non structurantpour remédier aux problèmes d'étanchement, d'anticorrosion ou d'antiabrasion.
Il s’agit d’une réhabilitation de type continu qui concerne essentiellement les canalisations nonvisitables et qui s’emploie couramment sur des diamètres de 200 à 800 mm. Cette technique s’emploieplus rarement sur des canalisations visitables de sections variables (ovoïde, circulaire ou rectangulaire)et de diamètres allant jusqu’à 2000 mm ; elle est alors mise en œ uvre par des spécialistes duchemisage.
2.4.2. Composants
Le chemisage, qui équivaut à un véritable tuyau sans joints, est préformé en usine aux dimensions dutronçon à réhabiliter.Il est constitué de matériaux composites (résine armée pouvant être protégée par un film). Les résinesutilisées sont en polyester, époxy, ou vinylester ; les armatures en fibres de verre ou de polyestertissées ou non ; les films en polychlorure de vinyle (PVC) polyuréthane (PU) ; polyéthylène (PE)…
Document Insituform
Phases des travaux :
- Imprégnation de la manchette en atelier ou sur site,- Introduction du manchon par traction,- Mise en place du manchon au droit du défaut à traiter,- Gonflage éventuel du manchon,- Polymérisation de la résine et durcissement,- Dégonflage éventuel et dégagement du manchon,- Chanfreinage éventuel des extrémités de la manchette,- Renouvellement de l’opération au défaut suivant,- Inspection télévisée ou visuelle d’autocontrôle,- Remise en service du réseau.
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2.4.3. Dimensionnement
A l’instar des tuyaux neufs, les règles de calcul du chemisage continu sont basées sur lespréconisations du Fascicule 70 du CCTG (« ouvrages d’assainissement », édition 1992). Elles ontété adaptées aux travaux de réhabilitation par une commission de l’A.G.H.T.M. ; la méthodeainsi que la note de calcul figurent en annexe de ses « Recommandations pour la réhabilitation desréseaux d'assainissement ».
Ø Hypothèses de calcul
La canalisation à réhabiliter est supposée transmettre les charges sans dommage (aucun vide nesubsiste autour de la canalisation).
Dans le cas du chemisage de simple étanchement (chemisage non structurant), l'ouvrage àréhabiliter est considéré comme apte à reprendre les efforts mécaniques qui s’exercent sur lui. Lecalcul prend alors en compte les paramètres suivants :
- la tenue propre de la chemise mise en place,- la pression hydrostatique extérieure éventuelle générée par la nappe phréatique (canalisation
noyée),- la pression hydrostatique intérieure correspondant à une mise en charge (hauteur maximale par
rapport au fil d’eau).
Dans le cas où la résistance mécanique résiduelle de la canalisation existante ne peut-êtreévaluée, elle est considérée comme nulle. Le chemisage doit alors, comme un tuyau fabriqué enusine, reprendre à lui seul la totalité des efforts mécaniques et être dimensionné en conséquent(chemisage structurant). Les paramètres suivants sont à prendre en compte dans l’étude dudimensionnement mécanique :
- poids volumique moyen des terres du remblai,- coefficient de Poisson des terres,- hauteur maximale de la nappe phréatique,- hauteur maximale de mise en charge,- nature du convoi réglementaire,- pression verticale due aux charges d’exploitation permanente,- pression verticale due aux charges d’exploitation du chantier,- hauteur de recouvrement,- coefficient de pondération des charges.
Ø Remarque
Devant la difficulté pour obtenir des données de terrain fiables, il est préférable de se placerdans le cas le plus pénalisant et de baser les règles de calcul des ouvrages sur des hypothèses allantdans le sens de la sécurité. Ainsi il vaut mieux, dans tous les cas, opter pour un chemisage structurantplutôt que pour un chemisage de simple étanchement.
2.4.4. Mise en œ uvre
Le chemisage continu ne nécessite généralement pas d'ouverture de fouilles. L'emprise est réduite à unsemi-remorque.La dérivation des effluents s’impose lors de la mise en œ uvre du chemisage. L'introduction de la gaines'effectue soit par traction soit par inversion. Son application sur la canalisation se fait par pression(air, eau ou vapeur). Le durcissement et la polymérisation de la résine sont mises en œ uvre parchauffage à l'eau, à la vapeur, à l'aide de résistance électrique ou d’ultraviolets.
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La gaine est plaquée et non collée sur la conduite existante. Dans le cas du chemisage structurant,l’ancienne canalisation sert de coffrage perdu.
Les phases de travaux sont les suivantes :- imprégnation de la chemise,- dérivation ou stockage des effluents,- introduction de la chemise par traction ou inversion,- polymérisation de la résine et durcissement,- autocontrôle de l’étanchéité,- découpage et raccordement des extrémités de la chemise,- réouverture des branchements,- inspection télévisée ou visuelle d’autocontrôle,- remise en service de l'ouvrage sans délai d'attente.
Ø Chemisage continu par tractionLa gaine est mise en place à l’aide d’un treuil qui la tire d’un regard au regard suivant. La mise enpression de l’ensemble est ensuite réalisée à l’air. Dès lors que la gaine épouse parfaitement la formede la canalisation, il est procédé à son durcissement par polymérisation au moyen de lampes ultravioletou autre méthode.
Le chemisage par traction est idéal pour les petits diamètres (200 à 600 mm ) et pour les tronçonsstandards de 50 à 60 ml car il est mis en place très rapidement. Cependant, il est moins efficace sur lesgrandes longueurs : on peut difficilement aller au-delà de 100 ml. De plus, lors de sa mise en œ uvre iln’est pas étanche avant durcissement de la résine ce qui implique une mise à sec rigoureuse dutronçon. Pour répondre à cet inconvénient, ses deux faces sont protégées par des films imperméables àl’air et à l’eau.
Ø Chemisage continu par inversion
2.4.5. Limites techniques du chemisage continu
Les limites techniques du chemisage continu dépendent du terrain environnant, de la nature deseffluents, de l’ovalisation et des décalages excessifs, ainsi que des contres pentes.
Cette technique consiste à introduire, en la retournant, une gainesouple imprégnée de résine à partir d’un regard de visite, aumoyen d’air comprimé (ou d’eau) qui plaque la gaine contre laparoi. La gaine est ensuite polymérisée en place grâce à lacirculation de vapeur sous pression ou par le chauffage de l’eau.
Le chemisage par inversion est à préconiser lorsque la canalisationprésente de nombreux coudes ainsi que des réductions dediamètre. De plus il s’applique en continu sur de grandeslongueurs (de 350 m à 650 m) et concerne des diamètres de 150 à1000 mm (au-delà, la mise en œ uvre est plus délicate et se fait aucas par cas). Cependant, les branchements devant être réouvertsaussitôt après durcissement, il doivent être limités quant à leurnombre.Enfin, contrairement au chemisage par traction, la résine étancheest en contacte direct avec la canalisation qui doit être enconséquence soigneusement nettoyée.L’inconvénient majeur du chemisage par inversion est que sa miseen œ uvre est bien plus longue.
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Nature des effluents
Les CCTP prévoient que les effluents domestiques doivent être conformes à ceux décrits dans lacirculaire interministérielle INT 77/284 du 22 juin1977. Ils doivent en particulier avoir un pH comprisentre 5,5 et 8,5 et une température maximale de 30 °C. Tous les procédés de chemisage et toutes lesrésines couramment employées (résine polyester en particulier) résistent parfaitement bien à ce typed'effluent. A titre indicatif, les résines polyester peuvent véhiculer en permanence une solution diluée à65% d'acide sulfurique à cette température de 30° C. Les gaines sont donc parfaitement bien adaptéespour des effluents acides (hydrogène sulfuré H2S).
Dans les milieux industriels il faut faire face à des températures plus extrêmes. Dans ce cas il estpossible d’utiliser d'autres types de résines qui permettent de véhiculer en permanence des solutionsdont la température peut dépasser 60 °C. Une étude particulière doit alors être réalisée en fonction dela solution chimique.
Ovalisation
L'AGHTM fixe comme limite au chemisage une ovalisation maximum de 8% du diamètre nominalde la canalisation. Dans la pratique une plus grande ovalisation peut être parfois acceptée car il n'estpas rare que la pression de mise en œ uvre du chemisage permette une remise en forme de lacanalisation d’accueil. Il est également à noter qu'en cas d'ovalisation plus importante (jusqu'à 30% dudiamètre) il est possible de mettre en œ uvre des manchettes métalliques au moyen d'un systèmecomparable aux éclateurs. Ces dernières redonnent une forme acceptable pour le chemisage.Une fois le chemisage réalisé, la gaine structurante reprend à elle seule l'intégralité des contraintesmécaniques. L'état de la canalisation d'accueil n'est donc plus une limite. Enfin, dans le cas desconduites ovalisées (donc généralement fracturées), les techniques d'inversion sont préférables auxtechniques de traction.
Décalages
Les entreprises de réhabilitation prennent comme limite de décalage celle imposée par l'AGHTM,c’est-à-dire 8% à 10% du diamètre nominal. Au-delà, la gaine se plisse et accentue la diminution dudiamètre. Sur de tels défauts, la gaine peut subir des efforts de cisaillement dans son domained'élasticité jusqu'à 10 fois son épaisseur. Par exemple, une gaine de 400 mm de diamètre et de 6 mmd’épaisseur peut subir des décalages par cisaillement jusqu'à 6 cm sans être affaiblie. Ainsi, latechnique du chemisage continu, de part sont étanchéité et l’absence de joints, est particulièrementbien adaptée à des réhabilitations en terrains mous.
Contre-pentes
Il faut distinguer dans le cas des contre-pentes celles qui n'affectent pas le fonctionnement du réseau(quelques centimètres dans une conduite de grand diamètre) de celles qui créent desdysfonctionnements tels que la formation de graisses sur les parois. Dans le premier cas, le chemisageest une bonne solution technique car il améliore l'écoulement du réseau.
En conclusion, lorsque des défauts ponctuels importants sont observables (décalage, déboîtement,ovalisation… ), il est parfois nécessaire de les réparer par ouverture ponctuelle de tranchée. Cesdéfauts trouvent souvent leur origine dans le sol, et il est raisonnable de penser que s'ils sontvisibles en certains points, il est possible qu'ils apparaissent aussi dans d'autres. Il est doncconseillé de rechemiser la canalisation après traitement des défauts ponctuels afin de s'assurer de lapérennité des réparations.
