2.l`auscultation des reseaux d`assainissement

Transcription

Conservatoire Nationale des Arts et Métiers
École Supérieure des Géomètres et Topographes
REHABILITATION DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT
VISITABLES ET NON VISITABLES
Mémoire de Fin d’Études
en vue de l’obtention du diplôme
d’Ingénieur Géomètre Topographe
Soutenu le 10 juillet 2000
Par Fadila YAHIAOUI
Jury :
M. NISSE
M. MAILLARD
M. GAUFILLE
REMERCIEMENTS _______________________
Je remercie Monsieur Olivier Lopez, gérant de la société IEA, pour m’avoir intégrée dans
son 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 au
mieux l’ensemble de mes activités et qui a fait en sorte que je travaille dans les meilleures
conditions possibles.
Je remercie à nouveau Pierre Alexandre, ainsi que Francis, Laurent V, Pascal, pour leur
disponibilité, 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 leur
gentillesse et leur grandes qualités humaines.
Fadila YAHIAOUI
2
RESUME ______________________________
Le constat de la qualité des ouvrages d’assainissement en France est aujourd’hui sévère. Une enquête
nationale réalisée en 1989, à la demande du Ministère de l’Equipement, a conclu que l’état de près de
10 % 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’ouvrage
défectueux ou sa réhabilitation. Toutes deux ont leur place dans un processus de remise en état, mais
on 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 de
tranchées.
Les techniques de réhabilitation sont nombreuses. L’Association Générale des Hygiénistes et
Techniciens Municipaux les définies comme étant « des méthodes qui permettent aux réseaux
d’assainissement endommagés de remplir à nouveau et dans des conditions normales d’usage leurs
fonctions de collecte et de transport des effluents ». Le choix de ces techniques s’appuie sur un
diagnostic et une étude de faisabilité soigneusement menés.
Une fois le diagnostic réalisé, la technique de réhabilitation choisie, l’étude de conception et
d’exécution achevée, les travaux de réhabilitation sont programmés puis exécutés. Des contrôles et
suivi qualité sont alors mis en place. Le but d’une telle démarche est de garantir la pérennité du réseau
d’assainissement et d’éviter d’être confronté à nouveau, au bout de seulement quelques années, à un
réseau qui n’assure toujours pas sa fonction de base.
3
SOMMAIRE ____________________________
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : AUSCULTATION ET DIAGNOSTIC
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 LA
PROBLÉMATIQUE ........................................................................................................................................... 9
1.1.1. Constat de la non qualité ................................................................................................................. 9
1.1.2. Conséquences de cette non qualité ................................................................................................. 10
1.2. HIÉRARCHISATION DES RISQUES AUXQUELS LES COLLECTEURS SONT SOUMIS .......................................... 10
1.3. L’ÉTUDE DIAGNOSTIC ........................................................................................................................... 12
2. L’AUSCULTATION DES RÉSEAUX D’ASSAINISSEMENT............................................................... 13
2.1. AUSCULTATION VISUELLE ..................................................................................................................... 13
2.1.1. Objectifs........................................................................................................................................ 13
2.1.2. Inspection visuelle et inspection télévisée....................................................................................... 13
2.2. AUSCULTATION GÉOMÉTRIQUE.............................................................................................................. 14
2.3. AUSCULTATION GÉOTECHNIQUE ............................................................................................................ 15
2.4. AUSCULTATION MÉCANIQUE ................................................................................................................. 17
2.5. AUTRES TESTS ...................................................................................................................................... 18
3. DIAGNOSTIC ET PRÉCONISATIONS ................................................................................................. 19
3.1. LE DIAGNOSTIC..................................................................................................................................... 19
3.2. EXEMPLE D’UN DIAGNOSTIC RÉALISÉ EN MARS 2000 .............................................................................. 20
3.3. DOCUMENT DE PRÉCONISATIONS DES TRAVAUX ..................................................................................... 23
3.3.1. Rapport de présentation................................................................................................................. 23
3.3.2. L’A.P.S. (proprement dit)............................................................................................................... 23
DEUXIÈME PARTIE : LES TECHNIQUES DE RÉHABILITATION DES
RÉSEAUX D’ASSAINISSEMENT
1. LES TECHNIQUES DE RÉHABILITATION : GÉNÉRALITÉS.......................................................... 26
1.1. RÉHABILITATION ET REMPLACEMENT .................................................................................................... 26
1.1.1. Définition ...................................................................................................................................... 26
1.1.2. Objectifs des travaux de réhabilitation........................................................................................... 26
1.1.3. Réhabilitation ou remplacement par tranchée à ciel ouvert ? ......................................................... 26
1.2. CLASSEMENT DES TECHNIQUES DE RÉHABILITATION .............................................................................. 27
1.2.1. Classement en fonction de critères techniques................................................................................ 27
1.2.2. Classement selon la norme européenne n° EN 155 W1 209 ............................................................ 28
1.3. TRAVAUX PRÉALABLES À TOUTE RÉHABILITATION ................................................................................. 29
1.3.1. Travaux préparatoires ................................................................................................................... 29
1.3.2. Travaux annexes............................................................................................................................ 29
2. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS NON VISITABLES....................................................... 30
2.1. ROBOTS MULTIFONCTIONS .................................................................................................................... 30
2.1.1. Domaine d’utilisation .................................................................................................................... 30
2.1.2. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 30
2.2. INJECTIONS PONCTUELLES D’ÉTANCHEMENT .......................................................................................... 31
4
2.2.2. Composants................................................................................................................................... 31
2.2.3. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 32
2.3. LA MANCHETTE OU CHEMISAGE PARTIEL ............................................................................................... 32
2.3.2. Composants................................................................................................................................... 33
2.3.3. Dimensionnement .......................................................................................................................... 33
2.3.4. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 33
2.4. LE CHEMISAGE CONTINU ....................................................................................................................... 34
2.4.2. Composants................................................................................................................................... 34
2.4.3. Dimensionnement .......................................................................................................................... 35
2.4.4. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 35
2.4.5. Limites techniques du chemisage continu ....................................................................................... 36
2.5. LE TUBAGE ........................................................................................................................................... 38
2.5.2. Composants................................................................................................................................... 38
2.5.3. Mise en œuvre ............................................................................................................................... 38
2.6. LES TECHNIQUES DESTRUCTIVES ........................................................................................................... 39
2.6.1. Microtunnelier « mange tube » ...................................................................................................... 40
2.6.2. L’éclate tuyau................................................................................................................................ 40
3. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS VISITABLES ................................................................ 41
3.1. RISQUES ET MESURES DE PRÉVENTION ................................................................................................... 41
3.2. TECHNIQUES DE RÉHABILITATION .......................................................................................................... 42
3.2.1. Reprise en traditionnel .................................................................................................................. 42
3.2.2. Injections ...................................................................................................................................... 42
3.2.3. Projection à la lance de béton, mortier ou résines.......................................................................... 43
3.2.4. Pose de coques préfabriquées ........................................................................................................ 44
3.3. TABLEAU RÉCAPITULATIF : OUVRAGES VISITABLES OU NON ................................................................... 44
TROISIÈME PARTIE : CONTRÔLES QUALITÉ
1. CONTRÔLES : GÉNÉRALITÉS ............................................................................................................ 47
1.1. CONTRÔLES ET LÉGISLATION ................................................................................................................ 47
1.2. CONTRÔLES INTÉRIEURS /EXTÉRIEURS ................................................................................................... 47
1.2.1. Définitions..................................................................................................................................... 47
1.2.2. Organigramme des contrôles ......................................................................................................... 48
1.3. LES AGENCES DE L’EAU (A.E.) ............................................................................................................. 48
1.3.1. Création des A.E. .......................................................................................................................... 48
1.3.2. Rôle des A.E.................................................................................................................................. 49
1.3.3. Financement et participation financière des A.E. ........................................................................... 49
1.4. L’AGENCE DE L’EAU SEINE-NORMANDIE (A.E.S.N.) ............................................................................. 49
1.4.1. Le VII ème programme de l’A.E.S.N................................................................................................. 49
1.4.2. Les recommandations de l’A.E.S.N. ............................................................................................... 49
2. CONTRÔLE INTÉRIEUR / CONTRÔLE EXTÉRIEUR ...................................................................... 50
2.1. CONTRÔLE INTÉRIEUR ........................................................................................................................... 50
2.1.1. Le Plan d’Assurance Qualité (P.A.Q.)............................................................................................ 50
2.1.2. L’autocontrôle............................................................................................................................... 50
2.2. CONTRÔLE EXTÉRIEUR .......................................................................................................................... 51
2.2.1. L’organisme de contrôle................................................................................................................ 51
2.2.2. Contrôles d’exécution et contrôles préalables à la réception .......................................................... 52
2.2.3. Exemple d’une procédure type ....................................................................................................... 52
2.3. CONTRÔLES PRÉCONISÉS PAR L’AGHTM .............................................................................................. 54
5
3. LES ESSAIS ET CONTRÔLES DE RÉCEPTIONS................................ ................................ ............... 56
3.1. CONTRÔLE DE COMPACTAGE ................................................................................................................. 56
3.1.1. Objectifs de densification............................................................................................................... 56
3.1.2. Mise en œuvre du test de compactage............................................................................................. 57
3.1.3. Outils de mesure............................................................................................................................ 57
3.1.4. Mesures et exploitations des résultats ............................................................................................ 58
3.1.5. Réstitution des contrôles du compactage........................................................................................ 58
3.2. CONTRÔLE D’ÉTANCHÉITÉ .................................................................................................................... 59
3.2.1. Mise en œuvre du test d’étanchéité................................................................................................. 59
3.2.2. Protocoles des épreuves d’étanchéité............................................................................................. 60
3.2.3. Restitution des contrôles d’étanchéité ............................................................................................ 60
3.3. INSPECTION TÉLÉVISÉE ......................................................................................................................... 61
3.3.1. Principe de l’inspection télévisée ................................................................................................... 61
3.3.2. Protocole opératoire ..................................................................................................................... 62
3.3.3. Restitution de l’inspection télévisée................................................................................................ 62
3.4. AUTRES ESSAIS ..................................................................................................................................... 63
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
SITES WEB
AN N EXES
ANNEXE 1
ANNEXE 2
ANNEXE 3
ANNEXE 4
ANNEXE 5
ANNEXE 6
:
:
:
:
:
:
Glossaire des défauts - Ouvrages visitables et non visitables.
Essais Géoradar, Mac, Dynarad.
Entreprises de réhabilita tion des réseaux d’assainissement en France.
Calcul hydraulique après chemisage.
Extrait de l’Arrêté du 22 décembre 1994 du Ministère de l’Équipement.
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.
6
INTRODUCTION ________________________
Installée à Villeneuve-la-Garenne (92), la société IEA (Ingénierie Études Assistance), est un bureau
d’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 de
ronds-points, études de circulations douces) ainsi que des études d’assainissement (diagnostic et
préconisations 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 au
point sur les diverses techniques de réhabilitation présentes actuellement sur le marché. Le choix d’une
technique s’appuie en amont sur une étude diagnostic, et impose en aval la définition des contrôles et
suivi qualité pendant travaux. Ainsi, mon mémoire, réalisé sur la base de ce fil conducteur, présente
les trois parties suivantes : « auscultation et diagnostic », « techniques de réhabilitation », « Contrôles
qualité ».
De plus, il repose sur les « Recommandations pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement » de
l’Association Générale des Hygiénistes et Techniciens Municipaux (A.G.H.T.M.). Cet ouvrage est en
effet 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 sur
des études de réhabilitation menées pendant la période janvier/juin 2000 pour le compte du
Département des Hauts-de-Seine et de la SEVESC, ainsi que sur des rencontres avec des
professionnels de la réhabilitation : à cet effet je tiens à remercier M. Bergue du Ministère de
l’Équipement, M. Maronne du service MAC de la SAGEP, les sociétés Valentin, Télérep, Insituform,
Réhau et Solétanche Bachy.
