Surveillance de la qualité de l`eau 40 m en dessous du fond

RAPPORT D'APPLICATION
ANALYSE EN CONTINU
SURVEILLANCE DE LA QUALITÉ DE L'EAU
EUROTUNNEL
Photo © Eurotunnel
Surveillance de la qualité de l'eau
40 m en dessous du fond marin
Les eaux souterraines naturelles collectées autour des tunnels exploités
par Eurotunnel font l'objet d'un contrôle permanent avant d'être pompées
vers la côte et rejetées dans la mer. Les six ➔ systèmes multiparamètres de
surveillance de la qualité de l'eau, spécialement conçus par HACH LANGE,
permettent d'empêcher les eaux polluées de pénétrer dans les conduites.
Chaque système de surveillance est relié à un système de recueil de données
et ➔ d'alarme sophistiqué, capable de dériver l'eau dans de grands bassins
souterrains en cas de situation critique, ce qui ne s'est encore jamais produit.
A propos du nouveau système de surveillance, Michael Edwards, chef
de projets/technicien d'Eurotunnel, déclare « qu'il a permis, d'une part,
➔ d'améliorer la fiabilité et, d'autre part, ➔ de réduire les besoins en entretien ».
Auteur :
Clive K. Murren
- HACH LANGE Ltd.
- Chef de produit et responsable
des ventes process
SURVEILLANCE_EUROTUNNEL
A propos du plus long tunnel sous-marin
du monde
Informations générales
Long de 50 km, le tunnel sous la
Manche comprend une section sousmarine de 39 km, ce qui en fait le plus
long tunnel sous-marin au monde.
L'Eurotunnel est en réalité composé
de trois tunnels distincts : deux tunnels
ferroviaires réservés à la circulation des
trains et un tunnel de service situé entre
ceux-ci. Ce « havre de sécurité » est
réservé à l'entretien et à l'évacuation,
le cas échéant. Il est relié aux tunnels
ferroviaires tous les 375 m. Les tunnels
sont situés 40 m en moyenne en
dessous du lit de la Manche.
Le tunnel de service est maintenu
en état de surpression permanent et
reste donc à l'abri des fumées en cas
d'incident. Il donne accès à un grand
nombre d'équipements qui permettent
de faire fonctionner le tunnel de manière
sûre et efficace. Parmi ces équipements,
on compte les systèmes de surveillance
de l'eau, les pompes et les conduites.
L'un des plus ambitieux projets
de construction au monde
Le creusement de ces tunnels a été
l'un des plus ambitieux projets de
construction au monde. Les travaux ont
débuté au Royaume-Uni en décembre
1987 et en France en février 1988 ; avec
la terre extraite entre le début et la fin de
ces travaux, il serait possible de remplir
13 fois le stade de Wembley.
Les eaux qui s'infiltrent dans les
tunnels sont constituées d'un mélange
d'eaux souterraines et d'eau de mer.
Elles sont collectées au niveau de six
stations de vidange et font l'objet d'un
contrôle permanent. Le principal rôle du
système de surveillance est de protéger
Fig. 1 : Coupe géologique de l'Eurotunnel
Fig. 2 : Coupe transversale des tunnels avec, à gauche et à droite, les tunnels ferroviaires et,
au centre, le tunnel de service.
www.hach-lange.com
les immenses pompes (traitant près
de 1 000 m3/h) et les conduites de la
corrosion. Il sert également à vérifier
que les eaux rejetées dans la mer
ne représentent pas un danger pour
l'environnement.
L'ancien système de surveillance
connaissait certains problèmes,
provenant pour l'essentiel du colmatage
des petites conduites qui amenaient
l'eau jusqu'aux capteurs. HACH LANGE
a été chargé de concevoir un système
plus fiable, nécessitant moins de
maintenance.