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2.5. Le tubage
Cette technique consiste à mettre en place dans la canalisation à réhabiliter une nouvelle conduite d’undiamètre inférieur. L’assemblage des éléments se fait par collage, thermosoudage ou emboîtement.
2.5.1. Domaine d’utilisation
La technique du tubage avec remplissage du vide annulaire concerne les réseaux visitables comme nonvisitables. Lorsqu’il n’y a pas remplissage du vide annulaire, seules les ouvrages non visitables sontconcernés.D’une manière générale cette technique ne peut pas être mise en œ uvre sur de trop petits collecteurs enraison de la diminution de la section qu’elle entraîne. Le diamètre minimal semble être de 300 mmbien que certains procédés proposent une mise en œ uvre à partir de 100 mm. Le diamètre maximal estde 3000 mm sachant que là encore, il varie selon les procédés.
Le tubage est structurant dans la mesure où le vide annulaire est injecté pour assurer la transmissiondes charges extérieures au nouveau tuyau. Il est non structurant dans le cas contraire. Ledimensionnement reprend ce qui a été dit pour le chemisage continu.
2.5.2. Composants
En général, des matériaux plastiques (PEHD, PVC) sont utilisés. Pour la rénovation de grandsdiamètres le PRV (Polyester Renforcé de Verre) est apprécié pour sa légèreté, sa résistance à lacorrosion et à l’abrasion.
2.5.3. Mise en œ uvre
Après dérivation des effluents, la nouvelle conduite est insérée par tractage ou par poussaged’éléments courts ou longs ou bien par enroulement hélicoïdal. L’ouverture d’une fosse de travail peuts’avérer nécessaire.
Ø Tubage par enroulement hélicoïdal
Cette technique concerne les ouvrages visitables (quelque soit le type de section) comme nonvisitables et s’emploie couramment sur des diamètres de 500 à 1500 mm. Elle consiste en lafabrication mécanique in situ d’un tuyau, par enroulement hélicoïdal d’un profilé spécial assemblé parclipsage. L’étanchéité est assurée par la compression de joints en caoutchouc ou par collage. L’espaceentre la canalisation existante et le tube est rempli par injection de coulis. L’épaisseur du coulis estajustée en fonction de la résistance mécanique à obtenir et de la section finale désirée.
Aménagement de la cunette pour installation de lamachine à spiraler (canalisation non visitable) Assemblage manuel (canalisation visitable)
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Ø Tubage par tube prédéformé
La technique du tube prédéformé concerne uniquement les ouvrages non visitables de diamètre 150à 800 mm ; il s’agit d’un tubage par tuyau continu sans espace annulaire. Cette technique est destinéeà la réhabilitation de tronçons de réseaux droits, légèrement courbés ou désaxés, pouvant atteindre degrandes longueurs. Elle consiste en l’insertion par traction :- d’un profil au diamètre réduit dans un gabarit conique,- ou bien d’une section déformée à chaud en usine, sous la forme d’un U si bien que le diamètre
extérieur est réduit d’environ 30 %.
Ø Assemblage de tubes courts ou longs
La mise en œ uvre consiste à tirer ou pousser le nouveau tube dans l’ancienne canalisation puis àremplir par injection l’espace annulaire.
L’assemblage des tubes diffère selon le procédé utilisé. L’étanchéité est obtenue par un joint encaoutchouc.
2.6. Les techniques destructives
Ces techniques sont fondées sur la destruction totale du collecteur dégradé et son remplacement parl’intérieur, sans ouverture de tranchée. Il s’agit de tubage après broyage à l’aide d’un microtunnelier(microtunnelier « mange tube ») ou après éclatement de la canalisation dégradée (« éclate tuyau »).Le mange tube et l’éclate tuyau sont utilisés lorsque la statique de l’ancienne canalisation porte àpréjudice et qu’on ne peut plus recourir aux procédés de réhabilitation non destructifs ou auremplacement traditionnel par tranchée.L’ouverture de fosses de travail peut s’avérer indispensable de même que de grandes courbesnécessitent des fouilles ponctuelles.
Ces techniques destructives concernent uniquement les ouvrages non visitables et ne sontapplicables que sur des canalisations en matériaux cassables : grès vitrifié, amiante ciment, bétonnon armé, fonte grise ; sont ainsi exclus le béton armé, la fonte ductile, l’acier. De plus, il doit êtreprocédé à la dérivation des effluents.
Le tube est introduit dans la canalisation par un regard ou unefouille de départ à l’aide d’un treuil. Il est alors coupé à la longueursouhaitée. Il reprend ensuite sa forme initialement ronde et seplaque contre la paroi intérieure de la canalisation existante soitspontanément, soit par mise sous pression à la vapeur ou à l’eau(après obturation des extrémités). Le rapport entre le diamètreintérieur du tube à réhabiliter et le diamètre extérieur du nouveautube est préalablement défini afin de garantir une bonne adhérence.
A titre d’exemple, le procédé RAULINE propose des tubes quidisposent de manchons à emboîtement verrouillable. Leraccordement de ces tubes se fait par un système de clavette dans laparoi du tube, conférant à l’ensemble une surface lisse tant àl’intérieur qu’à l’extérieur. Les tubes sont disponibles du diamètreextérieur 160 mm à 450 mm et permettent donc de réhabiliter descanalisations de diamètre nominal 200 à 500 mm.
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2.6.1. Microtunnelier « mange tube »
Nous ne nous étendrons pas plus sur ce procédé sachant qu’à une exception près, il ne diffère en riende la mise en œ uvre traditionnelle de tout autre microtunnelier.
A partir d’un puits de travail, un ensemble de tuyaux précédé d’une tête de forage orientable estpoussé en continu vers un puits de sortie. La tête de forage, comme pour tout tunnelier, est guidée parlaser à partir d’un poste de pilotage. Elle broie le terrain en place et surtout le collecteur existant ;c’est en cela que réside toute la particularité de ce microtunnelier « mange tube ». C’est ainsi quepeuvent être installés des tuyaux de diamètre supérieur à celui de la canalisation de départ. Les débrisbroyés de l’ancienne conduite sont évacués à travers la nouvelle canalisation par un circuit demarinage vers un bac de décantation.
2.6.2. L’éclate tuyau
L’éclate tuyau peut être soit poussé, soit tiré à l’intérieur de la canalisation. Il permet de réhabiliter descanalisations de diamètre nominal 100 à 1000 mm et sa capacité d’avancement est de 100 à 150 m parsemaine. L’ensemble des tuyaux neufs est mis en place dans la continuité de l’éclate tuyau (fusée) quidétruit l’ancienne conduite à l’avancement et repousse les débris dans le terrain environnant(éclatement statique ou dynamique). Il est ainsi possible de mettre en place des tubes de sectionnominale identique voire même supérieure. L’assemblage se fait ensuite de façon mécanique ou parsoudage.
ContrainteLa mise en en œ uvre de l’éclate tuyau entraîne un soulèvement du sol en place bien que le diamètreinstallé ne soit pas différent du diamètre détruit.Lors d’une telle opération, le soulèvement de la chaussée a été mesuré 12 heures après le passage del’engin (50 mm) et 3 mois après (5 mm), valeurs non négligeables. Des phénomènes de dilatation,compression, cisaillement et fracturation du sol en place ont été mis évidence, ce qui implique de bienconnaître le sous-sol avant d’intervenir.
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3. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS VISITABLES
Un certain nombre de techniques applicables dans les collecteurs non visitables peuvent être utiliséesdans les collecteurs visitables ; c’est le cas des injections d’étanchement, du chemisage, du tubage. Leprésent chapitre concernera surtout les procédés strictement utilisables dans les réseaux visitables.
Dans tous les cas, ces techniques mises en œ uvre en visitable, doivent rigoureusement respecter lesconditions de sécurité du travail en atmosphère confinée.
3.1. Risques et mesures de prévention
Afin d’effectuer l’intervention dans les meilleurs conditions de sécurité, chaque risque doit être évaluéet des mesures de préventions doivent être prises. La prévention consiste à :§ éviter les risques,§ évaluer les risques qui ne peuvent être évités,§ prendre des mesures de protection collectives plutôt qu’individuelles,§ mécaniser le maximum de tâches,§ préférer les solutions les moins dangereuses (plutôt que de penser uniquement en terme de coût),§ en cas de doute ou de manque d’information, demander conseil.
Ø Risque de présence de gaz
H2S - Le gaz hydrogène sulfurée est un produit de la décomposition anaérobie des matièresorganiques contenues dans la couche de boue déposée sur les parois de la canalisation. C’est un gazmortel, plus lourd que l’air, très corrosif et explosif. Avant chaque descente, une équipe dereconnaissance équipée de détecteurs de gaz doit précéder l’équipe de travail. La concentrationmaximum admissible est de 10 ppm. En cours de travail, si le gaz est détecté, des masquesautosauveteurs sont utilisés pour évacuer l’ouvrage.
CO – Le monoxyde de carbone provient de l’échappement des moteurs. Les groupes compresseurs ouélectrogènes sont donc éloignés des puits de descente.
Ø Risque de manque d’oxygène
Les détecteurs de gaz effectuent la mesure continue du pourcentage d’oxygène dans l’air.
Ø Risque d’inondation
Pour les ouvrages supportant des mises en charge, des prévisions de pluie sont fournies la veille pourle lendemain, ce qui permet d’effectuer la sortie préventive de tout le matériel.L’arrivée d’eau peut se produire aussi bien par l’amont que par l’aval ; les batardeaux sont équipés deflotteurs de détection reliés à une alarme sonore et lumineuse. Le seuil est de 20 cm au dessus duniveau par temps sec.
Ø Risque d’explosion
Le chantier est éclairé par des guirlandes antidéflagrantes et des outils pneumatiques sont utilisés pouréviter tout risque d’étincelle. A cet effet, un détecteur permet de mesurer l’explosivité du milieu (leméthane est le gaz étalon).
Ø Consigne d’alerte
Depuis la surface, les compresseurs et machines sont coupés et l’éclairage doit clignoter.
h mini1.2O m> 12O0 mm
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3.2. Techniques de réhabilitation
3.2.1. Reprise en traditionnel
Quand l’ouvrage ne présente pas de défaillance mécanique et que les désordres sont limités, desréparations ponctuelles de type rejointement, réfection d’enduits, réfection et reprofilage de radier,colmatage de fissures, sont généralement suffisantes pour assurer l’étanchéité et même redonner sonintégrité à la structure. Suivant la configuration de l’ouvrage, ces réparations sont réaliséesmécaniquement ou manuellement.