7
PREMIERE PARTIE
AUSCULTATION ET DIAGNOSTIC
8
« Depuis le début des années 1980, des efforts très significatifs ont été accomplis pour apprécier les
conditions de fonctionnement des réseaux d’assainissement. Si d’importants progrès dans leur
conception et leur construction sont intervenus, un effort identique n’a pas été consenti pour
appréhender les problèmes que pose leur vieillissement.
Jusqu’à récemment, on ne connaissait même qu’approximativement l’état du patrimoine, voire sa
consistance et son âge. En 1989, une enquête nationale réalisée à la demande du Ministère de
l’Equipement a permis de recueillir un grand nombre d’informations à ce sujet et d’évaluer, en
particulier, 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, résultat
d’une extrapolation, apparaît d’ailleurs sous estimé quand on le rapproche des 22 % annoncés par les
gestionnaires allemands après auscultation de 63 % de leurs réseaux.
Si des ouvrages souterrains se laissent, par nature, facilement oublier, le constat de leurs
insuffisances et des conséquences directes ou indirectes de leur dégradation vient rappeler les
gestionnaires à leur devoir. En effet, les défaillances des réseaux, quelles que soient leurs motifs, ont
des conséquences économiques et/ou écologiques souvent fâcheuses, pouvant remettre en cause
l’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 du
projet national Rérau ( Réhabilitation des Réseaux d’Assainissement Urbains) nous dresse un portrait
peu flatteur de l’état actuel des réseaux d’assainissement en France. Par ces quelques lignes extraites
de son article « Réseaux : réhabiliter sans fouiller », il insiste également sur les co nséquences
écologiques 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 faisabilité
soigneusement menés. Ceci passe incontestablement par une bonne connaissance de l’état des réseaux
d’assainissement.
1. TENUE DANS LE TEMPS DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT
1.1. Constat de la qualité des ouvrages et conséquences de la non
qualité : 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 se
trouvent 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 de
trafic routier, par des flaches, mises en charge et obstructions diverses qui perturbent l’écoulement, par
une 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.
9
A titre d’exemple, une étude menée par le bassin Rhin-Meuse sur un échantillon de 5500 tests
d’étanchéité au cours de la période 1983/1993, a montré que 23 % des canalisations posées ne sont pas
étanches lors du premier essai d’étanchéité, et que les désordres rencontrés résultent pour 80 % des
conditions de pose et pour 20 % de défauts de matériaux.
Ces mauvais résultats sont confirmés par les conclusions d’une enquête nationale réalisée en 1989 qui
nous annonce que près de 10 % des 160 000 km d’égouts principaux français nécessitent des
réparations.
1.1.2. Conséquences de cette non qualité
L’assainissement consiste à assurer l’évacuation des eaux usées et pluviales, ainsi que leur rejet dans
les exutoires naturels, après traitements compatibles avec les exigences de santé publique et de
l’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… et
pénétrant accidentellement ou volontairement dans le réseau alors qu’elles pourraient être dirigées
vers 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 voir
incapables 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 les
ouvrages non visitables.
Classe de risques
1. Risques liés au terrain
(risques géotechniques
et hydrogéologiques)
Risques
Définitions
1.1. Entraînement de fines
L’écoulement de l’eau dans un sable fin entraîne les
éléments de sol. Le sol encaissant est alors fortement
remanié et décomprimé par les forces hydrauliques.
1.2. Tassement
Les tassements sont la conséquence :
- de la surcharge du sol par le collecteur visitable ; sont
concernés les sols particulièrement compressibles,
- d’un remaniement du sol (ouverture d’une fouille).
Ä
10
1.3. Dissolution
La dissolution (gypse, sel) peut conduire à la formation de
cavités ou de karsts plus ou moins importants qui sont à
l’origine de risques d’affaissements ou d’effondrements.
Le risque est réel lorsque le sol soluble baigne dans une
nappe ou lorsque la canalisation présente des fuites.
1.4. Effondrement de vides
L’existence d’un vide entraîne des mouvements dans le
sol sous-jacents et des efforts (cisaillement, flexion) sur le
collecteur. Le risque est d’autant plus grand que le
collecteur 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 des
fluctuations du niveau d’une nappe, subit en général des
désordres importants.
1.6. Glissement de terrain
Il résulte de la rupture d’un massif. Les facteurs de
prédisposition sont la pente topographique, la nature
géologique des terrains, la structure des couches.
1.7. Eboulement rocheux
Ce risque se présente surtout pour un ouvrage situé en
crête de falaise, risquant d’être entraîné par la rupture de
celle-ci.
2.1. Action mécanique et
physico-chimique de
2. Risques liés à l’effluent
l’effluent
(risques hydrauliques)
2.2. Action hydraulique
La corrosion et l’abrasion conduisent à une érosion
partielle de l’ouvrage avec plusieurs conséquences : perte
de résistance mécanique et perte d’étanchéité.
3.1. Charges statiques et
dynamiques
Un collecteur est d’autant plus sensible aux charges
dynamiques qu’il est plus proche de la surface, et aux
charges statiques qu’il en est plus éloigné.
1. Risques liés au terrain
(risques géotechniques
et hydrogéologiques)
3. Risques liés à l’ouvrage
3.2. Maintenance
(risques structurels)
Lors de crues ou de taux de remplissage inhabituels,
l’ouvrage peut subir des charges hydrauliques pour
lesquelles il n’a pas été conçu.
La négligence en matière d’entretien constitue un facteur
de risque aggravant.
3.3. Construction
Une mauvaise conception et des mauvaises conditions de
mise en œ uvre constituent un facteur de risque aggravant.
4.1. Situation stratégique dans le
système d’assainissement
La surveillance d’un collecteur doit être d’autant plus
assidue que son emplacement est stratégique, c’est-à-dire
proche d’une zone sensible (zone d’inondations, espaces
naturels ou de cultures, rivière, nappe… ).
4.2. Situation par rapport à
d’autres réseaux
La défaillance d’un réseau peut entraîner des désordres
graves (inondations, affouillements… ) susceptibles
d’engendrer des risques sur d’autres réseaux proches (gaz,
eau potable, électricité… ).
4. Risques liés au milieu
environnant et au
fonctionnement du réseau 4.3. Interaction avec les
d'assainissement
usages de surface
(risques d’impact)
Ce risque concerne les dégâts corporels, matériels et
financiers engendrés par le dysfonctionnement du
collecteur.
4.4. Modification des usages de
surface
La variation des charges réparties en surface (trafic routier
ou ferroviaire, constructions, remblais… ) peut entraîner
un changement de comportement du collecteur par
rapport aux conditions initiales de réalisation.
4.5. Interaction avec le bâti
Les immeubles de plus de quatre étages, les parkings
souterrains, les galeries… construits à proximité d’un
collecteur, peuvent engendrer la modification de l’état
d’équilibre du complexe sol/structure.
11
1.3. L’étude diagnostic
L’étude diagnostic peut être préventive ou consécutive au constat d’un dysfonctionnement. Elle a pour
but 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 à
disposition 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 en
différentes études :
Étude de l’intrados par une inspection visuelle ou télévisée afin de déceler les défauts structurels et/ou
fonctionnels (hydraulicité et étanchéité) du réseau.
Étude de l’extrados : il s’agit de l’étude de l’environnement proche de la canalisation, le
comportement des terrains pouvant influer sur le comportement de l’ouvrage en place ; elle consiste en
une étude géotechnique qui passe par des contrôles de l’état de l’enrobage et du remblai directement
au contact des éléments du réseau, afin de déceler les vides, les zones d’affaissement, les zones
décomprimées, la présence ou non d’une nappe phréatique… . Cette étude de l’extrados vaut
essentiellement pour les réseaux visitables car les enjeux en terme de stabilité sont bien plus
importants 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’excédent
du aux eaux claires parasites et le déficit d’apport en eaux usées, ainsi que de rechercher les origines
de ces anomalies.
Pour obtenir ces diverses informations, une auscultation de l’ouvrage et de son environnement
s’impose. Une enquête préliminaire de terrain est alors indispensable. Il est en effet conseillé de
consacrer au moins une journée à une visite sur les lieux, de s’entretenir avec les gestionnaires du
réseau afin de se rendre compte des conditions de travail et de l’amplitude des problèmes. Il est
également 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 compte
des difficultés que l’on risque de rencontrer lors de l’installation des appareils de mesure.
12
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 des
dégradations. Afin d’établir un diagnostic de l’état physique de l’ouvrage, les observations et mesures
d’auscultation sont réalisées à l’aide de techniques et avec des outils qui diffèrent selon qu’il s’agisse
d’ouvrages visitables ou non.
Ces techniques d’auscultation de la structure, des interfaces et de l’environnement, peuvent être
regroupées en quatre familles : visuelle, géométrique, géotechnique et mécanique (pour les réseaux
visitables). A ces quatre familles, s’ajoutent d’autres tests qui nous renseignent sur l’étanchéité, les
débits, la conformité des branchements… Dans tous les cas, les objectifs de l’auscultation doivent
toujours 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 personnel
spécialisé, ou indirectement par enregistrement sur bande vidéo à l’aide d’une caméra. Ces inspections
visuelles 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 point
origine), qualifiés (nature du défaut) et quantifiés (forme, orientation). Ces inspections visuelles et
télévisées conditionnent la réalisation d’autres mesures d’auscultation.
Observations et constats nécessitent l’usage d’un vocabulaire précis et commun, ce qui explique la
mise en place de lexiques inventoriant les définitions usuelles des principales dégradations et ce, qu’il
s’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 défaut
d’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. Les
anomalies décelées sont repérées en coordonnées linéaires et en altitude par rapport au radier, et ce par
longueur 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 complémentaires
aboutissent alors à un diagnostic,
§ soit à la mise sous surveillance de l’ouvrage qui consiste à évaluer périodiquement l’évolution des
dégradations observées.
Ø Inspection télévisée (ITV) des ouvrages non visitables 2
L’inspection télévisée est un outil particulièrement adapté aux réseaux non visitables. Dans le cadre de
l’étude diagnostic, elle permet de vérifier l’état et le fonctionnement de l’ouvrage en service.
2
Le protocole de mise en œ uvre de l’inspection télévisée et la restitution des résultats sont décrits au chapitre 3.3. de la
troisième partie intitulée « Contrôles qualité ».
13
Les principaux défauts diagnostiqués par l’ITV (défauts structurels et/ou défauts fonctionnels
d’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 piquages
grossièrement réalisés, il est difficile de conclure au défaut d’étanchéité de la canalisation. En effet, de
minces fissures transversales, l’absence de joints de butée… n’empêchent pas forcément des
canalisations de rester étanches. Cependant, dans le cas où le collecteur est situé dans une nappe ou
dans un environnement humide, l’ITV pourra éventuellement permettre de localiser toute trace
d’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 est
impossible de dire si les déviations angulaires en plan n’ont pas atteint une valeur critique et si les
pentes longitudinales sont bien conformes. De même, le degré d’ovalisation n’est mesurable que si une
mire est installée sur la caméra.
2.2. Auscultation géométrique
Les techniques sont très nombreuses. Les mesures les plus courantes sont réalisées à l’aide
d’inclinomètre, de gyroscope, de tachéomètre. Sont également utilisés au cas par cas, le sonar, le
profilomètre… 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 défauts
de pose et sur les mouvements du sol encaissant.
L’inclinomètre permet de réaliser un profil en long de la canalisation. Il mesure en continu (moyenne
glissante) ou point par point la pente entre deux regards d’accès, grâce à un capteur d’inclinaison qui
est embarqué sur une caméra d’inspection vidéo ; le déplacement de l’inclinomètre doit se faire
parallèlement 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 du
capteur d’orientation qui permet d’établir la vue en plan de la canalisation. Son principe consiste en la
mesure 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 la
canalisation. Les résultats prennent la forme d’une courbe caractérisant l’orientation de la canalisation
dans le plan horizontal.
