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 Filière de traitement  au fil de l'eau

DESCRIPTIF DE LA FILIERE DE TRAITEMENT

 Qualité de l’eau brute :

Comme toutes les eaux de surface, l’eau de Garonne a la particularité d’être chargée en matières en suspension et en matières organiques. Elle peut donc atteindre des turbidités très importantes lors des périodes de crues : elle est sensible aux variations saisonnières.

La Garonne traverse des régions où l’agriculture est intensive et connaît donc quelques pics de concentrations en pesticides. La capacité d’auto-épuration de la rivière limite les teneurs en nitrates à des valeurs très en dessous des normes de potabilité (moyenne de 10 mg/L pour une norme de 50mg/L).

Elle peut également contenir des bactéries pathogènes qu’il va falloir éliminer au cours de la filière de traitement qui vous est expliquée dans ce chapitre.

 Prélèvement de l’eau brute en Garonne :

             La prise d’eau brute est réalisée sur la commune d’Espalais quelques kilomètres en aval du barrage de Saint-Nicolas de la Grave et juste en amont d’Auvillar. Les crépines sont entre le seuil 1 et 2 (côte NGF 54m).

            L’eau est canalisée dans un puits par l’intermédiaire d’une crépine installée au milieu de la rivière. Cette crépine permet déjà un tamisage des éléments les plus grossiers contenus dans l’eau : le décolmatage de cette dernière se fait par insufflation d’air comprimé à contre courant.

            Deux pompes de 200 m3/H chacune sont installées en fond de puits et permettent de remonter l’eau jusqu’à l’usine de traitement qui est située sur la commune de Saint Michel à 1.4 km de là. Une troisième pompe de 150 m3/H, directement immergée dans la rivière, vient by-passer le puits et peut donc être utilisée en secours notamment lors des opérations de maintenance ; cette pompe secours peut également servir au nettoyage à contre courant de la crépine en Garonne.

 Régulation du pH à l’entrée de l’usine :

            C’est une injection d’acide chlorhydrique à 9% qui est mise en place de manière à ce que le pH ne dépasse pas une valeur généralement réglée aux environs de 7,5.

            Cette première étape de traitement permet de tamponner les augmentations de pH que connaît la Garonne en période estivale notamment ; l’objectif étant de favoriser l’étape de coagulation qui nécessite un pH relativement bas.

 Oxydation : pré-ozonation :

 L’ozone est le plus puissant des oxydants utilisés en production d’eau potable, il est donc produit sur place. C’est un gaz que l’on met en contact avec l’eau en créant un bullage au fond d’un ouvrage réalisé en hauteur de manière à avoir un temps de contact ozone-eau important.

L’objectif principal de cette étape est d’oxyder la matière organique, le fer et le manganèse tout en réalisant une première action bactéricide et virulicide.

Fabrication de l’ozone :L’air est d’abord mis sous pression grâce à deux compresseurs à vis qui fonctionnent à tour de rôle. Cet air est ensuite refroidit puis sécher sur deux filtres d’alumine, l’objectif étant de diminuer le taux d’humidité présent dans l’air pour augmenter le rendement de l’ozoneur tout en le protégeant.

L’air séché traverse donc l’ozoneur, subit une haute tension électrique qui provoque alors le passage de l’oxygène contenu dans l’air en ozone (O₂ en O₃).

Coagulation à l’aqualenc F1 :

            L’injection de coagulant se fait dans une cuve équipée d’un agitateur à vitesse rapide. La coagulation permet la déstabilisation des colloïdes (matières en suspension non décantables naturellement) par neutralisation des charges électriques.

Il en résulte la formation de flocons (« flocs ») ou agglomérats de matières en suspension qui seront plus facilement séparer dans les étapes de clarifications proprement dites.

Il s’agit de préparer l’élimination des matières en suspension, de la coloration et de la turbidité qui est effectuée dans les deux étapes suivantes : la décantation et la filtration sur sable.

            La dose de coagulant injectée est régulée en fonction de la turbidité de Garonne afin de faire face aux brusques variations de qualité des périodes de crues.

 Décantation :

            L’ouvrage utilisé est un décanteur à lit de boues pulsé (Pulsator). L’eau traverse un voile de boues qui sert à filtrer les flocs (voir l’étape précédente de coagulation) entrant dans l’ouvrage. Les boues en excès sont extraites périodiquement et renvoyées dans deux bassins (voir le lagunage).

            La clarification de l’eau est déjà bien avancée mais nécessite un affinage par filtration sur sable pour atteindre des valeurs de turbidité faibles et constantes.