3.2.2. Injections
Ø Domaine d’utilisation
Dans le cas de collecteurs visitables, différents types d’injections peuvent être mises en œ uvre. Cesinjections, sont non structurantes lorsqu’il s’agit d’injections d’étanchement et structuranteslorsqu’elles ont pour objectif de consolider la structure de l’ouvrage, voire même de stabiliser lesterrains environnants (mélange à base de ciment).
LES DIFFERENTS TYPES D’INJECTIONS
NOM DEFINITION
A. Injection de traitement de terrain … … … .… .
B. Injection de collage … … … … … … … … … … ..En pratique, il est préférable de commencer par lesinjectons de collage puis seulement après on procède auxinjections du sol.
C. Comblement des vides … … … … … … … … … .
D. Régénération … … … … … … … … … … … … … .
E. Injection d’étanchement … … … … … … … … …
- injection d’un coulis dans le sol environnant,- amélioration mécanique du milieu,- travail ponctuel ou linéaire.
- comblement de vide annulaire derrière l’ouvrage,- le plus souvent assure la butée de l’ouvrage dans le terrain,- un effet de régénération de la maçonnerie,- travail linéaire.
Ces injections de collage sont de type normal, renforcé ouallégé en fonction du maillage (qui varie de 1 à 3 m).
- remplissage de grands vides,- travail ponctuel.
- injection sur la structure de la maçonnerie pour confortement,- restitution des caractéristiques mécaniques de la maçonnerie,- amélioration de l’étanchéité,- travail ponctuel ou linéaire.
- injection pour rendre étanche un ouvrage,- travail surtout en ponctuel.
Ø Mise en œ uvre
Ces injections, réalisées à l’aide de manchon, d’aiguilles, ou d’injecteurs préalablement scellés, sont leplus souvent mises en œ uvre à basse pression (inférieure à 1 bar), notamment pour le remplissage desvides, et utilisent des coulis dont la composition varie en fonction de la nature du traitement souhaitéet des matériaux constitutifs du sol encaissant.
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En ce qui concerne les injections d’étanchement, la mise en œ uvre et les produits sont à l’image dece qui est réalisé dans les collecteurs de petits diamètres par les robots. L’injection d’étanchement peuttout à fait être réalisée avec manchon (ouvrages circulaires uniquement), mais le plus souvent le travailest effectué manuellement à l’aide d’aiguilles (maçonneries-dalots, ovoïdes… ).
3.2.3. Projection à la lance de béton, mortier ou résines
Les projections de béton, mortier ou résines ont pour objectif de parfaire l’étanchéité et/ou consoliderla structure de l’ouvrage (technique structurante ou non). Ce revêtement équivaut à un chemisage del’ouvrage. On distingue par ailleurs les revêtements dits souples (résines) des revêtements rigides.Leur choix est fonction du comportement de l’ensemble terrain/structure ; il faut en effet adapter laflexibilité de la structure globale composite au sol encaissant.
Nous parlerons plus particulièrement des projections de béton ou mortier qui sont les plus utilisées.Elles concernent les ouvrages en béton et maçonnerie quelque soit leur type de section (circulaire,ovoïde, carré, rectangulaire).
Ø Mise en œ uvre
La projection à la lance ne peut s’effectuer que dans des collecteurs d’une taille suffisante, puisqu’unrecul d’environ 0,50 à 1 m est nécessaire dans la plupart des procédés. La lance peut projeter du béton,du mortier, mais aussi des liants hydrauliques renforcés de fibre ou encore des résines. Cetteprojection est réalisée par voie sèche ou par voie mouillée (bétons et mortier), la distinction étant lepoint d’introduction de l’eau dans la chaîne et la vitesse de transport du matériau.
Par voie sèche, le produit est dosé, malaxé, puis transporté dans un tuyau par pression d’air jusqu’à lalance. Juste avant l’éjection du produit, on rajoute de l’eau surpressée et le mélange est projeté sur laparoi.
Par voie mouillée, le produit est dosé, malaxé avec de l’eau et propulsé vers la lance où l’on injecte del’air, afin que le tout soit projeté sur la paroi.
Les inconvénients de la voie sèche sont la présence de poussières, l’importance des retombées et unecertaine fissuration de l’enduit. Ainsi, dans les petites galeries que sont les égouts visitables, onpréférera les procédés par voie mouillée. Des renforts éventuels peuvent être mis en place avant laprojection (treillis soudé, fibre… ).
Ø Phasage des travaux
- projection d'une ou plusieurs couches (30 à 40 mm en moyenne par couche),- lissage de finition,- traitements des raccordements (réouverture et étanchement),- évacuation des pertes de matériaux,- nettoyage de l'ouvrage,- autocontrôle de l'étanchéité des raccordements,- inspection visuelle d'autocontrôle,- remise en service du réseau au minimum 6 heures après la projection (selon la nature du ciment).
La capacité d’avancement, pour un ouvrage de 1,80 m de hauteur, est de l'ordre de 5 à 20 m par jourselon l'importance des travaux préparatoires et l'épaisseur du matériau à projeter.
Les réseaux divers fixés à la paroi de l’ouvrage (s’il y en a), devront faire l’objet d’une dépose puisd’une repose.
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3.2.4. Pose de coques préfabriquées
Cette technique a été conçue pour rénover toutes les formes d’égouts et de grands ouvrages. Elleconsiste à mettre en place des coques mono-segment ou multi-segments, rigides ou flexibles,adaptables à tout gabarit d'ouvrages existants. Les éléments peuvent en effet recouvrir soit seulementle radier, soit les pieds-droits et la voûte, soit enfin tout le périmètre de l’ouvrage.
Structurant comme non structurant selon les objectifs fixés, ce procédé permet de rétablir l’étanchéitéet l’hydraulicité de l’ouvrage dégradé ainsi que de lutter contre l’abrasion et la corrosion.
Les coques sont composées de matériaux souples (plastiques de type PVC, PEHD… ) ou rigides (GRC,PRV… ). Elles sont construites en usine aux dimensions de la conduite (ces dimensions doiventd’ailleurs être relevées très précisément sur le terrain).
Les coques sont descendues dans le réseau à partir de puits de travail ou d’aménagement de regards.Elles sont ensuite réglées puis raccordées entre elles. Pour finir, un coulis de blocage en ciment estinjecté dans le vide annulaire pour solidariser la nouvelle canalisation à l’ancienne et ainsi permettre lereport des charges. Dans le cas où l’ouvrage présente des réseaux divers fixés à sa paroi, ceux-cidevront être déposés puis reposés.
Des travaux d’adaptation (de cunette par exemple) peuvent précéder la pose de ces élémentspréfabriqués tout au long du projet.
Enfin, la pose des coques entraîne une réduction significative de la section utile de l’ouvrage, mais nenuit pas pour autant à sa capacité hydraulique. Au contraire, celle-ci s’améliore du fait de ladiminution du coefficient de rugosité.
3.3. Tableau récapitulatif : ouvrages visitables ou non
RESEAUX NON VISITABLES RESEAUX VISITABLES
PROCEDES NON STRUCTURANT STRUCTURANT NON STRUCTURANT STRUCTURANT
REPARATIONPONCTUELLE
- injections d’étanchement
- manchettesun caractère « renforçant » àdéfaut de « structurant »
- robots multifonctions
- manchettes métalliqueselles redonnent dans le casd’une ovalisation une formeacceptable à la canalisation
- injections d’étanchement
- reprises traditionnellesrejointoiement, réfection d’enduit,réfection + reprofilage du radier,colmatage des fissures…
- injections de collage- injections de traitement du
terrain- injections de régénération- injections des vides
REHABILITATIONCONTINUE
- chemisage de simpleétanchement
- tubage sans remplissagedu vide annulaire
- chemisage structurant
- tubage avec remplissagedu vide annulaire
REMPLACEMENT- mange tube- éclate tuyau
- chemisage- tubage avec remplissage du vide annulaire- Projection de béton, mortier ou résines- Coques préfabriquées
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Conclusion
Les techniques d’entretien ou de maintenance des réseaux ne cherchent qu'à reprendre des défautslocalisés tels que des infiltrations aux joints ou des casses ponctuelles. Il se produit souvent unphénomène de report des défauts à l'issue d'une réparation ponctuelle sur les éléments voisins de lazone traitée. Ainsi, si un joint est étanché au moyen d'une manchette, il n'est pas rare de constater queson voisin, posé à la même époque et qui n'a pas cédé le premier, cède à son tour car il reprendl'intégralité des charges. Ce phénomène est particulièrement visible après le traitement des racinespar manchette ; ces dernières, en effet, pénètrent par le joint voisin. De même, il est possible de voirapparaître, après le traitement ponctuel d’une fissure longitudinale, une prolongation de cette fissureaprès les travaux.
C'est pourquoi il est généralement constaté après quelques années, qu’un chantier traité par destechniques ponctuelles présente le même taux d'infiltrations d'eaux claires parasites qu'avant lestravaux. Ce phénomène physique explique pourquoi de nombreux maîtres d'ouvrage sont insatisfaitsdes réparations ponctuelles. Ce phénomène ne se produit pas avec les deux autres familles detechniques que sont la réhabilitation continue et le remplacement. En effet, ces dernières remplacentl'ancien tuyau par un tuyau neuf avec les garanties liées à de telles prestations (garantie décennale etamortissement technique sur 50 ans).
Il est donc très important dans un projet de réhabilitation de bien définir les objectifs du traitement. Sile but est de masquer une infiltration ponctuelle ou de traiter une casse ponctuelle, les techniques demaintenance (ou réparations ponctuelles) sont parfaitement adaptées. Si par contre le but est deremettre à neuf une canalisation entre deux regards, avec des essais d'étanchéité et une demande degarantie ou de longévité, les techniques de réhabilitation continue et de remplacement sontpréférables. En tout état de cause il n'est pas rigoureux, techniquement parlant, de comparer un projetde réparations ponctuelles avec un projet de réhabilitation.
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TTRROOIISSIIEEMMEE PPAARRTTIIEE
CCOONNTTRROOLLEESS QQUUAALLIITTEE
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La réalisation de contrôles répond à des obligations de résultats en fin de chantier. Ces obligationsrelèvent de la réglementation en vigueur dans le domaine de la maîtrise d’œuvre des réseauxd’assainissement.
Les contrôles réalisés avant, en cours et après travaux ont vocation à garantir la pérennité du réseauxd’assainissement, et par là même, assurer la protection du milieu naturel. L’objectif de ces contrôlesest de vérifier l’étanchéité, la stabilité et l’hydraulicité de ces réseaux.