Le capteur d’orientation s’utilise en complément de l’ITV et de l’inclinomètre.
14
Ø Relevé topographique (ouvrage visitable ou non)
Le levé (tachéomètre) en trois dimensions des points d’accessibilité du réseau (regards d’accès) permet
de connaître la position en plan et en altitude des canalisations et des branchements. Une vue en plan
du réseau et son profil en long sont ensuite réalisés. L’inconvénient est que les pentes et déviations
angulaires sont données entre regards (pente moyenne) ; donc par un tel procédé, nous ne di sposons
pas 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 localiser
et 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 lesquelles
elle se réfléchit. La mesure est réalisée en continue le long des profils transversaux. Le sonar génère
alors sur un écran vidéo une image de la partie immergée de l’ouvrage : la section et les défauts
géométriques peuvent être dimensionnés. Les résultats se présentent sous forme de profils
transversaux 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 place
et le contrôle des réseaux d’assainissement. Le développement des techniques sans tranchées et des
procédés de réhabilitation rend encore plus impérative et d’actualité la nécessité de savoir ce qui se
passe autour des canalisations, du moins dans leur environnement immédiat. L’objectif poursuivi se
limite à ausculter seulement l’environnement proche qui paraît capable de réagir rapidement sur
l’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)
Objectifs
L’auscultation géoradar permet de caractériser la structure de l’ouvrage, la nature de l’encaissant, ainsi
que 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.
Principe
Le géoradar travaille sur des fréquences de quelques centaines de MHz à 1 GHz (le choix de la
fréquence dépend des dimensions de l’ouvrage). En traversant le sol, une partie de l’énergie est
absorbée, une autre partie est réfléchie soit sur des obstacles (points durs), soit sur des interfaces entre
deux milieux de caractéristiques électriques différentes ; le pouvoir de pénétration et la vitesse de
propagation varient suivant les milieux. Un gradient progressif n’est pas détecté à priori ; seules le
sont les discontinuités.
15
Le signal électromagnétique est émis sous forme de brèves impulsions (tirs de quelques
nanosecondes), soit quelques dizaines ou centaines de tirs par mètre de canalisation auscultée. En
balayage continu, on obtient des radargrammes dans lesquels les ordonnées sont proportionnelles aux
temps aller-retour. L’antenne émettant dans un cône de 60 à 90°, les interfaces apparaissent délimitées
par des arcs d’hyperboles, les obstacles sont donc déformés. La technique de la couverture double (2
couples 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 uvre
La mise en œ uvre est non destructive. Chaque étude débute par l’adaptation des paramètres aux
conditions physiques du site (choix des antennes, de la fréquence… ). En outre, la canalisation doit être
de préférence auscultée à sec car la présence d’eau diminue sensiblement la portée des ondes
électromagnétiques 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 photons
gamma rentrent en collision avec les atomes des divers éléments présents dans le sol environnant de la
canalisation. Sous l’effet du choc entre les photons gamma incidents et les électrons périphériques des
atomes, les photons gamma sont déviés de leur trajectoire initiale (effet COMPTON) et sont rétrodiffusés 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 situé
à 15-20 cm de la source et un détecteur à longue portée situé à 30-40 cm de la source. La paroi de la
canalisation influence surtout le détecteur à faible portée tandis que la nature du sol influence
préférentiellement 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 plus
transparent 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 veut
étudier le mouvement. Chaque vibration (ou mode de vibration) est mesurée et enregistrée. Le
dispositif d’essai est composé de deux éléments distincts ; le premier est destiné à produire et mesurer
une force, le second à mesurer le mouvement induit. Les différentes fonctions calculées en un point de
la structure permettent d’extraire la signature d’un défaut ou d’une anomalie caractérisé par un modèle
de propagation d’ondes ou simplement par un calage in situ. Le résultat peut ensuite être cartographié
pour l’ensemble de la structure.
Cet essai impose que la canalisation soit propre. De plus, un bon étalonnage facilite l’interprétation et
en augmente la fiabilité.
16
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 contact
et à enregistrer les différences de potentiel entre deux autres électrodes de mesure. Le dispositif se
compose donc de quatre électrodes (émetteurs/récepteurs) et d’un poste de mesure dont le déplacement
s’effectue à l’aide d’un chariot, d’un treuil ou d’un jonc. La tension électrique maximale est de 12, 24
ou 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, un
déblai de 20 cm peut provoquer des fissures, voire un effondrement ; le sol en effet soutient la
structure. Des essais de vérinage interne, tels les essais Mac et Dynarad (ANNEXE 2) du service
MAC de la SAGEP 3, permettent de nous renseigner sur le comportement sol/conduit des réseaux
d’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 non
destructif et concerne toute forme d’ouvrage : diamètres de 800 à 4000 mm ou ovoïdes de 1200 × 600
à 3800 × 3000 mm.
Il nous renseigne sur le comportement mécanique de la structure et du sol. Il peut également déceler
les vides mais pas forcément leurs dimensions. Il est donc intéressant de procéder parallèlement à des
essais géoradar.
Mise en œ uvre :
L’essai Mac consiste à ovaliser un conduit par un dispositif de vérinage interne, et à mesurer la
déformation tridimensionnelle résultante.
Les déformations exercées par les vérins sont de l’ordre de la centaine de micromètres (300 à 400
m m) ; au-delà de 500 m m une maçonnerie « pourrie » pourrait céder. Elles entraînent une déformation
tridimensionnelle (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 un
essai tous les 3 diamètres. Pour les petits linéaires, 10 essais au minimum sont requis. Il est possible de
réaliser 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 nombre
est ainsi limité au strict nécessaire).
Ä
3
Société Anonyme de Gestion des Eaux de Paris, service Mécanique d’Auscultation des Conduits.
17
§ Analyse des signatures à l’aide de modèles paramétriques : il est procédé au découplage et à la
détermination des raideurs propres du sol et de la conduite. La mécanique résiduelle de l’ouvrage
est alors calculée. Plusieurs remarques peuvent alors être faites :
- il faut commencer à s’inquiéter lorsque le module de micro-déformation (Em) est inférieur
à 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 présence
d’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, par
un système d’interférométrie laser, la déformation résultante. La raideur du radier est ensuite
déterminée. L’essai Dynarad permet ainsi de réaliser très rapidement un zonage immédiat ; en cas de
problèmes il est procédé à une prospection plus poussée.
L’ensemble, à géométrie variable, peut s’adapter à toutes les formes de conduits : circulaires pour des
diamètres 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 exercée
de part et d’autre du profil transversal), ce qui n’est pas le cas pour l’essai Dynarad (il n’y a pas de
symétrie voûte/radier).
Enfin, il est possible de réaliser en continue 50 essais par jour. L’intervalle entre chaque essai varie de
5 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 par
exemple) plutôt que le test à l’eau, pourtant officiel. En effet, la mise en œ uvre du test à l’air est plus
rapide 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 action
corrosive. 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 en
laboratoire 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 usure
mécanique de la conduite. De plus, l’ouvrage peut subir des charges hydrauliques pour lesquelles il
n’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 la
structure de l’ouvrage.
4
Se référer à la troisième partie « Contrôles qualité », chapitre 3.2.
18
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 de
concentration connue (traceur chimique type chlorure de lithium, traceur coloré type
rhodamine… ). Ce traceur est choisi de façon à se mélanger le plus rapidement aux effluents et à
pouvoir être dosé en aval avec une précision suffisante.
§ soit indirectement par mesure des hauteurs et vitesses : le calcul du débit s’obtient par l es
formules Q = vitesse × section mouillée et Q = volume/temps. Les outils utilisés sont, à titre
indicatif, 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 perturbent
tout 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 les
caniveaux ne sont pas connectés sur une canalisation d’eaux usées. De plus, ces tests nous renseignent
sur les divers branchements qui composent (ou non) le réseau étudié (tel branchement est-il bien
raccordé 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 la
rhodamine. Bien entendu, les services municipaux et riverains devront être avertis de ces essais (sous
peine 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 de
la fumée produite soit par des bombes fumigènes, soit par combustion de paraffine. Il doit répondre
aux 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, les
restrictions 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 pour
les ouvrages visitables), soit à sa réhabilitation, soit à son remplacement par tranchée à ciel ouvert, soit
à son abandon. Dans le cas d’une réhabilitation, des préconisations de travaux font suite au diagnostic.
19
3.2. Exemple d’un diagnostic réalisé en mars 2000
Cette étude diagnostic est le résultat des opérations suivantes :
Données de l’exploitant
Historique et environnement du réseau
Plan- Profils - Contraintes du site
Inspection télévisée, Intervention sur le terrain
Vérification de l’état et du fonctionnement du réseau
Diagnostic structurel et fonctionnel
Importance 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 nominale
300 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 la
commune de Villeneuve-la-Garenne, département des Hauts-de-Seine.
Ø Description
§ Canalisation principale
L’ouvrage est constitué d’une canalisation unitaire de diamètre 300 mm en grès et comprend depuis
l’aval, avenue de Verdun (origine du projet), 17 tronçons séparés par 18 regards de visite. D’une
longueur 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 en
béton de diamètre 600 mm.
§ Branchements
L’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 branchements
restent indéterminés.
§ Regards
L’ensemble du linéaire, situé pour une grande partie sous trottoir, présente 18 regards de visite
d’espacement variable de 15 à 40 ml voir 60 ml.
Il est également dénombré 3 regards avec décantation qui récupèrent les eaux de pluies provenant
d’avaloirs.
20
§ Avaloirs
L’ouvrage comprend 14 avaloirs dont 4 avaloirs en direct et 10 avaloirs visitables avec décantation.
Ø État de l’ouvrage
§ Canalisation principale
Le 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 :
Société : eav
Nature : grès
RESEAU UNITAIRE Ø 300 mm
Inspection télévisée
Tuyaux (longueur 1 ml)
Tronçon
Prof (m)
Long (ml)
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
- 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
- Flaches
- Dépôt dur
R.V.4a >>> R.V.5a
1.51
34.52
- 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
- Fissures
- Dépôts ponctuels au joint
R.V.7a <<< R.V.8a
2.21
6.94
Anomalies repérées sur le rapport photo et la cassette vidéo
21
R.V.8a <<< R.V.9a
2.29
26.92
- Fissures multiples sur 1 ml
- Contre-pente
R.V.9a >>> R.V.10a
2.37
19.43
R.V.10a <<< R.V.11a
2.41
27.82
- Fissure longitudinale sur 1 ml
- Contre-pente
R.V.11a >>> R.V.12a
2.60
24.17
- Fissure longitudinale sur 0.50 ml
R.V.12a <<< R.V.13a
2.71
21.70
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
- 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
- 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 nombreux
décalages sont la conséquence de la petite longueur des tuyaux (1m)
Malgré les anomalies énumérées ci-dessus, l’écoulement semble s’effectuer sans réelles difficultés sur
la 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 à
l’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 la
voûte du dn 300 mm. L’écoulement de la canalisatio n dn 300 mm vers le dn 600 mm ne s’effectue
donc 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 du
raccordement une accumulation anormale de dépôts, sur un linéaire important.
§ Branchements
Au vue de l’inspection télévisée, nous rencontrons sur l’ensemble du linéaire de la canalisation
principale un grand nombre de raccordements défectueux de type branchements pénétrants qui
affectent l’hydraulicité de l’ouvrage à réhabiliter.
L’ouvrage compte également de nombreux branchements obstrués hors service.