Surveillance de la qualité de l'eau
Les ingénieurs de HACH LANGE et
d'Eurotunnel ont décidé qu'un bac de
mesure permettrait de résoudre les
éventuels problèmes de colmatage.
Des conduites à large diamètre ont
ainsi pu être utilisées et les sédiments
rapidement extraits. De plus, l'utilisation
de la toute dernière technologie en
matière de capteurs a permis de réduire
considérablement les besoins en
réétalonnage.
Système de protection de
l'environnement
Chaque bac comporte des capteurs qui
mesurent la conductivité, la turbidité,
le taux d'oxygène dissous, le pH,
le potentiel d’oxydoréduction et la
température. Ces données sont ensuite
envoyées à un système centralisé
programmé pour donner l'alarme dans le
cas où certaines conditions prédéfinies
sont réunies. En cas d'alarme, l'ensemble
des eaux sont immédiatement transférées
dans un bassin de stockage sous-terrain
où elles restent en quarantaine jusqu'à
ce qu'elles soient testées et autorisées à
passer dans les conduites. Le système
de surveillance retourne à son état normal
une fois la qualité de l'eau revenue à des
niveaux corrects. Les eaux mises en
quarantaine peuvent ensuite être extraites
par des camions citerne.
A l'origine, les eaux transitaient par
une usine de traitement des eaux usées
situé près de Douvres. Or, comme la
qualité de l'eau était jugée bonne à
chaque contrôle, les opérations de
traitement ont été arrêtées. Les eaux
sont désormais acheminées directement
dans la mer, conformément à une
autorisation de rejet des eaux accordée
par l'Agence pour l'environnement.
Le système de surveillance empêche
bien évidemment tout rejet d'eaux ne
correspondant pas aux critères de
l'autorisation.
« Le nouveau système est
nettement plus performant »
Kevin Rivers, responsable technique
et mécanique du service de
maintenance d'Eurotunnel, était chargé
de la configuration du système de
surveillance et de contrôle. Effectuant
une comparaison entre le système
HACH LANGE et son prédécesseur, il
constate que « le nouveau système est
nettement plus performant car il est plus
fiable, il nécessite moins d'entretien et
il est plus facile à utiliser. Les capteurs
de surveillance de la qualité de l'eau
Fig. 3 : Besoins en entretien réduits de 75%
sont reliés aux transmetteurs SC 100
prêts à l'emploi ; il vous suffit de saisir
le numéro de série sur le transmetteur
pour que celui-ci commence à surveiller
automatiquement, sans aucune erreur.
La fiabilité du nouveau système a permis
d'éliminer les fausses alarmes, ce qui
représente une avancée considérable.
Il existe des procédures strictes avant
qu'une équipe du service technique
et de maintenance puisse entrer dans
le bassin afin de vérifier une alarme.
De plus, compte tenu du temps
nécessaire pour se rendre dans les
stations de vidange, les fausses alarmes
représentaient un coût phénoménal.
Selon nos estimations, les besoins en
entretien ont été divisés par quatre, ce
qui représente des gains de temps et
d'argent considérables.
Ils sont en partie dus au nouveau
capteur d'oxygène dissous, le LDO
(oxygène dissous par luminescence),
qui utilise une technologie de mesure
optique ne nécessitant pas de
réétalonnage. Il suffit simplement de
remplacer le caps du capteur tous les
ans. Afin d'éviter que les capteurs ne
s'encrassent, nous avons installé un
système d'air comprimé qui nettoie
automatiquement la tête des capteurs ».
Fig. 4 : Capteurs mesurant le pH et le potentiel rédox dotés d'un système de nettoyage
automatique
Fig. 5 : Station de surveillance de la qualité de
l'eau dotée de transmetteurs et de capteurs
numériques
Fig. 6 : Le tunnel de service
Photo © Eurotunnel
SURVEILLANCE_INSTRUMENTS
Instruments de process utilisés
contrôle préventif et d'étalonnage une
fois par an.