Ces contrôles ne devraient pas avoir pour but de sanctionner ou de trouver des responsables à desopérations non conformes, mais de permettre aux professionnels de l’assainissement de vérifier laconformité de leurs prestations aux exigences spécifiées ou implicites et de progresser vers la qualitérequise.
Le contrôle a un grand intérêt :pour l'entreprise qui grâce au contrôle intérieur pourra fiabiliser ses chantiers, vérifier sacompétence dans des cas très variés et éviter des surcoûts importants,pour le Maître d'Ouvrage qui pourra s'assurer de la pérennité et de l'efficacité de l'investissement,pour le Maître d’Œ uvre qui est responsable de la bonne exécution des travaux,pour l'Agence de l'Eau qui souhaite favoriser la réalisation de réseaux de qualité, afin d'améliorer laprotection de l'environnement.
1. CONTROLES : GENERALITES
1.1. Contrôles et Législation
Malgré les efforts entrepris depuis de nombreuses années, force est de constater que trop de réseauxd'assainissement sont encore de qualité insuffisante.
Face à ce constat, le Ministère de l'Environnement a défini dans son arrêté du 22 décembre 1994(article 25), les dispositions techniques relatives aux ouvrages de collecte et de traitement deseaux usées, en particulier celles à prendre en matière de contrôle de la qualité d'exécution et deréception des nouveaux tronçons (ANNEXE 5).Par « nouveau tronçon », le Ministère de l'Environnement entend « toute construction nouvelle,extension ou réhabilitation du système de collecte de même que toute incorporation d’ouvragesexistants au système de collecte ».
La procédure de réception est prononcée par la commune (ou ses groupements) qui, à cet effet, confiela réalisation des contrôles à un organisme qualifié et indépendant de l’entreprise chargée destravaux.
1.2. Contrôles intérieurs /extérieurs
1.2.1. Définitions
Les contrôles effectués dans le cadre de l’arrêté du 22 décembre 1994 sont distincts des contrôlesréalisés à l’initiative de l’entreprise ou pour le compte de cette dernière.
Les premiers, réalisés et consignés par un opérateur qualifié et indépendant de l'entreprise chargée destravaux, constituent le CONTROLE EXTERIEUR.
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Les seconds, indispensables à l’entreprise tout au long de l'exécution des travaux pour passer avecsuccès les tests relatifs au contrôle extérieur, constituent le CONTROLE INTERIEUR.
Sont définis ainsi les termes suivants :
Contrôle intérieurIl consiste en contrôles par l’entreprise de ses propres tâches. On distingue :
L’autocontrôle : contrôle exercé par chaque intervenant à l’intérieur de son organisation pours’assurer de la qualité de sa production ou de sa prestation.
Le contrôle interne : opération de surveillance, de vérifications et d’essais exercée sous l’autorité duresponsable de la fabrication ou de la production dans les conditions définies dans le Plan d’AssuranceQualité.
Le contrôle externe : opération de surveillance, de vérifications, d’essais exercée par du personnel del’entreprise indépendant de la chaîne de production ou par un organisme extérieur mandaté parl’entreprise.
Contrôle extérieurCe contrôle est exercé par un opérateur indépendant de l’entreprise chargée des travaux, pour lecompte du maître d’ouvrage.
1.2.2. Organigramme des contrôles
1.3. Les Agences de l’Eau (A.E.)
1.3.1. Création des A.E.
Depuis 1967, suite à la loi du 16 décembre 1964, il existe en France une Agence de l'Eau pour chacundes 6 grands bassins hydrographiques du pays (Artois Picardie, Seine-Normandie, Rhin-Meuse, Loire-Bretagne, Adour-Garonne, Rhône-Méditerrannée-Corse). Il s’agit d’établissements publics de l'Étatdotés de la personnalité juridique et de l'autonomie financière. Les Agences de l’Eau sont placées sousla tutelle du Ministère de l'Environnement et du Ministère de l'Économie et des Finances.
Entreprise
CONTROLE INTERIEUR
Autocontrôle Contrôle interne Contrôle externe
Exercé parl’exécutant
Exercé sous l’autoritédu responsable de la
production
Exercé indépendammentde la chaîne de la
production
Exercé par unopérateur indépendant
Maître d’ouvrageMaître d’œuvre
CONTROLE EXTERIEUR
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1.3.2. Rôle des A.E.
Le rôle des Agences est de reconquérir la qualité des rivières et du littoral, de préserver les nappessouterraines, mais aussi de contribuer à satisfaire tous les utilisateurs d'eau. Pour cela, ellessoutiennent techniquement et financièrement des projets de lutte contre la pollution du milieu naturelpar les eaux domestiques, industrielles et agricoles.
1.3.3. Financement et participation financière des A.E.
Les financements des Agences proviennent de redevances proportionnelles perçues auprès despollueurs (principe du pollueur-payeur), préleveurs et consommateurs d'eau.Ces redevances sont ensuite redistribuées sous forme d'aides aux collectivités locales ou à leursétablissements publics. Ces participations financières, dont la demande s’appuie sur un dossiertechnique, prennent la forme de prêts ou de subventions. Le bénéficiaire d’une aide attribuée parl’Agence de l’Eau doit respecter les dispositions relevant de la réglementation en vigueur dans ledomaine de la maîtrise d’œ uvre des réseaux d’assainissement. Le maître d’ouvrage s’engagenotamment à veiller au respect du Fascicule 70 et de l’arrêté du 22 décembre 1994 du Ministère del’Environnement. Le non respect de ces dispositions fonde l’Agence de l’Eau à réclamer leremboursement des participations accordées. Ainsi, l’Agence de l’Eau inclut dans ses règlesd’attributions et de versement de ses aides une clause obligatoire de résultats en fin de travaux.
1.4. L’Agence de l’Eau Seine-Normandie (A.E.S.N.)
1.4.1. Le VII ème programme de l’A.E.S.N.
Dans le cadre de son VII ème programme, l’Agence de l’Eau Seine-Normandie (AESN) a étenduson domaine d’intervention au domaine de la « Qualité », et notamment à la qualité de la bonneexécution des travaux d’assainissement. A ce titre une nouvelle aide financière a été prévue en matièrede contrôles préalables à la réception de ces travaux.
1.4.2. Les recommandations de l’A.E.S.N.
Les contrôles de réception des travaux de création d’un réseau neuf sont différents des contrôles deréception des travaux de réhabilitation. Pourtant, la tentation est grande de vouloir les appliquer.Actuellement, la référence en matière de contrôles préalables à la réception des travaux deréhabilitation consistent en « Recommandations » mises au point en avril 1999 par l’A.E.S.N. enpartenariat avec :§ les Services Techniques « Eaux et Assainissement » des Conseils Généraux des Hauts- de-Seine,
de la Seine-Saint-Denis et du Val-de-Marne,§ la Société des Eaux de Versailles et de Saint-Cloud (SEVESC).
Ces recommandations s’inscrivent dans la démarche « Qualité » entreprise par l’A.E.S.N. Elles ont étéélaborées sur la base de l’arrêté du 22 décembre 1994 et font suite à une première publication intitulée« contrôles de réception des réseaux d’assainissement » (février 1998), qui elle porte principalementsur la nature des contrôles à réaliser dans le cadre de la création d’un réseau neuf.
Ainsi, dans ses « Recommandations pour la réalisation des contrôles préalables à la réception destravaux de réhabilitation » (ANNEXE 6), l’Agence de l’Eau propose pour chaque type de techniqueun inventaire de contrôles à réaliser. Le maître d’ouvrage établira son programme de vérification de labonne exécution des travaux sur la base de ces contrôles.
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2. CONTROLE INTERIEUR / CONTROLE EXTERIEUR
2.1. Contrôle intérieur
2.1.1. Le Plan d’Assurance Qualité (P.A.Q.)
Le P.A.Q. est un document qui présente, pour un chantier donné, les dispositions d’organisation et decontrôles prises par l’entreprise pour réaliser l’ouvrage et atteindre la qualité requise. L’entrepreneurdoit le remettre au maître d’ouvrage et au maître d’œ uvre avant le début des travaux.
Le P.A.Q. doit mentionner, pour les différents types de travaux, l’ensemble des contrôles à effectuer :- avant les travaux,- en cours d’exécution,- à la réception.
Il doit notamment préciser, outre le mode opératoire de la technique de réhabilitation choisie, lesdispositions suivantes à prendre par l'entrepreneur :- les dispositions d'exécution,- les dispositifs de contrôle in situ de la qualité des matériaux et de leur mise en œ uvre,- les dispositions de contrôle des éprouvettes en laboratoire,- les points d’arrêt pour l’ensemble des corps d’état considérés accompagnés du détail de la
procédure de vérification de la conformité (établissement d’une fiche d’anomalies, applicationd’actions correctives appropriées ...).
Pour chaque type de travaux sont donc définis des points critiques qui doivent faire d’objet, en cas denon conformité, de l’établissement d’une fiche d’anomalies. Après accord du maître d’œ uvre,l’entreprise concernée est chargée d’appliquer les actions correctives appropriées.De la même manière des points d’arrêt sont définis. Ils ne peuvent être validés qu’aprèsl’établissement d’une fiche de conformité. En cas de non conformité, une fiche est également établie.L’entreprise est alors chargée d’appliquer les actions correctives appropriées après validation de cesdernières par le maître d’œ uvre.
On définit ainsi les termes suivants :Point critique : point sensible pour lequel il a été décidé d’effectuer un contrôle intérieur àl’entreprise, le maître d’œ uvre étant formellement informé du moment de son exécution.
Point d’arrêt : point sensible pour lequel un accord formel du maître d’œ uvre est nécessaire à lapoursuite de l’exécution, accord matérialisé par le visa d’un document d’enregistrement.
Non conformité : non satisfaction d’une exigence spécifiée.
2.1.2. L’autocontrôle
L’autocontrôle, tel que défini en 1.2.1., regroupe l’ensemble des moyens par lesquels l’entreprises’assure de la bonne exécution du travail ; il ne se limite pas à des essais.
Le premier autocontrôle est celui assuré par les exécutants eux-mêmes en vu de garantir la qualité del’ouvrage. Cet autocontrôle nécessite que le personnel soit bien formé, que les instructions de mise enœ uvre soient adéquates et accessibles à leurs destinataires, que l’exécutant de chaque tâche soitdésigné et atteste d’une exécution conforme. Les maîtres mots sont donc organisation et qualificationet c’est là le rôle essentiel du P.A.Q. que de les définir.