22
Enfin, le rapport d’inspection télévisée montre que de nombreux branchements sont encombrés par
des dépôts durs ou meubles qui empêchent le bon écoulement des eaux. Il est à noter que, du fait de
ces obstacles, l’inspection télévisée a du être interrompue à plusieurs reprises.
§ Regards et Avaloirs
Les regards et avaloirs avec ou sans décantation sont en maçonnerie. Certains nécessitent des reprises
au 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 de
travaux 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 chaque
solution technique les objectifs des différents types de travaux en justifiant leur choix du point de vue
technique 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 un
rapport 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.
23
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 de
réhabilitation.
v Choix d’une famille de techniques
Le mémoire technique justifie le choix d’une ou de plusieurs techniques aptes à satisfaire les objectifs
visés. 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’une
analyse comparative de leurs coûts globaux.
L’estimation des travaux traduit finalement le coût de la solution technique jugée la plus avantageuse
financièrement, sous la forme d’une fourchette, dont l’étendue est liée à la complexité du chantier.
24
DEUXIEME PARTIE
LES TECHNIQUES DE REHABILITATION DES RESEAUX
VISITABLES ET NON VISITABLES
25
L’étude diagnostic nous a permis de faire une mise au point sur l'état, le fonctionnement, et les
conditions d’exploitation du réseau d’assainissement existant. Ce préalable est nécessaire pour établir
des préconisations de travaux.
Les techniques de réhabilitation sont nombreuses. Leur choix est fonction des caractéristiques du
réseau (nature, matériau, section), de la nature, de l’importance et de la fréquence des désordres de
structure, d’étanchéité et/ou d’écoulement. Outre ces critères techniques, le procédé choisi devra
également 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 ou
améliorer les performances d'un réseau d'assainissement existant ».
La réhabilitation des ouvrages se justifie lorsque leur état n’est pas suffisamment grave pour conduire
à 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 vie
de l’ouvrage ainsi réhabilité doit pouvoir être comparée, toutes choses égales par ailleurs, avec
l’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 dans
certains cas, un puits de travail ou une fouille ponctuelle peuvent s’avérer nécessaires préalablement à
l’exécution des travaux. L’ANNEXE 3 du présent mémoire, présente une liste des entreprises de
réhabilitation 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 eux
qui conditionnent le choix de la technique ainsi que les préconisations de contrôles. Les principaux
objectifs sont les suivants :
§ rétablir les caractéristiques mécaniques compatibles avec les sollicitations auxquelles l’ouvrage est
soumis,
§ 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’ouvrage
défectueux ou sa réhabilitation. Les deux ont leur place dans un processus de remise en état. Mais on
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 d’une
tranchée. La problématique « avec ou sans tranchée » se pose de plus en plus aux décideurs urbains.
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26
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 pas
liés 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, la
poussière, l’impact visuel du chantier, le trafic des camions et engins de travaux publics, ainsi que la
gène de la circulation automobile. Ces nuisances occasionnées par l’ouverture d’une tranchée en site
urbain 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, les
automobilistes ou les riverains.
Certains chercheurs étrangers ont montré que le coût social des chantiers en tranchée à ciel
ouvert pouvait aller jusqu’à doubler le prix réel du chantier, en quantifiant les détours imposés
aux 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 structurels
et fonctionnels (absence de joints, porosité, fissures… ), lorsque le réseau ne présente ni défauts de
conception (sous dimensionnement, contres pentes, pentes et profondeurs insuffisantes… ), ni mise en
charge, 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 en
œ uvre, d’entretien, et qui ont perdu leur résistance mécanique sur presque toute leur longueur, seront
abandonnés 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 structurantes
ou non structurantes, continues ou ponctuelles, destructives ou non destructives.
Il est important de noter que certaines techniques peuvent satisfaire à plusieurs objectifs ou que des
techniques 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 ou
non les charges dynamiques et statiques appliquées sur le tuyau enterré. Ces techniques sont dites
structurantes ou non structurantes.
27
Ainsi, les techniques structurantes doivent pouvoir reprendre la totalité des efforts mécaniques qui
s’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 des
techniques structurantes. S’il n’est pas calculable, nous parlerons de techniques « consolidantes ».
Les techniques non structurantes quant à elles, ont essentiellement pour but de rétablir
l’hydraulicité (élimination des obstacles empêchant ou réduisant l’écoulement normal du réseau) et
l’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, au
droit 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 nécessite
pas 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 collecteur
dégradé et son remplacement par l’intérieur, sans ouverture d’une tranchée. Il existe deux grandes
catégories 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
:
Œ les techniques de renouvellement : construction d'un réseau neuf se substituant à un réseau
d'assainissement existant,
• les techniques de rénovation : travaux utilisant tout ou partie de l'ouvrage existant en améliorant
ses performances actuelles,
Ž 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 de
maintenance ».
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 réhabilitation
des réseaux d’assainissement, nous adopterons par la suite le classement suivant :
Œ réparation ponctuelle : robots multifonctions, injections, manchettes,
• réhabilitation continue : chemisage, tubage, coques préfabriquées et projection de béton, mortier
ou résines,
Ž remplacement : terrassement traditionnel , « mange tube », « éclate tuyau ».
28
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 la
canalisation n’a pas évolué depuis l’étude de diagnostic d’état. Cette vérification fait l’objet d’un
rapport 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 de
toutes les difficultés rencontrées au niveau de la préparation de la canalisation et de la mise en place
du chantier. En particulier, après un nettoyage soigné de la canalisation, il doit procéder à un décapage
par grattage, fraisage, curage hydrodynamique... afin d'éliminer tout dépôt de calcaire, de béton, de
graisse et/ou branchement pénétrant et racines. Ce décapage ne doit en aucun cas affecter la structure
de la canalisation.
Après la préparation de l’ouvrage et avant les travaux, l'état d'accueil de la canalisation est confirmé
par une inspection télévisée.
1.3.2. Travaux annexes
Certains types de dégradations (défauts ponctuels) imposent des réparations à ciel ouvert afin de
pouvoir procéder par la suite à la réhabilitation de la canalisation dans les meilleurs conditions
possibles. C’est notamment le cas en présence de déboîtements, ovalisations extrêmes, effondrements
partiels…
De la même manière certaines techniques nécessitent, lors de leur mise en œ uvre, la création de fosses
de travail.
Enfin, selon le procédé de réhabilitation choisi, les effluents devront être ou non dérivés.
29
2. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS NON VISITABLES
200 à 1200 mm
Les techniques pour la réhabilitation des collecteurs non visitables sont au nombre de six. Ponctuelles
ou continues, elles sont réalisées sans ouverture de tranchée et sont, selon les procédés, non
destructives ou destructives. Ces techniques sont les suivantes :
§
§
§
§
§
Robots multifonctions,
Injections ponctuelles d’étanchement,
Manchette (ou chemisage partiel),
Chemisage continu,
Tubage,
§ Mange tube,
§ Éclate tuyau.
procédés non destructifs
procédés destructifs
Certaines de ces techniques sont également pratiquées en réseaux visitables ; c’est le cas des
chemisages, tubages, injections et éventuellement manchettes. Il faut tout de même savoir qu’elles
sont plus couramment utilisées en non visitable.
2.1. Robots multifonctions
Les robots multifonctions ou automates sont indispensables dès lors que nous travaillons dans des
canalisations non visitables. Ils permettent le rétablissement hydraulique, le colmatage des fissures, la
consolidation de la canalisation ainsi que la mise en œ uvre des diverses autres techniques de
réhabilitation.
2.1.1. Domaine d’utilisation
Cette technique de réhabilitation ponctuelle est employée uniquement dans les collecteurs non
visitables. 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 (dépôts
solides, concrétions diverses, racines, branchements pénétrants, joints pendants hors de leurs
logements… ),
§ 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 un
hydrocurage 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 véhicule
d’intervention. Enfin, il est possible de traiter, selon les défauts, de 3 à 8 points par jour.
30
2.2. Injections ponctuelles d’étanchement
Il existe différents types d’injections : les injections d’étanchement et les injections de consolidation et
de régénération. Dans les ouvrages non visitables nous ne procédons qu’à des injections
d’étanchement, les injections de sol n’étant pas pratiquées pour des raisons techniques et
économiques. Par contre, comme nous le verrons par la suite, ce deuxième type d’injection s’applique
aux collecteurs visitables car les enjeux en terme de stabilité sont beaucoup plus importants.
Les injections d’étanchement ont pour but de rétablir l’étanchéité du collecteur en supprimant
ponctuellement les infiltrations ou exfiltrations d’eau entre le sous sol et le collecteur. Ainsi sont
traitées localement la défaillance des joints, les fissures circulaires et les perforations de la
canalisation.
Ces injections ne s’appliquent, ni aux fissures longitudinales des réseaux non visitables, ni aux défauts
de masse et de surface (corrosion, abrasion, porosité… ),
Utilisée dans le cadre de la réhabilitation de collecteurs visitables ( ∅ > 1200 mm) comme non
visitables (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 résines
acryliques et les résines polyuréthanes. Ces composants, quels qu’ils soient, doivent impérativement
être stables dans le temps.
Les résines acryliques, généralement à deux composants (résine et catalyseur), se présentent sous
forme de gel dont la viscosité est proche de celle de l’eau, ce qui facilite sa dispersion dans le joint ou
la fissure puis dans le sol. L’étanchéité est donc rétablie par le remplissage du joint ou de la fissure
d’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 sols
constitués de graviers, de roches, etc… , avec des vides importants, la stabilité de l’agglomérat
résine-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 au
catalyseur, le produit gonfle et se vulcanise en formant une mousse assez souple. L’intérêt de cette
résine est qu’elle présente, après polymérisation, peu de retrait en raison de la faible quantité de
solvant. Le cordon étanche ainsi formé présente une bonne adhérence au niveau du défaut traité. De
plus, il est suffisamment souple pour encaisser des mouvements du sol et ne dépend pas de la nature
du remblai autour de la canalisation. Cependant, l’adhérence du polyuréthane est fonction de l’état de
surface de l’ouvrage support.
Ainsi, l’emploi des résines acryliques est à préconiser lorsque le sol au voisinage du réseau est
relativement fin et humide. En ce qui concerne les résines polyuréthanes, si leur emploi peut être
envisagé même dans les cas précédents, leur efficacité est d’autant plus grande que les fissures sont
étroites, dans la mesure où le cordon de résine adhère mieux sur le matériau.
31
Les injections d’étanchement ne nécessitent pas de dériver les effluents (sauf exceptions). Elles
consistent à introduire dans la canalisation, par l’intermédiaire d’un regard, un appareillage à
extrémités gonflables (manchon) constituant une chambre d’injection sous pression de produits
liquides ou pâteux.
Le robot s’arrête au droit de chaque défaut, et sous contrôle vidéo, procède à l’injection d’étanchement
jusqu’au refus, ce qui colmate totalement la fissure. Avant séchage du produit, un lissage doit être
réalisé pour qu’aucune rugosité ne subsiste à l’intérieur de la section d’écoulement. Une fois la
parfaite étanchéité vérifiée, le robot se déplace vers le défaut suivant. Il est possible d’étancher, selon
les cas, de 10 à 40 défauts par jour.
En présence de forts décalages qui ne permettent pas le passage du manchon d’injection, il est
nécessaire de procéder à une fouille locale.
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’isoler
la zone à traiter,
- injection réalisée à l’aide d’une pompe
volumétrique,
- polymérisation ou durcissement selon produit,
- contrôle d’étanchéité,
- renouvellement du cycle si nécessaire.
2.3. La manchette ou chemisage partiel
La manchette, ou chemisage partiel, consiste à construire un tuyau neuf plaqué à l’intérieur de la
canalisation dégradée, sans ouverture de tranchée, entre deux regards.