 Filtration sur sable :

            L’eau clarifiée traverse une batterie de quatre filtres à sable et les flocs les plus fins sont ainsi retenus.

            Les filtres à sable sont régulièrement lavés en envoyant de l’air et de l’eau à contre courant, les eaux de lavage tout comme les boues en excès dans le pulsator sont récupérées dans deux bassins (voir le lagunage).

            A noter qu’une masse bactérienne se développe sur le sable et participe à l’épuration de l’eau (élimination de l’ammonium par exemple).

Relevage intermédiaire :

            L’enchaînement des traitements se fait jusqu’ici de manière gravitaire, ce poste permet la suite du traitement en relevant l’eau au milieu de son parcours.

Inter-ozonation :

            L’objectif principal de cette oxydation intermédiaire est de rendre la matière organique biodégradable et donc assimilable par la masse bactérienne fixée dans les filtres à charbon actif de l’étape suivante.

            A ce stade du traitement, l’ozone a également une action désinfectante importante puisque l’eau n’offre plus de supports (matières en suspension) qui protégeaient jusqu’ici la matière vivante d’une réelle désinfection.

Filtration sur charbon actif en grain :

            Ces filtres viennent en complément de l’ozonation dans le but d’éliminer la matière organique biodégradable et limite ainsi la reviviscence bactérienne dans le réseau.

            L’autre grande fonction du charbon actif en grain est de pouvoir fixer des éléments comme les pesticides ou les hydrocarbures. Il a un très grand pouvoir d’adsorption (1500m2 de surface utile par gramme de charbon actif).

            De plus, le couplage ozonation-filtration sur charbon actif permet également d’éliminer les goûts de manière importante.

 Neutralisation par injection de soude :

            L’objectif est de protéger le réseau en évitant les phénomènes de corrosion. Nous essayons plutôt de créer une fine couche de carbonate de calcium qui limitera les transferts de matières de la conduite vers l’eau.

            Pour parvenir à la formation d’une fine couche de « tartre », il faut tenir compte des concentrations en calcium, en hydrogénocarbonate, de la température et du pH. Concrètement, nous réalisons une régulation du pH évoluant aux alentours de 8 suivant les caractéristiques de l’eau.

Désinfection au dioxyde de chlore :

            Par définition, la désinfection est une désactivation des germes pathogènes mais n’amène pas à une destruction de tous les germes (stérilisation).

            Le dioxyde de chlore a une action rémanente importante, c’est à dire qu’il est stable et qu’il pourra maintenir la qualité bactériologique de l’eau sur des longueurs importantes de réseau. Il a également l’avantage de générer très peu de goût tout en gardant son efficacité sur de larges gammes de pH.

            L’injection de bioxyde de chlore est régulée à 0.55mg/L dans le réservoir de stockage.

 Fabrication du dioxyde de chlore :

Il est produit sur place en mélangeant de l’acide chlorhydrique et du chlorite de sodium dans les proportions stœchiométriques.

 Réservoir de stockage :

            D’une capacité de 1300m3, il donne à l’usine une marge de manœuvre très intéressante puisque la production journalière est en moyenne de 1700m3.

Récupération des boues et des eaux de lavage dans deux lagunes :

            Les lagunes permettent de collecter les eaux de :

-         purges de boues,

-         lavages de filtres à sable,

-         lavages de filtres à charbon,

-         vidanges des ouvrages lors des interventions.

Toutes les boues se concentrent en fond de lagunes et les eaux surnageantes sont récupérées en tête de filière. Les boues épaissies sont extraites avec une pompe à boues et sont stockées sur le terrain du syndicat.

 Pompages et ventes :

            Comme la plupart des équipements installés sur l’usine, les pompes permettant le pompage de l’eau vers le château d’eau de Bardigues ou vers le réservoir semi-enterré de Donzac sont doublées.

            Chaque refoulement est muni d’un « ballon anti-bélier » qui constitue en fait une réserve d’air permettant d’amortir les chocs de pression lors des arrêts de pompes.

L’usine alimente trois réseaux de distribution gérés par trois syndicats différents :

-         le syndicat de Lavit (2800 habitants),

-         le syndicat d’Auvillar (2000 habitants),

-         le syndicat de Dunes Donzac (2700 habitants),

Il existe donc trois compteurs de vente d’eau.

-         la commune de Saint Nicolas de la Grave (2000 habitants) en 2005.