51
L’autocontrôle permet de vérifier que- les consignes sont effectivement bien appliquées,- les préconisations de mise en œ uvre sont adaptées aux objectifs recherchés,- le résultat final, qui fait l’objet des essais de réception, est bien obtenu.
D’une manière générale, les essais d’autocontrôle portent sur les mêmes points que les essais deréception. Les méthodes doivent donc répondre à deux objectifs contradictoires :- leur fiabilité doit être comparable aux essais de réception,- contrairement aux essais de réception qui sont regroupés en fin de chantier (ou en fin de phase),
les essais d’autocontrôle doivent faire appel à des matériels mobiles et légers et pouvoir être mis enœ uvre au moment où le besoin s’en fait ressentir sur le chantier.
De plus, ces moyens doivent être le moins onéreux possible car les essais d’autocontrôle font doubleemploi avec les contrôles extérieurs de réception qui sont les seuls officiels.
2.2. Contrôle extérieur
2.2.1. L’organisme de contrôle
Un organisme indépendant
L’organisme de contrôle chargé de la réalisation des tests et des contrôles est choisi et rémunérédirectement par le maître d’ouvrage ; le marché auquel il répond est indépendant du marché detravaux. Le maître d’ouvrage, le maître d’œ uvre, les entreprises concernées et l’Agence de l’Eau (dansle cas d’une participation financière), doivent être informés de ses dates d’intervention sur leschantiers.
Pour les contrôles relevant de l’article 25 de l’Arrêté du 22 décembre 1994, l’organisme retenu doitavoir obtenu la certification ISO 9002 ou l’accréditation par la COFRAC. Ces contrôles consistent en :
- test visuel ou télévisuel sur l'ensemble du tronçon,- test d'étanchéité à l'eau ou à l'air,- test de conformité des branchements et des regards,- test sur la bonne exécution des fouilles et de leur remblaiement.
Pour les autres contrôles, il n’existe aujourd’hui aucun organisme certifié ; la démarche qualité del’entreprise est alors prise en compte.Actuellement, le but recherché par l’A.E.S.N. est qu’au VIII ème programme, tous les contrôlesprévus sur les réseaux d’assainissement soient réalisés par des entreprises certifiées ou accréditées.
Exécution des contrôles et essais
Dans le cadre de l’exécution des contrôles et essais, l’opérateur établit des fiches d’anomalies et deconformité. Il assure la validation de ces dernières par le maître d’œ uvre ainsi que la validation despoints critiques et des points d’arrêt.
Les résultats de ses contrôles conduit à trois types de décision :§ acceptation,§ reprise(s) ponctuelle (s),§ remise en cause générale de tout ou partie des travaux.
Dans tous les cas, les frais relatifs à la (aux) reprise(s) ponctuelle(s) ou totale(s) de tout ou partie destravaux est à la charge des entreprises concernées.
52
2.2.2. Contrôles d’exécution et contrôles préalables à la réception
Les travaux de réhabilitation doivent faire l’objet, dans tous les cas de figure, d’une étude préalablequi comprend notamment :§ l’analyse de l’origine des dégradations constatées,§ les objectifs à atteindre,§ les préconisations des travaux à réaliser.
Le programme de contrôles établi par le maître d’ouvrage doit permettre de juger du respect de cespréconisations et de l’atteinte des objectifs définis dans le cadre des études préalables.
Contrôle d’exécution
Le contrôle d’exécution, réalisé avant ou en cours de travaux, comporte la réalisation par l’organismede contrôle :§ de contrôles du PAQ ou des notices techniques :
- protocoles d’essais,- procédure d’exécution,- fiches techniques matériaux et matériels,- modalités du contrôle intérieur,
§ de contrôles sur les matériaux, les matériels et les modes de mise en œ uvre avant que ne débutentles travaux,
§ d’un contrôle qualité de l’exécution des phases principales en cours de travaux.
Contrôles préalables à la réception
Les contrôles préalables à la réception sont effectués dès l’achèvement complet des travaux, outronçon par tronçon lorsque les conditions techniques l’exigent. La nature des contrôles, leursfonctions ainsi que le nombre d’interventions doivent être définis.Dans la majorité des cas, il est fait appel aux seuls contrôles visuels, télévisuels, compactage etétanchéité. Ces contrôles concernent le plus souvent les canalisations non visitables. Pour les ouvragesvisitables, d’autres essais peuvent s’ajouter en fonction de la spécificité des travaux réalisés (essais devérinage interne, essais radar… ).La réception des ouvrages n’est finalement prononcée que sous réserve de résultats concluants desdivers contrôles.
2.2.3. Exemple d’une procédure type
Le Conseil Général des Hauts de Seine s’est vu proposé en mai 2000, dans le cadre de la réhabilitationd’un collecteur visitable 200/105, les « contrôle et suivi qualité pendant travaux » suivants par unorganisme de contrôles indépendant.
Nous ne reprendrons ici, à titre d’exemple, que les propositions de contrôles qui concernent la partiedes travaux correspondant aux injections de traitement de l’assise. Ceci permettra d’illustrer ce que deplus en plus de maîtres d’ouvrage recherchent en matière d’élaboration de plans de contrôles (c.f.ANNEXE 7 pour avoir les préconisations au complet).
Définition et localisation des travaux
TRAVAUX PREVUS LOCALISATION LINEAIRE
Injection de traitement de l’assise du radier R16 –23 m à R17 + 32 m 100 ml
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Objectifs des travaux
FONCTION TRAVAUX OBJECTIFS DESTRAVAUX
PARAMETRES DE CONTROLES OUD’APPRECIATION
Structurelle Injection de traitementde l’assise du radier
Consolidation
§ Qualité des matériaux,§ maîtrise des injections,§ respect des critères d’injection,§ essais dynarad ou
essais d’impédance mécanique,§ qualité des rebouchages des forage.
Contrôles d’exécution
NATURE ET CONTENU DU CONTROLE Nature ducontrôle
Nombred’intervention
ou d’unités
Périoded’intervention
Examen des notices techniques ou du PAQProcédure d’exécution,Fiches techniques matériaux et matériels,Maîtrise des critères d’injections,Modalités du contrôle intérieur.
Point d’arrêt 1 Avant travaux
Contrôle des matériels, matériaux et modes de mise en œ uvre
§ Essai de convenance :Conformité des matériels,Conformité des matériaux,Caractéristiques des coulis frais,Conformité de la foration,Conformité des débitmètres et des capteurs de pression,Conformité des procédures d’injection.
Point d’arrêt 1Début desinjections
§ Contrôle des caractéristiques des coulis frais
§ Contrôle des caractéristiques des coulis durcis à 7, 28 et 90jours
Point critique1 lot pour 50
ml decollecteur
§ Contrôle des débitmètres et des capteurs de pression Point d’arrêt Tous les 200m3 de coulis
En cours detravaux
Contrôle qualité de l’exécution des phases principales
§ Mise en œ uvre des injections :Respect des procédures,Surveillance des environnants,Appréciation des paramètres d’injection et des consommations.
Point critiqueA 25 % du
linéaire, puistous les 200 m3
de coulis
En cours detravaux
§ Qualité du rebouchage des forages Point critique Sur 100 % dulinéaire
En cours detravaux
Contrôles et essais préalables à la réception
FONCTION NATURE ET CONTENU DES CONTROLENombre d’intervention OBSERVATIONS
Prélèvements de contrôle Non *Dans le cas de résultats
non satisfaisants desautres contrôlesStructurelle
Essais dynarad tous les 10 m ouimpédance mécanique tous les mètres
Oui 100 % du linéaire Appréciation deseffets de
consolidation.Hydraulique etfonctionnement
Inspection visuelle des rebouchages desforages
Oui 100 % du linéaire Qualité des finitions
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2.3. Contrôles préconisés par l’AGHTM
Les recommandations de l’Agence de l’Eau Seine-Normandie ne suffisent pas. Pour établir un plan decontrôle efficace et complet en fonction du type de technique de réhabilitation adopté, il faut de plus seréférer aux contrôles préconisés par l’AGHTM dans ses fiches techniques. Là où l’A.E.S.N. parle de« Contrôles de PAQ et Notice Technique » sans rien détailler d’autre, l’AGHTM propose, partechnique, une liste de contrôles à réaliser en début, en cours et en fin de travaux.
Ainsi les contrôles, qu’ils soient intérieurs ou extérieurs, se basent sur les préconisations del’AGHTM. Celles-ci sont les suivantes :
Vérification de l’état initial de la canalisation (par inspection télévisée ou examen visuel)Cette phase se situe au début des travaux et doit permettre de vérifier si l’état de la canalisation n’a pasévolué depuis l’étude de diagnostic d’état. La vérification fait l’objet d’un rapport (comparatif s’il y alieu) qui est remis au maître d’œ uvre (rapport photos, cassette vidéo).
Vérification de l’état d’accueil de la canalisation (par inspection télévisée ou examen visuel)Cette phase fait suite aux travaux préparatoires (hydrocurage, fraisage des obstacles) et fait égalementl’objet d’un rapport remis au maître d’œ uvre (rapport photos, cassette vidéo).
Suivi d’exécution des travaux de réhabilitation
Injections ponctuelles d’étanchement (canalisations non visitables et visitables)
§ Test de polymérisation du mélange utilisé, réalisé lors de la préparation des composants,§ Inspection visuelle ou télévisée avant travaux matérialisée par la remise d’un rapport et d’une cassette
vidéo au maître d’œ uvre,§ Contrôles des matériaux constitutifs (normes, certifications, cahier des charges),§ Contrôle des pressions du fluide de mise en œ uvre,§ Contrôle des paramètres critiques de la polymérisation ou du durcissement,§ Rapport d’injection avec, pour chaque point traité, la quantité injectée et pour chaque point non traité, la
raison pour laquelle il n’a pu l’être.
Manchette ou chemisage partiel (canalisations non visitables)
§ Inspection visuelle ou télévisée avant travaux (rapport photographique et cassette vidéo),§ Contrôles des matériaux constitutifs,§ Contrôle de la qualité de l’imprégnation,§ Contrôle des pressions du fluide de mise en œ uvre,§ Contrôle des paramètres critiques de la polymérisation,§ Rapport de chemisage partiel avec, pour chaque point non traité, la raison pour laquelle il n’a pu l’être.
Chemisage continu polymérisé en place (canalisations non visitables et visitables)
§ Inspection visuelle ou télévisée avant travaux (rapport photographique et cassette vidéo),§ Contrôle des caractéristiques dimensionnelles et des tolérances de fabrication (note de calcul),§ Contrôle de l’épaisseur de la paroi résultante,§ Contrôles des matériaux constitutifs,§ Contrôle de la qualité de l’imprégnation,§ Contrôle des pressions du fluide de mise en œ uvre,§ Contrôle des paramètres critiques de la polymérisation,§ Prélèvements d’échantillons et essais.