Commentant cette réalisation pour
HACH LANGE, Clive Murren, chef de
projets, indique que « ces installations
sont très performantes car les besoins
technologiques identifiés par les équipes
d'Eurotunnel ont concordé avec la
conception de nouveaux équipements
de surveillance. Par conséquent, les
instruments de mesure ont été utilisés
au sein d'un système de surveillance
personnalisé, conçu spécialement pour
résoudre les problèmes qui étaient
apparus par le passé. Nous nous
félicitons d'avoir pu prendre part à la
mise au point d'une telle application,
en tout point unique. L'association de
la technologie prête à l'emploi et de
capteurs perfectionnés nécessitant peu
d'entretien nous permet de concevoir et
de proposer très rapidement à nos clients
des solutions adaptées à leurs besoins ».
Eurotunnel : un projet de grande
envergure unique
Michael Edwards ajoute : « Les systèmes
des tunnels ont été extrêmement bien
conçus. Les niveaux d'infiltration d'eau
sont nettement inférieurs aux premières
estimations et la capacité de stockage
des bassins est tellement importante
que l'ensemble du système de vidange
fonctionne en très forte sous-capacité,
ce qui permet d'être assuré que nous
serons en mesure de gérer toute
urgence. En outre, ce système, conçu
en collaboration avec HACH LANGE, a
permis de réduire considérablement les
coûts d'exploitation tout en améliorant
fortement la fiabilité, on y a donc gagné
sur tous les plans ».
Pour deux sondes ou électrodes numériques, tous les paramètres peuvent être aisément
configurés. Trois inverseurs libres de potentiel, 5 A 115/230 V CA, 5 A 30 V CC,
programmables comme valeur limite, état, régulateur P ou alarme.
Méthode de mesure optique (par luminescence), sans étalonnage, sans dérive, sans
entretien, avec un capteur de température PT 100
SOLITAX sc Sondes de process en ligne ou d'immersion, avec un photomètre à lumière diffusée
infrarouge pour mesurer les plus bas niveaux de turbidité, conformément à la norme
DIN EN ISO 27027, ainsi que les niveaux élevés de boues (jusqu'à 150 g/l), méthode
indépendante des couleurs, corps de la sonde disponible en SS316 (V4A) ou en
matière plastique, système d'autonettoyage par balai.
pHD-S sc Robuste sonde de pH à système de référence différentiel, communication numérique.
Egalement en version rédox. Pas d’empoisonnement des électrodes et aucun dommage occasionné par le H2S ; le pont salin réduit les besoins en nettoyage et évite
une pollution de l'électrolyte.
3798-S sc Robuste capteur numérique sans contact à conductivité inductive, larges plages de
mesure, particulièrement adapté aux milieux très pollués tels que les eaux usées
urbaines et industrielles et les eaux de surface chargées ; corps en PEEK pour une
résistance accrue, pré étalonné en usine pour une utilisation immédiate, communication sûre et sans interférence entre le capteur et le transmetteur.
Support sur site par notre équipe de
techniciens.
Fig. 7 : Quelques membres de l'équipe de maintenance d'Eurotunnel
Suite à l'installation de ces systèmes
de surveillance, HACH LANGE a mis en
place de courtes sessions de formation
au Royaume-Uni et en France. Ce sont
désormais les équipes d'Eurotunnel qui
sont responsables du fonctionnement
et de l'entretien des systèmes.
HACH LANGE effectue simplement un
HACH LANGE Services
Instruments de process utilisés
Réduction des coûts de process
grâce aux systèmes HACH LANGE.
www.hach-lange.com
Contenu actualisé et sécurisé, avec
téléchargements, informations et
achats en ligne.
Maintenance garantie de tous les
instruments grâce à des contrats de
service et d’entretien flexibles.
Information de la clientèle par
courrier postal ou électronique.
DOC 043.77.30002.Jul07
Transmetteur
SC 100
LDO