Laboratoire :

            Le laboratoire est équipé d’analyseurs en continu permettant de mesurer les principaux paramètres d’évolution de la qualité de l’eau au cours de la filière de traitement.

              Turbidimètre sur l’eau brute :

            La turbidité est l’inverse de la limpidité de l’eau et rend compte de la quantité de matières en suspension dans l’eau.

            La turbidité de l’eau brute mesurée en continu permet de réguler l’injection de coagulant. Il n’y a pas de relation proportionnelle entre l’injection optimale de coagulant et la turbidité de l’eau ; pourtant, avec l’expérience, on est arrivé à trouver une relation qui donne entière satisfaction.

             pHmètre sur l’eau coagulée :

            Cette analyse en continu gère l’injection d’acide chlorhydrique et assure un pH de coagulation favorable. Le coagulant a une action acidifiante et l’injection d’acide chlorhydrique n’a donc généralement lieu qu’en période de faibles turbidités (injection de coagulant plus faible).

             Turbidimètre sur l’eau décantée :

            Cette analyse nous permet de mieux comprendre le fonctionnement du décanteur, les réglages deviennent alors beaucoup plus facile.

             Turbidimètre sur l’eau filtrée sous sable :

            Cette analyse ne réalise pas de régulation mais témoigne de la bonne efficacité des étapes de clarification (coagulation – décantation - filtration sur sable).

            Toute augmentation anormale se traduit par une alarme directement envoyée à l’astreinte et stoppe le fonctionnement de l’usine.

  Analyseur de résiduel d’ozone :

            Il permet la mesure en continu de l’ozone résiduel dans la tour d’inter-ozonation.

 PHmètre sur l’eau traitée :

            Le pH de l’eau traitée a beaucoup d’importance puisqu’il garantit une bonne évolution de la qualité de l’eau au cours de son séjour dans le réseau.

            Sa valeur doit être remontée en sortie d’usine, on injecte une base : la soude. Cet analyseur est aussi un régulateur puisque qu’il « commande » la pompe doseuse de manière à maintenir le pH souhaité ( environ 8) .

             Analyseur de bioxyde de chlore sur l’eau traitée à l’entrée du réservoir de stockage :            La prise d’échantillon se fait dans la réserve d’eau traitée. Ainsi, on mesure et on régule la concentration résiduelle en bioxyde de chlore juste après l’injection.

            Le taux de désinfectant est stabilisé à 0.55 mg/L. On assure ainsi une désinfection constante tout en garantissant une qualité d’eau constante au robinet du consommateur.

             Analyseur de bioxyde de chlore sur l’eau traitée à la sortie du réservoir de stockage :            La mesure effectuée par cet appareil doit concorder avec la mesure précédente et doit rester la plus constante possible pour témoigner d’une bonne qualité. En effet, plus l’eau est de qualité moins elle consomme de désinfectant.

 Le laboratoire est également équipée d’appareil de mesures ponctuelles de :

            - turbidité,            - pH,            - conductivité,- ammonium,- nitrates,- nitrites,- fer,

– manganèse,– bioxyde de chlore,chlorites– ozone,- aluminium,- TH,- TAC.

 Automate :

C’est lui qui organise l’intégralité du fonctionnement de l’usine :

-         il donne les ordres de marche et d’arrêt,

-         il contrôle l’état de fonctionnement des divers organes (moteurs…),

-         il enregistre les défauts et peut déclencher des solutions alternatives,

-         il rassemble toutes les valeurs (plus de 25 mesures analogiques),

-         il totalise les nombres de démarrages et les temps de fonctionnement des moteurs,

-         il donne les informations au superviseur et à la télésurveillance.

 Superviseur :

            Le superviseur récupère les informations que l’on a besoin dans l’automate. Il constitue un outil convivial (présenté sous forme de pages synoptiques animées) pour s’informer rapidement des états de fonctionnement :

-         il élabore une base de données,

-         il réalise des journaux d’évènement,

-         il réalise des courbes d’évolution de valeurs analogiques,

-         il élabore des comptes rendus journaliers, hebdomadaires ou mensuels.

 Surveillance à distance :

             Comme le superviseur, le poste de télésurveillance est directement relié à l’automate et constitue une base de données. Son rôle principal est de générer et de transmettre des alarmes aux exploitants grâce à plus de 300 variables, il transmet par exemple les 25 valeurs analogiques mesurées sur site (niveaux, concentrations, débits...).

            Sur l’usine, il existe une quarantaine d’alarmes différentes qui concernent chacune un poste ou un appareil en dysfonctionnement.