Ä
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Tubage sans remplissage du vide annulaire (canalisations non visitables)
§ Inspection télévisée avant travaux (rapport photographique et cassette vidéo),§ Contrôle des caractéristiques dimensionnelles et des tolérances de fabrication (note de calcul),§ Contrôle de l’épaisseur de la paroi résultante,§ Contrôles des matériaux constitutifs,§ Contrôle de la qualité de l’assemblage des tuyaux,§ Contrôle des conditions de l’insertion,§ Contrôle des conditions de la remise à la forme initiale,§ Autocontrôle de l’étanchéité et du blocage des extrémités (liaison tuyau / regards de visite),§ Autocontrôle de l’étanchéité au droit des raccordements.
Tubage avec remplissage du vide annulaire (canalisations non visitables et visitables)
§ Inspection visuelle ou télévisée avant travaux (rapport photographique et cassette vidéo),§ Contrôle des caractéristiques dimensionnelles et des tolérances de fabrication (note de calcul),§ Contrôle de l’épaisseur de la paroi résultante,§ Contrôles des matériaux constitutifs,§ Contrôle de la qualité de l’assemblage des tuyaux,§ Contrôle des conditions de l’insertion,§ Contrôle de l’étanchéité et du blocage des extrémités,§ Contrôle de l’étanchéité au droit des raccordements,§ Contrôle des conditions d’injection,§ Prélèvements d’échantillons du coulis de blocage et essais.
Pose de coques préfabriquées (canalisations visitables)
§ Inspection visuelle avant travaux (rapport),§ Contrôles des matériaux constitutifs,§ Contrôle de la qualité de l’assemblage des éléments,§ Contrôle des conditions de l’insertion,§ Contrôle des conditions de blocage de la nouvelle canalisation,§ Contrôle de l’étanchéité et du blocage des extrémités,§ Contrôle de l’étanchéité au droit des raccordements,§ Contrôle des conditions d’injection,§ Prélèvements d’échantillons du coulis de blocage.
Projection de béton ou mortiers (canalisations visitables)
§ Inspection visuelle avant travaux,§ Contrôles des matériaux constitutifs,§ Essais de convenance des bétons ou mortiers,§ Prélèvements, en cours de mise en œ uvre, d’échantillons en caisse et essais,§ Contrôle de l’étanchéité au droit des raccordements,§ Contrôle de l’ouvrage en fin de travaux (adhérence au support, épaisseur, caractéristiques mécaniques, état
de surface… ).
L’éclate - tuyau (tubage après éclatement des canalisations non visitables)
§ Inspection télévisée avant travaux si elle est faisable (rapport et cassette vidéo),§ Contrôles des matériaux constitutifs,§ Contrôle de la qualité de l’assemblage des tuyaux,§ Contrôle des conditions de l’insertion,§ Autocontrôle de l’étanchéité et du blocage des extrémités,§ Autocontrôle de l’étanchéité au droit des raccordements.
56
Opérations préalables à la réceptionElles interviennent dans le cadre de l’autocontrôle de l’entreprise et consistent en une inspectionvisuelle ou télévisée ainsi qu’un test d’étanchéité (avant remise en service des branchements) surl’ensemble du linéaire réhabilité.
3. LES ESSAIS ET CONTROLES DE RECEPTIONS
De façon générale, les essais se référent aux :§ Recommandations 5 et Spécifications 6 de l’Agence de l’Eau Seine-Normandie,§ Recommandations 7 pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement édités par l’AGHTM,§ Prescriptions du Fascicule 70 8.
Nous ne parlerons ici que des essais relevant de l’article 25 de l’Arrêté du 22 décembre 1994. Lesautres, non obligatoires mais fortement conseillés, ont été détaillés dans la première partie« auscultation et diagnostic » du présent mémoire.
3.1. Contrôle de compactage
La réhabilitation d’un réseau d’assainissement s’oppose par définition à son remplacement.Cependant, des fouilles ponctuelles ou continues peuvent s’avérer indispensables (effondrement,déboîtement… ), de même que l’hétérogénéité de l’état du réseau d’assainissement peut conduire àadopter à la fois les techniques de remplacement à ciel ouvert et de réhabilitation. Ceci expliquel’importance de procéder à des tests de compactage dès lors qu’une tranchée est réalisée.
Le compactage joue un rôle important pour la pérennité de la canalisation. En effet, suite à un mauvaiscompactage et après réalisation de la voirie, des tassements peuvent survenir en raison des différentsefforts, déformer la chaussée et endommager la canalisation. Un bon compactage permet d’obtenir unéquilibre proche de l’équilibre naturel du terrain en un temps très court, d’éviter les tassementsultérieurs, de limiter les différences de perméabilité qui favorisent les cheminements préférentiels del’eau.
Le contrôle de compactage consiste à vérifier la densité et la teneur en eau des remblais et se traduitpar une valeur de taux de compactage. Il répond aux objectifs suivants :- vérifier les objectifs de densification définis dans le CCTP,- vérifier les épaisseurs de couches compactées,- définir les zones compactées présentant un défaut de compactage.
3.1.1. Objectifs de densification
Les objectifs de densification sont l’expression des résultats à atteindre pour obtenir les qualitésrequises. Le guide SETRA distingue les objectifs de densification suivants (référence à la norme NF P98-331) :
§ Objectif de densification q4 pour la partie inférieure de remblai et le lit de pose
rdm = 95 % rdOPNrdfc = 92 % rdOPN
5 Recommandation pour la réalisation des contrôles préalables à la réception des travaux de réhabilitation.6 Spécifications sur les contrôles à la réception des réseaux d’assainissement dans le cadre de la création d’un réseau neuf.7 Réhabilitation en excluant le remplacement avec ouverture de tranchées.8 Concerne les travaux avec ouverture de tranchées.
57
ÄCet objectif de densification répond à une double préoccupation :- le volume des matériaux doit rester constant sous l’influence des contraintes régnants dans le sol
environnant,- assurer une bonne répartition des contraintes autour de la canalisation, en limitant ainsi au
maximum sa déformation et garantir sa tenue mécanique.
§ Objectif de densification q3 pour la partie supérieure de remblai
rdm = 98,5 % rdOPNrdfc = 96 % rdOPN
Cet objectif de densification :- permet d’obtenir un effet d’enclume nécessaire pour obtenir l’objectif de densification q2 relatif
aux couches de chaussées,- favorise une bonne répartition des contraintes générées par le trafic sur la partie inférieure du
remblai, la zone de pose, et donc de limiter leur influence sur les canalisations.
§ Objectif de densification q2 pour l’assise de la chaussée
rdm = 97 % rdOPMrdfc = 95 % rdOPM
3.1.2. Mise en œ uvre du test de compactage
Cet essai doit être effectué systématiquement lorsqu’il est procédé à une ouverture de tranchée. Il apour but de tester la totalité du remblaiement (remblai, remblai de protection, lit de pose). Il doitpermettre de contrôler le lit de pose et jusqu’à 30 cm au dessous du lit de pose, sauf refus àl’enfoncement.Il doit être effectué à 15 cm du diamètre extérieur de la canalisation.
La question suivante se pose : doit-on effectuer l’essai de compactage lorsque la tranchée estremblayée en totalité ou après chaque couche ?Dans le premier cas nous nous trouvons face au problème de capacité des appareils en profondeur (4ou 5 m) et de traitement des non-conformités à posteriori.Dans le second cas, à l’avancement, cela impose plusieurs interventions.
3.1.3. Outils de mesure
Les outils employés pour la réception sont le Pénétro Densito Graphe (PDG 1000) et le PénétromètreDynamique Léger (LRS). Sont exclus les dynaplaques et les pénétromètres non étalonnés.
Ø Le PDG 1000, utilisé dans le cadre des essais de réception après remblaiement de la tranchée,n’est pas adapté à l’autocontrôle. En effet, son déplacement est coûteux et il ne peut être descendudans une tranchée du fait de son poids.
Ø Le pénétromètre PANDA quant-à lui, permet une mise en œ uvre rapide et aisée. Il répond doncmieux aux besoins de l’autocontrôle qui sont les suivants :- une intervention rapide,- une fréquence de contrôles suffisante (couche par couche), du fait de son moindre coût ; ainsi
peuvent être éviter les dérives difficilement rattrapables,
58
- une facilité d’accès dans les zones où un matériel plus lourd de type PDG 100 aurait du mal àaccéder.
Le pénétromètre PANDA est pourtant moins fiable que le PDG 1000 de même qu’il ne dispose pasd’une bibliothèque de courbes de référence comparable.
Cependant, le PANDA reste un outil précieux pour l’autocontrôle. Il a été en effet constaté que ledegré de compactage q4 est difficile à atteindre dans la zone d’enrobage ; or l’expérience montre quela tenue dans le temps d’une canalisation est conditionnée par la qualité de ce compactage. Le contrôledu sol encaissant par le PDG 1000 est difficile (limites liées à la profondeur, étroitesse de la zoned’enrobage latéral), le PDG 1000 étant un outil qui s’intéresse plutôt aux remblais de chaussée. Ainsi,le contrôle en cours de remblaiement par le pénétromètre PANDA peut donc, moyennant la mise aupoint d’une méthodologie, apporter une solution.
Ø L’essai ovamètreL’essai ovamètre peut aujourd’hui être la solution en matière de contrôle de réception de compactage.Développé par le service MAC de la SAGEP depuis la fin de l’année 1998, il a fait l’objet desubventions de la part de l’A.E.S.N. et sa commercialisation est prévue pour le mois de Juin 2000.
L’essai ovamètre permet de tester le compactage des remblais d’enrobage des conduites non visitables.Étalonné, il est réalisé en continu sur toute la canalisation, depuis l’intérieur.L’idéal, en terme de réception de compactage des remblais, serait donc de coupler les essais ovamètreet PDG 1000 : les tests porteront ainsi sur la totalité du remblai (enrobage + remblai de chaussée). Leseul obstacle à une telle démarche serait d’un ordre financier.