La manchette, de longueur variable, permet de corriger localement les faiblesses de structure et
d’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 la
réhabilitation. Outre cette fonction mécanique, elle permet de rétablir l’hydraulicité et l’étanchéité de
la 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 de
150 mm. Cette technique est plus rarement utilisée en visitable. Nous pouvons citer à titre d’exemple
l’entreprise INSITUFORM qui a développé son propre procédé et qui utilise cette technique sur des
conduites visitables de diamètre maximal 1400 mm.
32
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’une
membrane 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 manchettes
composées de tissu en fibre de verre et de feutre (3 ou 4 épaisseurs de tissu de verre alternées par 2 ou
3 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 contre
l’abrasion et la corrosion, le tissu en fibre de verre lui fournit épaisseur et résistance, le feutre lui
assure 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 du
chemisage 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 mécaniques
qui s’exercent sur lui. Cependant, sur certains points présentant des défauts de structure, un
renforcement mécanique ponctuel peut s’avérer nécessaire. Ainsi, la manchette consolidante n’a pas
pour 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 de
tuyaux dégradés de la canalisation existante ne peut pas être évaluée ; elle est alors considérée comme
nulle. Cet objectif ne s'applique donc que dans le cas de la réhabilitation d'un élément de tuyau
complet. Les éléments à prendre en compte dans le calcul sont les mêmes que ceux du chemisage
continu structurant.
La méthode de calcul du chemisage partiel reprend celle du chemisage continu (voir paragraphe
2.4.3.). Cependant, cette méthode ne s'applique que dans le cas où le chemisage partiel a une longueur
correspondant à la longueur du tuyau, augmentée à chaque extrémité d'une fois le
demi-diamètre de la canalisation.
Sous réserve que le niveau d’eau ne soit pas très important, il est possible de procéder au chemisage
ponctuel 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 sous
pression pour l’encrer ou la fixer à la paroi de l’ouvrage. L’opération doit être réalisée avec beaucoup
de soin afin d’éviter tout décollement ultérieur. Selon les diamètres et l’implantation des défauts à
traiter, il est possible de mettre en place de 4 à 6 unités par jour.
33
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.
Document Insituform
Remarque :
La longueur des manchettes diffère selon le procédé. Par exemple, INSITUFORM propose des
manchettes de 1 à 2 ml applicables sur des diamètres de 150 à 1400 mm, alors que le procédé ASS
dispose de manchettes standards de 0,40 ml (juxtaposables en cas d’anomalies de longueurs plus
importantes) 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 enveloppe
souple constituée d’une armature souple fortement imbibée d’une résine, et ce sans laisser subsister
d’espace annulaire.
Le chemisage ne réduit que fort peu la section d’écoulement (à titre indicatif, l’épaisseur de la gaine
est comprise entre 3 mm et 10 mm) tout en améliorant les caractéristiques hydrauliques du collecteur
de 15 à 35 % de ses capacités d’écoulement : diminution de la rugosité, suppression des variations de
section et des obstacles, suppression des remous et décalages au droit des assemblages (ANNEXE 4).
De nature généralement structurante, le chemisage peut également être employé en non structurant
pour remédier aux problèmes d'étanchement, d'anticorrosion ou d'antiabrasion.
Il s’agit d’une réhabilitation de type continu qui concerne essentiellement les canalisations non
visitables et qui s’emploie couramment sur des diamètres de 200 à 800 mm. Cette technique s’emploie
plus 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 du
chemisage.
2.4.2. Composants
Le chemisage, qui équivaut à un véritable tuyau sans joints, est préformé en usine aux dimensions du
tronçon à réhabiliter.
Il est constitué de matériaux composites (résine armée pouvant être protégée par un film). Les résines
utilisées sont en polyester, époxy, ou vinylester ; les armatures en fibres de verre ou de polyester
tissées ou non ; les films en polychlorure de vinyle (PVC) polyuréthane (PU) ; polyéthylène (PE)…
34
2.4.3. Dimensionnement
A l’instar des tuyaux neufs, les règles de calcul du chemisage continu sont basées sur les
préconisations du Fascicule 70 du CCTG (« ouvrages d’assainissement », édition 1992). Elles ont
été adaptées aux travaux de réhabilitation par une commission de l’A.G.H.T.M. ; la méthode
ainsi que la note de calcul figurent en annexe de ses « Recommandations pour la réhabilitation des
réseaux d'assainissement ».
Ø Hypothèses de calcul
La canalisation à réhabiliter est supposée transmettre les charges sans dommage (aucun vide ne
subsiste autour de la canalisation).
Dans le cas du chemisage de simple étanchement (chemisage non structurant), l'ouvrage à
réhabiliter est considéré comme apte à reprendre les efforts mécaniques qui s’exercent sur lui. Le
calcul 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-être
évaluée, elle est considérée comme nulle. Le chemisage doit alors, comme un tuyau fabriqué en
usine, 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 du
dimensionnement 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 placer
dans le cas le plus pénalisant et de baser les règles de calcul des ouvrages sur des hypothèses allant
dans le sens de la sécurité. Ainsi il vaut mieux, dans tous les cas, opter pour un chemisage structurant
plutôt que pour un chemisage de simple étanchement.
Le chemisage continu ne nécessite généralement pas d'ouverture de fouilles. L'emprise est réduite à un
semi-remorque.
La dérivation des effluents s’impose lors de la mise en œ uvre du chemisage. L'introduction de la gaine
s'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 par
chauffage à l'eau, à la vapeur, à l'aide de résistance électrique ou d’ultraviolets.
35
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 traction
La gaine est mise en place à l’aide d’un treuil qui la tire d’un regard au regard suivant. La mise en
pression de l’ensemble est ensuite réalisée à l’air. Dès lors que la gaine épouse parfaitement la forme
de la canalisation, il est procédé à son durcissement par polymérisation au moyen de lampes ultraviolet
ou autre méthode.
Le chemisage par traction est idéal pour les petits diamètres (200 à 600 mm ) et pour les tronçons
standards de 50 à 60 ml car il est mis en place très rapidement. Cependant, il est moins efficace sur les
grandes longueurs : on peut difficilement aller au-delà de 100 ml. De plus, lors de sa mise en œ uvre il
n’est pas étanche avant durcissement de la résine ce qui implique une mise à sec rigoureuse du
tronçon. Pour répondre à cet inconvénient, ses deux faces sont protégées par des films imperméables à
l’air et à l’eau.
Ø Chemisage continu par inversion
Cette technique consiste à introduire, en la retournant, une gaine
souple imprégnée de résine à partir d’un regard de visite, au
moyen d’air comprimé (ou d’eau) qui plaque la gaine contre la
paroi. La gaine est ensuite polymérisée en place grâce à la
circulation de vapeur sous pression ou par le chauffage de l’eau.
Le chemisage par inversion est à préconiser lorsque la canalisation
présente de nombreux coudes ainsi que des réductions de
diamètre. De plus il s’applique en continu sur de grandes
longueurs (de 350 m à 650 m) et concerne des diamètres de 150 à
1000 mm (au-delà, la mise en œ uvre est plus délicate et se fait au
cas par cas). Cependant, les branchements devant être réouverts
aussitôt après durcissement, il doivent être limités quant à leur
nombre.
Enfin, contrairement au chemisage par traction, la résine étanche
est en contacte direct avec la canalisation qui doit être en
conséquence soigneusement nettoyée.
L’inconvénient majeur du chemisage par inversion est que sa mise
en œ uvre est bien plus longue.
2.4.5. Limites techniques du chemisage continu
Les limites techniques du chemisage continu dépendent du terrain environnant, de la nature des
effluents, de l’ovalisation et des décalages excessifs, ainsi que des contres pentes.
36
Œ Nature des effluents
Les CCTP prévoient que les effluents domestiques doivent être conformes à ceux décrits dans la
circulaire interministérielle INT 77/284 du 22 juin1977. Ils doivent en particulier avoir un pH compris
entre 5,5 et 8,5 et une température maximale de 30 °C. Tous les procédés de chemisage et toutes les
résines couramment employées (résine polyester en particulier) résistent parfaitement bien à ce type
d'effluent. A titre indicatif, les résines polyester peuvent véhiculer en permanence une solution diluée à
65% d'acide sulfurique à cette température de 30° C. Les gaines sont donc parfaitement bien adaptées
pour des effluents acides (hydrogène sulfuré H2S).
Dans les milieux industriels il faut faire face à des températures plus extrêmes. Dans ce cas il est
possible d’utiliser d'autres types de résines qui permettent de véhiculer en permanence des solutions
dont la température peut dépasser 60 °C. Une étude particulière doit alors être réalisée en fonction de
la solution chimique.
• Ovalisation
L'AGHTM fixe comme limite au chemisage une ovalisation maximum de 8% du diamètre nominal
de la canalisation. Dans la pratique une plus grande ovalisation peut être parfois acceptée car il n'est
pas rare que la pression de mise en œ uvre du chemisage permette une remise en forme de la
canalisation d’accueil. Il est également à noter qu'en cas d'ovalisation plus importante (jusqu'à 30% du
diamètre) il est possible de mettre en œ uvre des manchettes métalliques au moyen d'un système
comparable 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 contraintes
mécaniques. L'état de la canalisation d'accueil n'est donc plus une limite. Enfin, dans le cas des
conduites ovalisées (donc généralement fracturées), les techniques d'inversion sont préférables aux
techniques de traction.
Ž 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 du
diamètre. Sur de tels défauts, la gaine peut subir des efforts de cisaillement dans son domaine
d'élasticité jusqu'à 10 fois son épaisseur. Par exemple, une gaine de 400 mm de diamètre et de 6 mm
d’épaisseur peut subir des décalages par cisaillement jusqu'à 6 cm sans être affaiblie. Ainsi, la
technique du chemisage continu, de part sont étanchéité et l’absence de joints, est particulièrement
bien 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 des
dysfonctionnements tels que la formation de graisses sur les parois. Dans le premier cas, le chemisage
est 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. Ces
défauts trouvent souvent leur origine dans le sol, et il est raisonnable de penser que s'ils sont
visibles en certains points, il est possible qu'ils apparaissent aussi dans d'autres. Il est donc
conseillé de rechemiser la canalisation après traitement des défauts ponctuels afin de s'assurer de la
pérennité des réparations.
37
2.5. Le tubage
Cette technique consiste à mettre en place dans la canalisation à réhabiliter une nouvelle conduite d’un
diamètre inférieur. L’assemblage des éléments se fait par collage, thermosoudage ou emboîtement.
La technique du tubage avec remplissage du vide annulaire concerne les réseaux visitables comme non
visitables. Lorsqu’il n’y a pas remplissage du vide annulaire, seules les ouvrages non visitables sont
concernés.
D’une manière générale cette technique ne peut pas être mise en œ uvre sur de trop petits collecteurs en
raison de la diminution de la section qu’elle entraîne. Le diamètre minimal semble être de 300 mm
bien que certains procédés proposent une mise en œ uvre à partir de 100 mm. Le diamètre maximal est
de 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 transmission
des charges extérieures au nouveau tuyau. Il est non structurant dans le cas contraire. Le
dimensionnement 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 grands
diamètres le PRV (Polyester Renforcé de Verre) est apprécié pour sa légèreté, sa résistance à la
corrosion et à l’abrasion.
Après dérivation des effluents, la nouvelle conduite est insérée par tractage ou par poussage
d’éléments courts ou longs ou bien par enroulement hélicoïdal. L’ouverture d’une fosse de travail peut
s’avérer nécessaire.
Ø Tubage par enroulement hélicoïdal
Cette technique concerne les ouvrages visitables (quelque soit le type de section) comme non
visitables et s’emploie couramment sur des diamètres de 500 à 1500 mm. Elle consiste en la
fabrication mécanique in situ d’un tuyau, par enroulement hélicoïdal d’un profilé spécial assemblé par
clipsage. L’étanchéité est assurée par la compression de joints en caoutchouc ou par collage. L’espace
entre la canalisation existante et le tube est rempli par injection de coulis. L’épaisseur du coulis est
ajustée en fonction de la résistance mécanique à obtenir et de la section finale désirée.
