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Le fonctionnement et les technologies des réseaux d’eau potable et d’assainissement des eaux usées

Le fonctionnement du réseau d’alimentation en eau potable

Le réseau français d’alimentation en eau potable s’étend sur plus de 920 000 kilomètres. Il regroupe l’ensemble des équipements, des services et des actions permettant de produire et de distribuer, à partir d’une eau brute, une eau conforme aux normes de potabilité en vigueur. On distingue deux grandes étapes : la production d’eau potable (captage, traitement, adduction et stockage) et la distribution d’eau potable jusqu’au robinet des consommateurs.


Source : SYDED du Lot

La production d’eau potable

Le captage / pompage

Le captage, ou prélèvement, de l’eau peut se faire dans trois réserves différentes d’eau naturelle :

  • les eaux souterraines (aquifère, nappes phréatiques profondes, rivières souterraines, nappes d’accompagnement de cours d’eau) ;
  • les eaux de surfaces captives ou en écoulement (lacs, étangs, rivières, fleuves) ;
  • les eaux de mer et les eaux saumâtres.

Lorsque l’eau provient d’une source, le captage est dit superficiel. Dans ce cas, une partie de l’eau est prélevée grâce à l’installation d’un système de drainage raccordé au réseau d’eau.

Lorsque l’eau est pompée dans une nappe, le captage est dit souterrain. Dans ce cas, un forage est réalisé et l’eau pompée est ensuite injectée dans le réseau d’eau potable.

Le traitement

L’eau pompée dans une rivière ou captée par forage ne peut pas être consommée directement et doit subir plusieurs traitements avant d’être potable : retrait des plus gros éléments, réaction chimique pour ôter les particules restantes, filtration, etc.

Les traitements nécessaires dépendent beaucoup de la qualité de l’eau utilisée. Ils varient aussi avec le niveau d’exigence et les normes appliquées, différents suivant les pays.

Le réseau d’adduction

Le réseau d’adduction, appelé aussi réseau primaire, désigne les canalisations de diamètre supérieur à 300 millimètres qui permettent le transfert de l’eau entre le captage (source ou forage) et le réservoir de stockage.

Le stockage

Une fois traitée, l’eau est stockée dans des réservoirs de deux types : les bâches au sol ou semi-enterrées et les réservoirs sur tour, appelés également château d’eau. Le choix dépend de la localisation du réservoir. En effet, pour permettre un acheminement de l’eau aux consommateurs dans de bonnes conditions, il est nécessaire que la différence d’altitude entre le réservoir et les habitations soit suffisante pour avoir une pression correcte, l’acheminement de l’eau se faisant par gravitation. Une différence de dix mètres d’altitude entre le réservoir et le point de distribution correspond à 1 bar de pression au robinet. La pression dite « de confort » est d’environ 3 bars.

Ce sont ces réservoirs qui assurent l’interface entre la production et la distribution d’eau potable.

Focus sur la consommation d’énergie de ces installations pour l’eau potable

Une grande quantité d’électricité est nécessaire pour puiser l’eau et pour l’acheminer jusqu’à sa zone de stockage située en hauteur dans un château d’eau. Afin de réduire les coûts énergétiques liés à l’exploitation de l’installation, les pompes fonctionnent uniquement durant les heures creuses pour le système électrique.


Source : IECBW

La ligne pointillée verticale indique que le 13 février 2001 à 3 heures 45, le niveau dans le château d’eau est au plus haut (+/- 7 mètres). Puis il se vide progressivement jusqu’à +/- 15 heures (début des « mini vagues »). À partir de ce moment-là, le niveau n’est plus que de +/- 3 mètres (ce qui correspond au seuil critique) et les pompes se remettent en marche. À partir de 23 heures, la consommation du réseau chute et le château d’eau se remplit à nouveau.

La distribution d’eau potable

Le réseau de distribution d’eau potable constitue le réseau secondaire et comprend tous les canalisations d’un diamètre inférieur à 300 millimètres et les ouvrages permettant le transfert de l’eau entre le réservoir et les habitations des consommateurs.

Le plus souvent, l’acheminement de l’eau dans le réseau s’effectue par gravité. Elle circule dans les tuyaux du réseau de distribution grâce à la pression naturelle générée par le poids du volume d’eau stocké plus haut, en amont, dans le château d’eau. Afin de gérer au mieux la circulation de l’eau, le réseau dispose de réducteurs de pression pour abaisser la pression trop forte sur le réseau ou des surpresseurs (pompes) pour l’augmenter.

Le branchement désigne la canalisation située entre la canalisation principale de distribution et le réseau privé de l’habitation du consommateur. Cette partie comprend en général une canalisation de faible diamètre transitant sur le terrain de l’habitation, une vanne d’arrêt et le compteur d’eau.

Les réseaux d’eau potable comprennent généralement un réseau d’interconnexion qui permet, de manière ponctuelle (par exemple en période de sécheresse) ou régulière (par exemple en l’absence de ressource exploitable à proximité), de réalimenter une collectivité en reliant son réseau d’eau à celui d’une autre collectivité.

Le fonctionnement du réseau d’assainissement des eaux usées


Source : Kiagi

Le réseau français de collecte des eaux usées et des eaux pluviales s’étend sur plus de 297 000 kilomètres, dont un tiers est consacré à la collecte des eaux pluviales, le reste étant consacré à la collecte des eaux usées. Ce réseau de collecte est une partie du réseau d’assainissement.

En effet, le réseau d’assainissement regroupe la collecte, mais également le transport (égouts) et le traitement (à travers une station d’épuration) des eaux usées et des eaux de pluie d’une ville, d’un site industriel ou d’une parcelle privée avant leur rejet dans le milieu naturel. L’élimination, par épandage, incinération ou décharge, des boues issues des dispositifs de traitement fait partie de l’assainissement.

On distingue deux types de réseaux d’assainissement :

  • les réseaux unitaires collectent les eaux usées et les eaux pluviales dans les mêmes canalisations ;
  • les réseaux séparatifs, plus récents, comprennent deux systèmes de collecte séparés pour les eaux usées et les eaux de pluie. Le réseau séparatif permet de mieux gérer les brutales variations de débit dues aux fortes pluies et d’éviter ainsi les débordements d’eaux usées vers le milieu naturel. De plus, il permet de mieux adapter la capacité des stations d’épuration et les traitements en fonction de l’origine de l’eau.

Focus sur la consommation d’énergie de ces installations pour le traitement des eaux usées

Le traitement des eaux usées par la station d’épuration est très énergivore. Ainsi, un cinquième de la consommation d’électricité d’une commune est dédiée à ces installations (les surpresseurs utilisés pour l’aération des boues représentent jusqu’à 70 % de la consommation d’énergie). Les coûts d’énergie représentent environ 20 % des charges d’épuration des eaux usées. Cependant, différentes techniques peuvent être mises en œuvre pour optimiser leur efficacité énergétique et valoriser l’énergie alternative produite par ces réseaux.


Source : AstEE – 7 juin 2007 – session 5 – assainissement


Source : SOLUCOM

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