3.1.4. Mesures et exploitations des résultats
Pour le PDG 1000 et le LRS (ANNEXE 8), le taux de compactage des remblais de la zoned’enrobage et du lit de pose est déduit de la mesure de l’enfoncement d’une pointe normaliséeexprimée en centimètres par coup.Avec le PDG 1000, le compactage est réputé acceptable si aucun point du pénétrogramme n’estsupérieur à l’enfoncement par coup limite et si les épaisseurs des couches relevées sur lepénétrogramme sont conformes aux prescriptions du tableau de compactage.Avec le LRS, le compactage est réputé acceptable si le nombre de coups par tranche de 10 cmd’enfoncement est supérieur à la valeur de référence donnée.
Pour l’ovamètre (ANNEXE 8), le test consiste en un essai de vérinage interne. L’exploitation desrésultats se fait par rapport à une courbe de référence.
Les objectifs de compactage doivent être définis dans le CCTP. Si ce dernier ne fait pas état d’unobjectif de compactage, il est fait référence à la norme NF P 98-331 tranchées-ouverture-remblayage-réfection. Le résultat est réputé positif s’il répond aux valeurs ainsi définies.
3.1.5. Réstitution des contrôles du compactage
Un rapport final établit la synthèse des défauts recensés avec leur degré de gravité. Il contientl’ensemble des profils des points contrôlés et leur identification par rapport au plan. Le rapport desynthèse peut également comporter les indications suivantes :1. identification de l’opération (maître d’ouvrage et maître d’œ uvre, entreprise, commune,
chantier,… ),2. identification de l’essai (date, lieu et conditions de l’essai, protocole utilisé… ),3. caractéristiques du tronçon testé (nature du réseau, profondeur, largeur de la tranchée),
59
4. résultats des essais (courbes, normes de compactage, écarts par rapport aux normes, résultatsconformes ou non conformes).
3.2. Contrôle d’étanchéité
Actuellement en France il n’existe pas de norme en matière de test d’étanchéité. Certes un projet denorme est en cours d’élaboration, mais malheureusement sa parution est sans cesse repoussée. Enattendant, le choix du protocole est à l’initiative du maître d’ouvrage.Bien que le protocole officiel préconise le test à l’eau (Fascicule 70), on lui préfère le test à l’air pluscommode et plus rapide. En Europe, l’épreuve à l’air est plus couramment utilisée car pluséconomique.
3.2.1. Mise en œ uvre du test d’étanchéité
Les contrôles d’étanchéité sont effectués en fonction de la technique de réhabilitation utilisée, desparties de l’ouvrage ayant fait l’objet de la réhabilitation, des conditions de fonctionnement de lacanalisation principale et des branchements lors des travaux (maintien en service, possibilité ou non dedériver les effluents).
Ø Travaux de remplacement
§ Remplacement d’une canalisation existante avec ouverture de tranchée :- canalisation neuve posée en parallèle d’une canalisation existante : l’essai est effectué sur
100 % du linéaire, y compris les regards de visite, branchements et raccordements,- Canalisations posées place pour place : les essais sont effectués en fonction des parties
qu’il est possible d’isoler à l’avancement par tronçon limitée.
§ Remplacement d’une canalisation existante sans ouverture de tranchée : essai sur 100 % dulinéaire.
Ø Réparation ponctuelle (injection d’étanchement ou manchette) : essai au droit de l’intervention.
Ø Réhabilitation continue(chemisage, tubage, réfection du revêtement intérieur, coques préfabriquées)
§ Canalisations non visitables (jusqu’à ∅ 1200) :- sans ouverture de branchement : essai sur 100 % du linéaire,- avec ouverture de branchement : essai sur 100 % du linéaire après ouverture des
branchements si la canalisation principale peut être isolée, sinon essai sur 100 % dulinéaire avant ouverture des branchements.
Il est plus intéressant de tester la canalisation réhabilitée après la réouverture des branchementspuisque les « naissances » de branchements constituent un point délicat. Si cela est fait, il faut pouvoirmettre en place des obturateurs dans les branchements par des robots. Cette technique est possiblemais le coût de l’essai est plus élevé.
Enfin, dans le cas particulier des travaux de chemisage, le test d’étanchéité pourra consister en lavalidation du maintien de la pression de mise en place de la gaine.
§ Canalisations visitablesUn test d’étanchéité est toujours envisageable. Il peut être réalisé sur 100 % du linéaire ou sur untronçon limité et représentatif.Dans la pratique, au-delà d’un diamètre de 2000 mm, le contrôle d’étanchéité des grands collecteurspose des problèmes techniques, qui rendent inapplicables les protocoles de réception à l’eau car les
60
poussées exercées sur les obturateurs deviennent bien trop importante (près de 8 tonnes pour undiamètre de 1500 mm).
ÄCes difficultés peuvent être levées si on utilise un test à l’air à très basse pression (50 mBar). Dans cesconditions, la poussée descend en-dessous d’une tonne pour un collecteur ∅ 1500 ; des obturateursspéciaux sont alors nécessaires. Cet essai a été testé dans le cas de trois chantiers en région parisienneet d’un chantier près de Strasbourg sur des collecteurs circulaires et des ovoïdes ; les résultats ont étésatisfaisants. Ce test nécessite cependant un équipement et un savoir-faire très spécifique 9.
3.2.2. Protocoles des épreuves d’étanchéité
Le choix du protocole à adopter (eau ou air) dépend des difficultés de mise en œ uvre et des possibilitésde disposer d’eau. A partir d’un diamètre de 500 mm, il faut faire un choix en fonction du coût et de lamise en œ uvre. Dans tous les cas, le protocole appliqué doit être précisé par le bureau de contrôle lorsde la passation du marché passé avec le maître d’ouvrage.
3.2.2.1. Épreuve à l’eau
Le détail de cet essai est défini dans le protocole interministériel du 16 mars 1984 et a été repris dansle Fascicule 70 (ANNEXE 9).L’évaluation de l’étanchéité est donnée par la mesure d’un débit de fuite d’eau.
3.2.2.2. Épreuve à l’air
Pour des questions pratiques il est préférable de choisir des tests d’étanchéité à l’air et non à l’eau.Actuellement, il n’existe pas en France de protocole officiel pour les tests à l’air. Les essais à lapression de 10 mBar (procédé utilisé en Grande-Bretagne) semblent exclus car trop imprécis toutcomme les tests à haute pression (> 300 mBar) en raison d’une mise en œ uvre dangereuse.Ainsi, le Ministère de l’Environnement admet deux pressions d’essai, 50 et 100 mBar, ainsi que deuxprocédés :§ pression constante : on mesure le v olume nécessaire pour maintenir le réseau en pression pendant
un temps déterminé par le protocole,§ pression décroissante : on mesure le temps que met la pression à descendre jusqu’à un seuil donné
par le protocole retenu.
Les protocoles suivis sont les protocoles LB, LC et LD prévus au chapitre 13 de la normeNF EN 1610. Pour les essais à pression décroissante, il est prévu 4 valeurs nominales possibles (10,50, 100, 200 mBar).
L’A.E.S.N. considère que le test du QUEBEC (protocole québécois à pression décroissante) est tout àfait représentatif. Cet essai à basse pression d’air est décrit en ANNEXE 9.
3.2.3. Restitution des contrôles d’étanchéité
La restitution des contrôles se fait sous la forme d’un document composé d’un rapport d’essais et d’unschéma du réseau.
Rapport d’essai
9 Étude A.E.S.N. « tests d’étanchéité des collecteurs de grandes dimensions » (juillet 1996).
61
En application de l’annexe 1 de l’arrêté du 22 décembre 1994, le rapport précisera par tronçon ou parélément d’ouvrage les points suivants :
ħ identification de l’opération (maître d’ouvrage, maître d’œ uvre, entreprise, commune),§ identification de l’essai (date, lieu et conditions de l’essai, protocole utilisé, n° des regards ou des
tronçons testés),§ caractéristiques du tronçon testé (nature, diamètre, classe et longueur du collecteur),§ résultats des essais (perte tolérée selon la norme en vigueur, perte constatée, écart, résultat
conforme ou non conforme).
Schéma du réseauIl est annexé au rapport et comporte les informations suivantes :§ numéro du rapport identifiant l’opération et sa date,§ numéro de chaque regard avec son adresse,§ numéro de chaque branchement,§ diamètre,§ adresse des carrefours et des points singuliers.
3.3. Inspection télévisée
Les objectifs de l’inspection télévisée doivent être au préalable bien définis. En effet ce sont eux quimotivent par la suite la mise en œ uvre de l’inspection.L’inspection télévisée intervient soit dans le cadre d’un contrôle de réception des travaux soit dans lecadre d’un contrôle de l’état et du fonctionnement du réseau pour une étude diagnostic. Elle n’a pasvocation à fournir des mesures autres que celles de distances. Cependant, si l’inspection télévisée estréalisée dans le but de servir de base à l’élaboration de propositions de travaux (réhabilitation,réparation, remplacement… ), il peut être intéressant de joindre à la caméra un inclinomètre (pourl’indication de l’allure générale de la pente) ainsi qu’une mire (pour l’indication de l’ovalisation).
Remarque : nous ne parlerons pas de l’inspection visuelle des ouvrages visitables, les objectifs étantles mêmes que pour l’inspection télévisée ; de plus, sa mise en œ uvre a été traitée en première partie.
3.3.1. Principe de l’inspection télévisée
Le CCTP fixe les conditions d’exécution des prestations nécessaires à l’inspection télévisée par unopérateur indépendant de l’entreprise chargée des travaux.
La vérification porte sur :§ le bon état des ouvrages (état de surface, propreté, absence de défauts… ),§ le bon alignement des tuyaux en plan et en profil,§ la bonne qualité des emboîtements (emboîtement des tuyaux, raccordement aux regards,
positionnement apparent des joints),§ l’identification du type de raccordement et la qualité du raccordement des branchements sur la
canalisation,§ la section d’origine du tuyau (défaut par rapport à la section nominale),§ la régularité de la pente (positionnement des points hauts et des points bas, contres pentes et
longueur des flaches),§ la localisation, la fréquence, l’importance, et la gravité des désordres (dans le cas d’une étude
diagnostic).
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3.3.2. Protocole opératoire
Le réseau doit être au préalable entièrement nettoyé par hydrocurage. Le contrôle s’effectue, aprèsdéversement d’eau dans le regard amont, depuis l’aval vers l’amont (ceci afin de mieux visualiser lesculotte de branchement).