Aménagement de la cunette pour installation de la
machine à spiraler (canalisation non visitable)
Assemblage manuel (canalisation visitable)
38
Ø Tubage par tube prédéformé
La technique du tube prédéformé concerne uniquement les ouvrages non visitables de diamètre 150
à 800 mm ; il s’agit d’un tubage par tuyau continu sans espace annulaire. Cette technique est destinée
à la réhabilitation de tronçons de réseaux droits, légèrement courbés ou désaxés, pouvant atteindre de
grandes 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 %.
Le tube est introduit dans la canalisation par un regard ou une
fouille de départ à l’aide d’un treuil. Il est alors coupé à la longueur
souhaitée. Il reprend ensuite sa forme initialement ronde et se
plaque contre la paroi intérieure de la canalisation existante soit
spontanément, soit par mise sous pression à la vapeur ou à l’eau
(après obturation des extrémités). Le rapport entre le diamètre
intérieur du tube à réhabiliter et le diamètre extérieur du nouveau
tube est préalablement défini afin de garantir une bonne adhérence.
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 à
remplir par injection l’espace annulaire.
L’assemblage des tubes diffère selon le procédé utilisé. L’étanchéité est obtenue par un joint en
caoutchouc.
A titre d’exemple, le procédé RAULINE propose des tubes qui
disposent de manchons à emboîtement verrouillable. Le
raccordement de ces tubes se fait par un système de clavette dans la
paroi du tube, conférant à l’ensemble une surface lisse tant à
l’intérieur qu’à l’extérieur. Les tubes sont disponibles du diamètre
extérieur 160 mm à 450 mm et permettent donc de réhabiliter des
canalisations de diamètre nominal 200 à 500 mm.
2.6. Les techniques destructives
Ces techniques sont fondées sur la destruction totale du collecteur dégradé et son remplacement par
l’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 à
préjudice et qu’on ne peut plus recourir aux procédés de réhabilitation non destructifs ou au
remplacement traditionnel par tranchée.
L’ouverture de fosses de travail peut s’avérer indispensable de même que de grandes courbes
nécessitent des fouilles ponctuelles.
Ces techniques destructives concernent uniquement les ouvrages non visitables et ne sont
applicables que sur des canalisations en matériaux cassables : grès vitrifié, amiante ciment, béton
non armé, fonte grise ; sont ainsi exclus le béton armé, la fonte ductile, l’acier. De plus, il doit être
procédé à la dérivation des effluents.
39
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 rien
de 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 est
poussé en continu vers un puits de sortie. La tête de forage, comme pour tout tunnelier, est guidée par
laser 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 que
peuvent être installés des tuyaux de diamètre supérieur à celui de la canalisation de départ. Les débris
broyés de l’ancienne conduite sont évacués à travers la nouvelle canalisation par un circuit de
marinage 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 des
canalisations de diamètre nominal 100 à 1000 mm et sa capacité d’avancement est de 100 à 150 m par
semaine. L’ensemble des tuyaux neufs est mis en place dans la continuité de l’éclate tuyau (fusée) qui
détruit 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 section
nominale identique voire même supérieure. L’assemblage se fait ensuite de façon mécanique ou par
soudage.
Contrainte
La mise en en œ uvre de l’éclate tuyau entraîne un soulèvement du sol en place bien que le diamètre
installé 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 de
l’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 bien
connaître le sous-sol avant d’intervenir.
40
3. TECHNIQUES POUR LES COLLECTEURS VISITABLES
> 12O0 mm
h mini
1.2O m
Un certain nombre de techniques applicables dans les collecteurs non visitables peuvent être utilisées
dans les collecteurs visitables ; c’est le cas des injections d’étanchement, du chemisage, du tubage. Le
présent 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 les
conditions 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 évalué
et 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 matières
organiques contenues dans la couche de boue déposée sur les parois de la canalisation. C’est un gaz
mortel, plus lourd que l’air, très corrosif et explosif. Avant chaque descente, une équipe de
reconnaissance équipée de détecteurs de gaz doit précéder l’équipe de travail. La concentration
maximum admissible est de 10 ppm. En cours de travail, si le gaz est détecté, des masques
autosauveteurs sont utilisés pour évacuer l’ouvrage.
CO – Le monoxyde de carbone provient de l’échappement des moteurs. Les groupes compresseurs ou
électrogènes 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 pour
le 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 de
flotteurs de détection reliés à une alarme sonore et lumineuse. Le seuil est de 20 cm au dessus du
niveau par temps sec.
Ø Risque d’explosion
Le chantier est éclairé par des guirlandes antidéflagrantes et des outils pneumatiques sont utilisés pour
éviter tout risque d’étincelle. A cet effet, un détecteur permet de mesurer l’explosivité du milieu (le
méthane est le gaz étalon).
Ø Consigne d’alerte
Depuis la surface, les compresseurs et machines sont coupés et l’éclairage doit clignoter.
41
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, des
réparations 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 son
intégrité à la structure. Suivant la configuration de l’ouvrage, ces réparations sont réalisées
mécaniquement 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. Ces
injections, sont non structurantes lorsqu’il s’agit d’injections d’étanchement et structurantes
lorsqu’elles ont pour objectif de consolider la structure de l’ouvrage, voire même de stabiliser les
terrains environnants (mélange à base de ciment).
LES DIFFERENTS TYPES D’INJECTIONS
NOM
A. Injection de traitement de terrain … … … .… .
DEFINITION
-
En pratique, il est préférable de commencer par les injectons de collage puis seulement après on procède aux injections du sol.
B. Injection de collage … … … … … … … … … … ..
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 ou
allégé en fonction du maillage (qui varie de 1 à 3 m).
C. Comblement des vides … … … … … … … … … .
-
remplissage de grands vides,
travail ponctuel.
D. Régénération … … … … … … … … … … … … … .
-
injection sur la structure de la maçonnerie pour confortement,
restitution des caractéristiques mécaniques de la maçonnerie,
amélioration de l’étanchéité,
travail ponctuel ou linéaire.
E. Injection d’étanchement … … … … … … … … …
-
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 le
plus souvent mises en œ uvre à basse pression (inférieure à 1 bar), notamment pour le remplissage des
vides, et utilisent des coulis dont la composition varie en fonction de la nature du traitement souhaité
et des matériaux constitutifs du sol encaissant.
42
En ce qui concerne les injections d’étanchement, la mise en œ uvre et les produits sont à l’image de
ce qui est réalisé dans les collecteurs de petits diamètres par les robots. L’injection d’étanchement peut
tout à fait être réalisée avec manchon (ouvrages circulaires uniquement), mais le plus souvent le travail
est 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 consolider
la structure de l’ouvrage (technique structurante ou non). Ce revêtement équivaut à un chemisage de
l’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 la
flexibilité 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’un
recul 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. Cette
projection est réalisée par voie sèche ou par voie mouillée (bétons et mortier), la distinction étant le
point 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 la
lance. Juste avant l’éjection du produit, on rajoute de l’eau surpressée et le mélange est projeté sur la
paroi.
Par voie mouillée, le produit est dosé, malaxé avec de l’eau et propulsé vers la lance où l’on injecte de
l’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 une
certaine fissuration de l’enduit. Ainsi, dans les petites galeries que sont les égouts visitables, on
préférera les procédés par voie mouillée. Des renforts éventuels peuvent être mis en place avant la
projection (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 jour
selon 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 puis
d’une repose.
43
3.2.4. Pose de coques préfabriquées
Cette technique a été conçue pour rénover toutes les formes d’égouts et de grands ouvrages. Elle
consiste 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 seulement
le 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’étanchéité
et 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 doivent
d’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 est
injecté dans le vide annulaire pour solidariser la nouvelle canalisation à l’ancienne et ainsi permettre le
report des charges. Dans le cas où l’ouvrage présente des réseaux divers fixés à sa paroi, ceux-ci
devront être déposés puis reposés.
Des travaux d’adaptation (de cunette par exemple) peuvent précéder la pose de ces éléments
préfabriqués tout au long du projet.
Enfin, la pose des coques entraîne une réduction significative de la section utile de l’ouvrage, mais ne
nuit pas pour autant à sa capacité hydraulique. Au contraire, celle-ci s’améliore du fait de la
diminution du coefficient de rugosité.
3.3. Tableau récapitulatif : ouvrages visitables ou non
RESEAUX NON VISITABLES
NON STRUCTURANT
PROCEDES
REPARATION
PONCTUELLE
-
injections d’étanchement
-
manchettes
un caractère « renforçant »
défaut de « structurant »
-
RESEAUX VISITABLES
STRUCTURANT
-
NON STRUCTURANT
-
injections d’étanchement
-
reprises traditionnelles
STRUCTURANT
-
injections de collage
injections de traitement du
terrain
injections de régénération
injections des vides
manchettes métalliques
à elles redonnent dans le cas
d’une ovalisation une forme
acceptable à la canalisation
robots multifonctions
rejointoiement, réfection d’enduit,
réfection + reprofilage du radier,
colmatage des fissures…
REHABILITATION
CONTINUE
REMPLACEMENT
chemisage de simple
chemisage structurant
étanchement
tubage sans remplissage tubage avec remplissage
du vide annulaire
du vide annulaire
-
- chemisage
- tubage avec remplissage du vide annulaire
- Projection de béton, mortier ou résines
- Coques préfabriquées
mange tube
éclate tuyau
44
Conclusion
Les techniques d’entretien ou de maintenance des réseaux ne cherchent qu'à reprendre des défauts
localisés tels que des infiltrations aux joints ou des casses ponctuelles. Il se produit souvent un
phénomène de report des défauts à l'issue d'une réparation ponctuelle sur les éléments voisins de la
zone traitée. Ainsi, si un joint est étanché au moyen d'une manchette, il n'est pas rare de constater que
son voisin, posé à la même époque et qui n'a pas cédé le premier, cède à son tour car il reprend
l'intégralité des charges. Ce phénomène est particulièrement visible après le traitement des racines
par manchette ; ces dernières, en effet, pénètrent par le joint voisin. De même, il est possible de voir
apparaître, après le traitement ponctuel d’une fissure longitudinale, une prolongation de cette fissure
après les travaux.
C'est pourquoi il est généralement constaté après quelques années, qu’un chantier traité par des
techniques ponctuelles présente le même taux d'infiltrations d'eaux claires parasites qu'avant les
travaux. Ce phénomène physique explique pourquoi de nombreux maîtres d'ouvrage sont insatisfaits
des réparations ponctuelles. Ce phénomène ne se produit pas avec les deux autres familles de
techniques que sont la réhabilitation continue et le remplacement. En effet, ces dernières remplacent
l'ancien tuyau par un tuyau neuf avec les garanties liées à de telles prestations (garantie décennale et
amortissement technique sur 50 ans).
Il est donc très important dans un projet de réhabilitation de bien définir les objectifs du traitement. Si
le but est de masquer une infiltration ponctuelle ou de traiter une casse ponctuelle, les techniques de
maintenance (ou réparations ponctuelles) sont parfaitement adaptées. Si par contre le but est de
remettre à neuf une canalisation entre deux regards, avec des essais d'étanchéité et une demande de
garantie ou de longévité, les techniques de réhabilitation continue et de remplacement sont
préférables. En tout état de cause il n'est pas rigoureux, techniquement parlant, de comparer un projet
de réparations ponctuelles avec un projet de réhabilitation.
45
TROISIEME PARTIE
CONTROLES QUALITE
46
La réalisation de contrôles répond à des obligations de résultats en fin de chantier. Ces obligations
relèvent de la réglementation en vigueur dans le domaine de la maîtrise d’œuvre des réseaux
d’assainissement.
Les contrôles réalisés avant, en cours et après travaux ont vocation à garantir la pérennité du réseaux
d’assainissement, et par là même, assurer la protection du milieu naturel. L’objectif de ces contrôles
est 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 des
opérations non conformes, mais de permettre aux professionnels de l’assainissement de vérifier la
conformité de leurs prestations aux exigences spécifiées ou implicites et de progresser vers la qualité
requise.
Le contrôle a un grand intérêt :
pour l'entreprise qui grâce au contrôle intérieur pourra fiabiliser ses chantiers, vérifier sa
compétence 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 la
protection 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 réseaux
d'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 des
eaux usées, en particulier celles à prendre en matière de contrôle de la qualité d'exécution et de
réception 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’ouvrages
existants au système de collecte ».
La procédure de réception est prononcée par la commune (ou ses groupements) qui, à cet effet, confie
la réalisation des contrôles à un organisme qualifié et indépendant de l’entreprise chargée des
travaux.
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 contrôles
réalisés 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 des
travaux, constituent le CONTROLE EXTERIEUR.
47
Les seconds, indispensables à l’entreprise tout au long de l'exécution des travaux pour passer avec
succès les tests relatifs au contrôle extérieur, constituent le CONTROLE INTERIEUR.
Sont définis ainsi les termes suivants :
Contrôle intérieur
Il 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 pour
s’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 du
responsable de la fabrication ou de la production dans les conditions définies dans le Plan d’Assurance
Qualité.
Le contrôle externe : opération de surveillance, de vérifications, d’essais exercée par du personnel de
l’entreprise indépendant de la chaîne de production ou par un organisme extérieur mandaté par
l’entreprise.
Contrôle extérieur
Ce contrôle est exercé par un opérateur indépendant de l’entreprise chargée des travaux, pour le
compte du maître d’ouvrage.
1.2.2. Organigramme des contrôles
Maître d’ouvrage
Maître d’œuvre
Entreprise
CONTROLE EXTERIEUR
CONTROLE INTERIEUR
Autocontrôle
Exercé par
l’exécutant
Contrôle interne
Exercé sous l’autorité
du responsable de la
production
Contrôle externe
Exercé indépendamment
de la chaîne de la
production
Exercé par un
opérateur indépendant
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 chacun
des 6 grands bassins hydrographiques du pays (Artois Picardie, Seine-Normandie, Rhin-Meuse, LoireBretagne, Adour-Garonne, Rhône-Méditerrannée-Corse). Il s’agit d’établissements publics de l'État
dotés de la personnalité juridique et de l'autonomie financière. Les Agences de l’Eau sont placées sous
la tutelle du Ministère de l'Environnement et du Ministère de l'Économie et des Finances.
48
1.3.2. Rôle des A.E.
Le rôle des Agences est de reconquérir la qualité des rivières et du littoral, de préserver les nappes
souterraines, mais aussi de contribuer à satisfaire tous les utilisateurs d'eau. Pour cela, elles
soutiennent techniquement et financièrement des projets de lutte contre la pollution du milieu naturel
par 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 des
pollueurs (principe du pollueur-payeur), préleveurs et consommateurs d'eau.
Ces redevances sont ensuite redistribuées sous forme d'aides aux collectivités locales ou à leurs
établissements publics. Ces participations financières, dont la demande s’appuie sur un dossier
technique, prennent la forme de prêts ou de subventions. Le bénéficiaire d’une aide attribuée par
l’Agence de l’Eau doit respecter les dispositions relevant de la réglementation en vigueur dans le
domaine de la maîtrise d’œ uvre des réseaux d’assainissement. Le maître d’ouvrage s’engage
notamment à veiller au respect du Fascicule 70 et de l’arrêté du 22 décembre 1994 du Ministère de
l’Environnement. Le non respect de ces dispositions fonde l’Agence de l’Eau à réclamer le
remboursement des participations accordées. Ainsi, l’Agence de l’Eau inclut dans ses règles
d’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 étendu
son domaine d’intervention au domaine de la « Qualité », et notamment à la qualité de la bonne
exécution des travaux d’assainissement. A ce titre une nouvelle aide financière a été prévue en matière
de 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 de
réception 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 de
réhabilitation consistent en « Recommandations » mises au point en avril 1999 par l’A.E.S.N. en
partenariat 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 été
élaborées 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 principalement
sur 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 des
travaux de réhabilitation » (ANNEXE 6), l’Agence de l’Eau propose pour chaque type de technique
un inventaire de contrôles à réaliser. Le maître d’ouvrage établira son programme de vérification de la
bonne exécution des travaux sur la base de ces contrôles.
49
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 de
contrôles prises par l’entreprise pour réaliser l’ouvrage et atteindre la qualité requise. L’entrepreneur
doit 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, les
dispositions 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, application
d’actions correctives appropriées ...).
Pour chaque type de travaux sont donc définis des points critiques qui doivent faire d’objet, en cas de
non 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’après
l’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 ces
dernières 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 à
l’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 la
poursuite 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’entreprise
s’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 de
l’ouvrage. Cet autocontrôle nécessite que le personnel soit bien formé, que les instructions de mise en
œ uvre soient adéquates et accessibles à leurs destinataires, que l’exécutant de chaque tâche soit
désigné et atteste d’une exécution conforme. Les maîtres mots sont donc organisation et qualification
et c’est là le rôle essentiel du P.A.Q. que de les définir.
50
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 de
réception. 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 en
œ 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 double
emploi 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 rémunéré
directement par le maître d’ouvrage ; le marché auquel il répond est indépendant du marché de
travaux. Le maître d’ouvrage, le maître d’œ uvre, les entreprises concernées et l’Agence de l’Eau (dans
le cas d’une participation financière), doivent être informés de ses dates d’intervention sur les
chantiers.
Pour les contrôles relevant de l’article 25 de l’Arrêté du 22 décembre 1994, l’organisme retenu doit
avoir 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 de
l’entreprise est alors prise en compte.
Actuellement, le but recherché par l’A.E.S.N. est qu’au VIII ème programme, tous les contrôles
prévus 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 de
conformité. Il assure la validation de ces dernières par le maître d’œ uvre ainsi que la validation des
points 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 des
travaux est à la charge des entreprises concernées.
51
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 préalable
qui 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 ces
préconisations 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’organisme
de 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 débutent
les 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, ou
tronçon par tronçon lorsque les conditions techniques l’exigent. La nature des contrôles, leurs
fonctions ainsi que le nombre d’interventions doivent être définis.
Dans la majorité des cas, il est fait appel aux seuls contrôles visuels, télévisuels, compactage et
étanchéité. Ces contrôles concernent le plus souvent les canalisations non visitables. Pour les ouvrages
visitables, d’autres essais peuvent s’ajouter en fonction de la spécificité des travaux réalisés (essais de
vérinage interne, essais radar… ).
La réception des ouvrages n’est finalement prononcée que sous réserve de résultats concluants des
divers 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 réhabilitation
d’un collecteur visitable 200/105, les « contrôle et suivi qualité pendant travaux » suivants par un
organisme de contrôles indépendant.
Nous ne reprendrons ici, à titre d’exemple, que les propositions de contrôles qui concernent la partie
des travaux correspondant aux injections de traitement de l’assise. Ceci permettra d’illustrer ce que de
plus 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).
Œ 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
52
• Objectifs des travaux
FONCTION
TRAVAUX
OBJECTIFS DES
TRAVAUX
Structurelle
Injection de traitement
de l’assise du radier
§
§
§
§
Consolidation
§
PARAMETRES DE CONTROLES OU
D’APPRECIATION
Qualité des matériaux,
maîtrise des injections,
respect des critères d’injection,
essais dynarad ou
essais d’impédance mécanique,
qualité des rebouchages des forage.
Ž Contrôles d’exécution
NATURE ET CONTENU DU CONTROLE
Examen des notices techniques ou du PAQ
Procédure d’exécution,
Fiches techniques matériaux et matériels,
Maîtrise des critères d’injections,
Modalités du contrôle intérieur.
Nature du
contrôle
Nombre
d’intervention
ou d’unités
Période
d’intervention
Point d’arrêt
1
Avant travaux
Point d’arrêt
1
Début des
injections
Point critique
1 lot pour 50
ml de
collecteur
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.
§ Contrôle des caractéristiques des coulis frais
§ Contrôle des caractéristiques des coulis durcis à 7, 28 et 90
jours
§ Contrôle des débitmètres et des capteurs de pression
Point d’arrêt
En cours de
travaux
Tous les 200
m3 de coulis
Contrôle qualité de l’exécution des phases principales
§ Mise en œ uvre des injections :
Point critique
Respect des procédures,
Surveillance des environnants,
Appréciation des paramètres d’injection et des consommations.
§ Qualité du rebouchage des forages
Point critique
A 25 % du
linéaire, puis
tous les 200 m 3
de coulis
Sur 100 % du
linéaire
En cours de
travaux
En cours de
travaux
• Contrôles et essais préalables à la réception
FONCTION
Structurelle
Nombre d’intervention
NATURE ET CONTENU DES CONTROLE
Prélèvements de contrôle
Non
*
Essais dynarad tous les 10 m ou
impédance mécanique tous les mètres
Oui
100 % du linéaire
Oui
100 % du linéaire
Hydraulique et Inspection visuelle des rebouchages des
forages
fonctionnement
OBSERVATIONS
Dans le cas de résultats
non satisfaisants des
autres contrôles
Appréciation des
effets de
consolidation.
Qualité des finitions
53
2.3. Contrôles préconisés par l’AGHTM
Les recommandations de l’Agence de l’Eau Seine-Normandie ne suffisent pas. Pour établir un plan de
contrôle efficace et complet en fonction du type de technique de réhabilitation adopté, il faut de plus se
référer 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, par
technique, 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 de
l’AGHTM. Celles-ci sont les suivantes :
Œ 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 pas
évolué depuis l’étude de diagnostic d’état. La vérification fait l’objet d’un rapport (comparatif s’il y a
lieu) 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 également
l’objet d’un rapport remis au maître d’œ uvre (rapport photos, cassette vidéo).
Ž 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)
§
§
§
§
§
§
§
§
Contrôle des caractéristiques dimensionnelles et des tolérances de fabrication (note de calcul),
Contrôle de l’épaisseur de la paroi résultante,
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
54
Tubage sans remplissage du vide annulaire (canalisations non visitables)
§
§
§
§
§
§
§
§
§
Inspection télévisée avant travaux (rapport photographique et cassette vidéo),
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)
§
§
§
§
§
§
§
§
§
§
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),
Contrôle de la qualité de l’assemblage des éléments,
Contrôle des conditions de blocage de la nouvelle canalisation,
Contrôle de l’étanchéité et du blocage des extrémités,
Contrôle des conditions d’injection,
Prélèvements d’échantillons du coulis de blocage.
Projection de béton ou mortiers (canalisations visitables)
§
§
§
§
§
§
Inspection visuelle avant travaux,
Essais de convenance des bétons ou mortiers,
Prélèvements, en cours de mise en œ uvre, d’échantillons en caisse et essais,
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),
Autocontrôle de l’étanchéité et du blocage des extrémités,
Autocontrôle de l’étanchéité au droit des raccordements.
55
• Opérations préalables à la réception
Elles interviennent dans le cadre de l’autocontrôle de l’entreprise et consistent en une inspection
visuelle ou télévisée ainsi qu’un test d’étanchéité (avant remise en service des branchements) sur
l’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. Les
autres, 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 à
adopter à la fois les techniques de remplacement à ciel ouvert et de réhabilitation. Ceci explique
l’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 mauvais
compactage et après réalisation de la voirie, des tassements peuvent survenir en raison des différents
efforts, déformer la chaussée et endommager la canalisation. Un bon compactage permet d’obtenir un
équilibre proche de l’équilibre naturel du terrain en un temps très court, d’éviter les tassements
ultérieurs, de limiter les différences de perméabilité qui favorisent les cheminements préférentiels de
l’eau.