Pour les canalisations et les branchements d’un diamètre de 100 à 1200 mm, l’inspection se fait avecun chariot motorisé. Pour les diamètres inférieurs, elle se fait à l’aide d’une caméra poussée.La caméra (couleur de préférence) doit disposer des moyens d’éclairage appropriés, s’adapter audiamètre de la canalisation et être équipée d’une tête rotative à 360°. Le protocole d’inspection doitalors respecter les dispositions suivantes :
§ la position de la caméra est notée par rapport à l’axe du regard de visite origine de l’inspection(côte zéro),
§ la caméra est centrée par rapport à l’axe de la canalisation,§ l’inspection se fait d’axe en axe de regard en plaçant rigoureusement la tête de la caméra à la
côte zéro,§ la vitesse d’avancement doit être constante,§ la distance cumulée est notée depuis l’axe du regard de visite origine de l’inspection,§ le sens de l’inspection doit être noté,§ chaque emboîtement fait l’objet d’un examen circulaire,§ les anomalies décelées sont photographiées et reportées en coordonnées linéaires.
L’entreprise qui réalise l’inspection doit également en interpréter les résultats et délivrer desconclusions opérationnelles.
3.3.3. Restitution de l’inspection télévisée
Rapport d’inspectionCe rapport final établit la synthèse des défauts recensés avec leur degré de gravité. Un feuilletparticulier est établi pour chaque tronçon et comporte les indications suivantes :§ Identification de l’opération : maître d’ouvrage, maître d’œ uvre, entreprise, commune.§ Identification de l’essai : n° du rapport, n° du tronçon, commune, adresse, date, météorologie,
objectifs (étude diagnostic, réception… ).§ Caractéristiques du tronçon testé : longueur mesurée (m), longueur testée (m), diamètre(mm),
sens de l’écoulement, sens de l’inspection, nature des effluents, nature du tuyau, longueur unitairedes tuyaux (m), profondeur du radier par rapport au terrain naturel.
§ Résultats des essais : résumé des observations essentielles (synthèse des défauts par type enprécisant l’importance, la fréquence et la gravité). Chaque observation doit être positionnée parrapport à la côte zéro, définie et caractérisée selon la terminologie en vigueur, illustrée par unephoto couleur numérotée. Les raccordements sont également indiqués (évaluation du diamètre,position horaire dans la section verticale, distance, nature). Une photo systématique de chaquebranchement doit être présentée même s’il est jugé correct. Enfin, la dernière photo doit se situerdans le regard d’arrivée.
Schéma du réseauIl est annexé au rapport et contient :§ le numéro du rapport identifiant l’opération et sa date,§ le numéro de chaque regard avec son adresse,§ le numéro de chaque branchement,§ le sens de l’écoulement,
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§ le diamètre,§ l’adresse des carrefours et des points singuliers,§ les observations relevées lors de l’inspection.Enregistrement vidéoSuite à l’inspection télévisée, une cassette vidéo est livrée avec une étiquette mentionnant lesinformations suivantes :§ organisme de contrôle,§ date du contrôle,§ tronçon inspecté : commune, rue, n° du regard amont et aval.
3.4. Autres essais
Les essais de vérinage interne, les essais géoradar 10 … utilisés dans le cadre de l’auscultation desréseaux d’assainissement ont permis de localiser des défauts. En fonction des divers résultats obtenus,un diagnostic a été réalisé, des préconisations ont été proposées, et des travaux de réhabilitation ont étéprogrammés (le déroulement général d’une opération de réhabilitation est décrit en ANNEXE 10).
Après ces divers travaux de réhabilitation, la reprise de ces mêmes essais, positionnés exactement àl’emplacement de l’auscultation préalable, permet de contrôler l’efficacité des travaux (ANNEXE 2).Ceci est particulièrement valable pour les essais autres que ceux prévus par l’arrêté du 22 décembre1994 du Ministère de l’Environnement. Ceux-ci ne sont certes pas obligatoires, mais pour garantir labonne exécution des travaux il est grandement conseillé d’y recourir. D’ailleurs l’A.E.S.N. les inclutdans ses « Recommandations pour la réalisation des contrôles préalables à la réception des travaux deréhabilitation ».
10 Se référer à la première partie « Auscultation et diagnostic ».
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CCOONNCCLLUUSSIIOONN __________________________
Une opération de réhabilitation des réseaux d’assainissement se décompose en trois grandes étapes :
§ Le diagnostic de l’ouvrage, après auscultation, a pour but d’identifier, d’analyser et d’interpréterles anomalies. Il doit donc détailler les origines des dégradations observées afin de conclure à laréhabilitation ou au remplacement à neuf de la canalisation.
§ L’étude de faisabilité technique de la ou des solutions envisagées, a pour objectif de sélectionnerle procédé de réhabilitation le plus approprié au cas étudié. L’analyse du contexte technique doitrecenser les éléments qui peuvent influencer le type de travaux à entreprendre.
§ La programmation et l’exécution des travaux qui doivent répondre aux divers critères de qualité.Des contrôles et suivi qualité sont mis en place et ponctuent toutes les étapes de mise en œ uvreafin de garantir la pérennité du réseau d’assainissement.
Chacune de ces étapes, prise individuellement, constitue une « machine bien rodée », à savoir que lestechniques d’auscultation, les techniques de réhabilitation ainsi que les divers essais relatifs aucontrôle, ne soulèvent plus, voire presque plus, d’interrogations.Le problème actuellement est de pouvoir établir de façon systématique des préconisations de travauxadaptées aux conclusions du diagnostic. En effet, pour un réseau à réhabiliter, plusieurs solutions surle plan technique sont possibles. La question est donc de savoir comment faire son choix. L’idéalserait de procéder par une approche multicritères qui tiendrait compte non seulement des aspectstechniques, mais aussi économiques, sociaux et environnementaux. Il faudrait pour cela mettre aupoint un outil d’aide à la décision qui permettrait pour chaque chantier, en fonction de sesparticularités, de pondérer ces critères afin d’obtenir une « note » finale qui conclurait au choix d’unetechnique parmi d’autres.Cette approche systématique permettrait ainsi d’optimiser le choix de la technique de réhabilitation.
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BBIIBBLLIIOOGGRRAAPPHHIIEE _________________________
Ø Législation
§ Instruction interministérielle n°77-284 du 22 juin 1977 relative à la conception des réseauxd’assainissement.
§ Arrêté du 22 décembre 1994 fixant les prescriptions techniques relatives aux ouvrages de collecte et detraitement des eaux usées.
§ Fascicule 70 « ouvrages d’assainissement », Cahier des Clauses Techniques Générales (CCTG)applicables aux marchés de travaux publics : décret 79–923 du 16 octobre 1979 modifié par décret 92-72 du16 janvier 1992.
Ø Réhabilitation des réseaux d’assainissement : bibliographie sélective
§ « Recommandations pour la réalisation des contrôles préalables à la réception des travaux deréhabilitation des réseaux d’assainissement », Agence de l’Eau Seine-Normandie, avril 1999.
§ « Outils d’auscultation pour les canalisations non visitables », Guide et recommandations, FSTT,Ministère de l’Équipement, novembre 1998.
§ « Méthodologie de programmation de réhabilitation des collecteurs visitables », projet nationalRERAU, février 1998.
§ « Recommandations pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement », Recommandationstechniques de l’AGHTM (Association Générale des Hygiénistes et Techniciens Municipaux), TECHNIQUESSCIENCES METHODES, T.S.M. n°Hors Série, 1998.
§ « Projet pour la réception des travaux de réhabilitation des réseaux d’assainissement », Société desEaux de Versailles et de Saint-Cloud (SEVESC) service assainissement des Hauts-de-Seine, documentprovisoire juin 1997.
§ « Calcul des coûts approchés pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement à écoulementgravitaire », Réseau Île-de-France, Agence de l’Eau Seine-Normandie, Ministère de l’Équipement, 1995.
§ « Présentation du procédé MAC et DYNARAD », SAGEP SERVICE MAC.
§ Études menées par l’AESN sur le thème de l’assainissement :
• ASS 1996-8 : Test d’étanchéité des collecteurs d’assainissement de grands diamètres,• ASS 1994-3 : Diagnostic des réseaux d’assainissement,• ASS 1994-4 : Tenue dans le temps des réseaux d’assainissement.
Ø Bibliographie généraliste
§ « Étude d’une démarche permettant d’améliorer la qualité des réseaux d’assainissement »,Pierre Alexandre GAUFILLE, mémoire de mastère spécialisé en eau potable et assainissement réalisé pourle compte de l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, octobre 1997.
§ « Assainissement, la reconquête de l’eau », magazine Synergie Environnement, n°10 Hiver 1996-1997.§ « Guide technique de l’assainissement », Marc SATIN et BECHIR SELMI, Le Moniteur 1995.§ « Réseaux d’assainissement » par André MASSON, CATED 1993§ « Assainissement », PONT - A - MOUSSON 1992§ « Les réseaux d’assainissement de qualité : conception et exécution », Le MONITEUR 1987
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SSIITTEESS WWEEBB ______________________________
Cette page présente à ce jour (juin 2000), quelques sites d’entreprises intervenant dans la réhabilitationdes réseaux d’assainissement.
Société Valentinmail : [email protected] : www.valentintp.com
Un site web très bien développé, notamment en ce qui concerne la réhabilitation des réseaux d’assainissement(visitables ou non). Ce site présente, dans sa rubrique « reflet d’activité », quelques chantiers en cours deréalisation. Régulièrement mis à jours, ce site est de loin l’un des plus intéressant.
Société Insituform Francemail : [email protected] : www.insituform.com
Un site web bref, trop bref. Cependant il est possible de contacter par mail Monsieur Jean FrançoisMAREGIANO, directeur commercial.
Société Tracto-TechnikWeb : www.tracto-technik.de
Une description très complète du tubage par éclatement (éclate tuyau) figure sur ce site. De même, on y trouveun large inventaire des systèmes de forage sans tranchées.
Société SMCEWeb : www.smce-forage.fr
Ce site propose un inventaire rapide des différentes techniques de tubage (y compris l’éclate tuyau et la pose decoques préfabriquées).
Agence de l’Eau Seine-Normandie (A.E.S.N.)Web : www.61.com
Ce site web présente des résumés d’études sur les thèmes de L’environnement, la technologie de l’eau et lagestion des milieux. Il est possible de contacter l’A.E.S.N. pour toute consultation de ces études.
Société Anonyme de Gestion des Eaux de Paris (S.A.G.E.P.)Service MAC (Mécanique d’Auscultation des Conduits)mail : [email protected] : www.sagep.com
Le service MAC expose brièvement dans ce site ses trois procédés d’auscultation des conduits : essais Mac,Dynarad et Ovamètre.
Ø Sites en construction.
Société Télérep Franceweb : www.telerep.fr
Société Barriquandweb : www.barriquand.fr
Société SATERweb : www.sater.fr