Le contrôle de compactage consiste à vérifier la densité et la teneur en eau des remblais et se traduit
par 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 qualités
requises. Le guide SETRA distingue les objectifs de densification suivants (référence à la norme NF P
98-331) :
§ Objectif de densification q4 pour la partie inférieure de remblai et le lit de pose
rdm = 95 % rdOPN
rdfc = 92 % rdOPN
5
Recommandation pour la réalisation des contrôles préalables à la réception des travaux de réhabilitation.
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.
6
56
Ä
Cet 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 % rdOPN
rdfc = 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 % rdOPM
rdfc = 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 a
pour but de tester la totalité du remblaiement (remblai, remblai de protection, lit de pose). Il doit
permettre de contrôler le lit de pose et jusqu’à 30 cm au dessous du lit de pose, sauf refus à
l’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 est
remblayée en totalité ou après chaque couche ?
Dans le premier cas nous nous trouvons face au problème de capacité des appareils en profondeur (4
ou 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 Pénétromètre
Dynamique 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 descendu
dans 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 donc
mieux 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,
57
-
une facilité d’accès dans les zones où un matériel plus lourd de type PDG 100 aurait du mal à
accéder.
Le pénétromètre PANDA est pourtant moins fiable que le PDG 1000 de même qu’il ne dispose pas
d’une bibliothèque de courbes de référence comparable.
Cependant, le PANDA reste un outil précieux pour l’autocontrôle. Il a été en effet constaté que le
degré de compactage q4 est difficile à atteindre dans la zone d’enrobage ; or l’expérience montre que
la tenue dans le temps d’une canalisation est conditionnée par la qualité de ce compactage. Le contrôle
du sol encaissant par le PDG 1000 est difficile (limites liées à la profondeur, étroitesse de la zone
d’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 au
point d’une méthodologie, apporter une solution.
Ø L’essai ovamètre
L’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 de
subventions 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 ovamètre
et PDG 1000 : les tests porteront ainsi sur la totalité du remblai (enrobage + remblai de chaussée). Le
seul 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 zone
d’enrobage et du lit de pose est déduit de la mesure de l’enfoncement d’une pointe normalisée
exprimée en centimètres par coup.
Avec le PDG 1000, le compactage est réputé acceptable si aucun point du pénétrogramme n’est
supérieur à l’enfoncement par coup limite et si les épaisseurs des couches relevées sur le
pénétrogramme 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 cm
d’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 des
résultats 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’un
objectif de compactage, il est fait référence à la norme NF P 98-331 tranchées-ouverture-remblayageréfection. 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 contient
l’ensemble des profils des points contrôlés et leur identification par rapport au plan. Le rapport de
synthèse 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),
58
4. résultats des essais (courbes, normes de compactage, écarts par rapport aux normes, résultats
conformes 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 de
norme est en cours d’élaboration, mais malheureusement sa parution est sans cesse repoussée. En
attendant, 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 plus
commode et plus rapide. En Europe, l’épreuve à l’air est plus couramment utilisée car plus
économique.
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, des
parties de l’ouvrage ayant fait l’objet de la réhabilitation, des conditions de fonctionnement de la
canalisation principale et des branchements lors des travaux (maintien en service, possibilité ou non de
dériver 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 % du
linéaire.
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 % du
linéaire avant ouverture des branchements.
Il est plus intéressant de tester la canalisation réhabilitée après la réouverture des branchements
puisque les « naissances » de branchements constituent un point délicat. Si cela est fait, il faut pouvoir
mettre en place des obturateurs dans les branchements par des robots. Cette technique est possible
mais le coût de l’essai est plus élevé.
Enfin, dans le cas particulier des travaux de chemisage, le test d’étanchéité pourra consister en la
validation du maintien de la pression de mise en place de la gaine.
§ Canalisations visitables
Un test d’étanchéité est toujours envisageable. Il peut être réalisé sur 100 % du linéaire ou sur un
tronçon limité et représentatif.
Dans la pratique, au-delà d’un diamètre de 2000 mm, le contrôle d’étanchéité des grands collecteurs
pose des problèmes techniques, qui rendent inapplicables les protocoles de réception à l’eau car les
59
poussées exercées sur les obturateurs deviennent bien trop importante (près de 8 tonnes pour un
diamètre de 1500 mm).
Ä
Ces difficultés peuvent être levées si on utilise un test à l’air à très basse pression (50 mBar). Dans ces
conditions, la poussée descend en-dessous d’une tonne pour un collecteur ∅ 1500 ; des obturateurs
spéciaux sont alors nécessaires. Cet essai a été testé dans le cas de trois chantiers en région parisienne
et d’un chantier près de Strasbourg sur des collecteurs circulaires et des ovoïdes ; les résultats ont été
satisfaisants. 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 possibilités
de disposer d’eau. A partir d’un diamètre de 500 mm, il faut faire un choix en fonction du coût et de la
mise en œ uvre. Dans tous les cas, le protocole appliqué doit être précisé par le bureau de contrôle lors
de 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 dans
le 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 la
pression de 10 mBar (procédé utilisé en Grande-Bretagne) semblent exclus car trop imprécis tout
comme 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 deux
procédés :
§ 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 norme
NF 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 à
fait 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’un
schéma du réseau.
Rapport d’essai
9
Étude A.E.S.N. « tests d’étanchéité des collecteurs de grandes dimensions » (juillet 1996).
60
En application de l’annexe 1 de l’arrêté du 22 décembre 1994, le rapport précisera par tronçon ou par
élément d’ouvrage les points suivants :
Ä
§ 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 réseau
Il 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 qui
motivent 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 le
cadre d’un contrôle de l’état et du fonctionnement du réseau pour une étude diagnostic. Elle n’a pas
vocation à fournir des mesures autres que celles de distances. Cependant, si l’inspection télévisée est
réalisée 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 (pour
l’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 étant
les 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 un
opérateur 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).
61
3.3.2. Protocole opératoire
Le réseau doit être au préalable entièrement nettoyé par hydrocurage. Le contrôle s’effectue, après
déversement d’eau dans le regard amont, depuis l’aval vers l’amont (ceci afin de mieux visualiser les
culotte de branchement).
Pour les canalisations et les branchements d’un diamètre de 100 à 1200 mm, l’inspection se fait avec
un 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 au
diamètre de la canalisation et être équipée d’une tête rotative à 360°. Le protocole d’inspection doit
alors 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 des
conclusions opérationnelles.
3.3.3. Restitution de l’inspection télévisée
Rapport d’inspection
Ce rapport final établit la synthèse des défauts recensés avec leur degré de gravité. Un feuillet
particulier 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 unitaire
des tuyaux (m), profondeur du radier par rapport au terrain naturel.
§ Résultats des essais : résumé des observations essentielles (synthèse des défauts par type en
précisant l’importance, la fréquence et la gravité). Chaque observation doit être positionnée par
rapport à la côte zéro, définie et caractérisée selon la terminologie en vigueur, illustrée par une
photo couleur numérotée. Les raccordements sont également indiqués (évaluation du diamètre,
position horaire dans la section verticale, distance, nature). Une photo systématique de chaque
branchement doit être présentée même s’il est jugé correct. Enfin, la dernière photo doit se situer
dans le regard d’arrivée.
Schéma du réseau
Il 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,
62
§ le diamètre,
§ l’adresse des carrefours et des points singuliers,
§ les observations relevées lors de l’inspection.
Enregistrement vidéo
Suite à l’inspection télévisée, une cassette vidéo est livrée avec une étiquette mentionnant les
informations 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 des
réseaux 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 été
programmés (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 à
l’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 décembre
1994 du Ministère de l’Environnement. Ceux-ci ne sont certes pas obligatoires, mais pour garantir la
bonne exécution des travaux il est grandement conseillé d’y recourir. D’ailleurs l’A.E.S.N. les inclut
dans ses « Recommandations pour la réalisation des contrôles préalables à la réception des travaux de
réhabilitation ».
10
Se référer à la première partie « Auscultation et diagnostic ».
63
CONCLUSION __________________________
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’interpréter
les anomalies. Il doit donc détailler les origines des dégradations observées afin de conclure à la
réhabilitation ou au remplacement à neuf de la canalisation.
§ L’étude de faisabilité technique de la ou des solutions envisagées, a pour objectif de sélectionner
le procédé de réhabilitation le plus approprié au cas étudié. L’analyse du contexte technique doit
recenser 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 uvre
afin de garantir la pérennité du réseau d’assainissement.
Chacune de ces étapes, prise individuellement, constitue une « machine bien rodée », à savoir que les
techniques d’auscultation, les techniques de réhabilitation ainsi que les divers essais relatifs au
contrôle, ne soulèvent plus, voire presque plus, d’interrogations.
Le problème actuellement est de pouvoir établir de façon systématique des préconisations de travaux
adaptées aux conclusions du diagnostic. En effet, pour un réseau à réhabiliter, plusieurs solutions sur
le plan technique sont possibles. La question est donc de savoir comment faire son choix. L’idéal
serait de procéder par une approche multicritères qui tiendrait compte non seulement des aspects
techniques, mais aussi économiques, sociaux et environnementaux. Il faudrait pour cela mettre au
point un outil d’aide à la décision qui permettrait pour chaque chantier, en fonction de ses
particularités, de pondérer ces critères afin d’obtenir une « note » finale qui conclurait au choix d’une
technique parmi d’autres.
Cette approche systématique permettrait ainsi d’optimiser le choix de la technique de réhabilitation.
64
BIBLIOGRAPHIE ________________________
Ø Législation
§ Instruction interministérielle n°77-284 du 22 juin 1977 relative à la conception des réseaux
d’assainissement.
§ Arrêté du 22 décembre 1994 fixant les prescriptions techniques relatives aux ouvrages de collecte et de
traitement 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 du
16 janvier 1992.
Ø Réhabilitation des réseaux d’assainissement : bibliographie sélective
§ « Recommandations pour la réalisation des contrôles préalables à la réception des travaux de
réhabilitation 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 national
RERAU, février 1998.
§ « Recommandations pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement », Recommandations
techniques de l’AGHTM (Association Générale des Hygiénistes et Techniciens Municipaux), TECHNIQUES
SCIENCES METHODES, T.S.M. n°Hors Série, 1998.
§ « Projet pour la réception des travaux de réhabilitation des réseaux d’assainissement », Société des
Eaux de Versailles et de Saint-Cloud (SEVESC) service assainissement des Hauts-de-Seine, document
provisoire juin 1997.
§ « Calcul des coûts approchés pour la réhabilitation des réseaux d’assainissement à écoulement
gravitaire », 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 pour
le 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
65
SITES WEB ____________________________
Cette page présente à ce jour (juin 2000), quelques sites d’entreprises intervenant dans la réhabilitation
des réseaux d’assainissement.
Société Valentin
mail : [email protected]
web : 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 de
réalisation. Régulièrement mis à jours, ce site est de loin l’un des plus intéressant.
Société Insituform France
web : www.insituform.com
Un site web bref, trop bref. Cependant il est possible de contacter par mail Monsieur Jean François
MAREGIANO, directeur commercial.
Société Tracto-Technik
Web : www.tracto-technik.de
Une description très complète du tubage par éclatement (éclate tuyau) figure sur ce site. De même, on y trouve
un large inventaire des systèmes de forage sans tranchées.
Société SMCE
Web : www.smce-forage.fr
Ce site propose un inventaire rapide des différentes techniques de tubage (y compris l’éclate tuyau et la pose de
coques 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 la
gestion 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)
web : 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 France
web : www.telerep.fr
Société Barriquand
web : www.barriquand.fr
Société SATER
web : www.sater.fr
66

2.l`auscultation des reseaux d`assainissement

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