Soutenance mémoire
Projets récents sur le périmètre
Depuis le début des années 2000, les efforts du Syndicat d’Eau Potable de la Région de SaverneMarmoutier se sont essentiellement portés sur la sécurisation de ses ressources en eau. Dans une volonté de les diversifier, le Syndicat a mis en service en 2001 (BEREST, 2001) deux nouveaux forages à Marmoutier (secteur Moulin de Champagne) et un nouveau puits dans le secteur de Baerenbach en 2004.
Les ressources du Syndicat restent tout de même constituées pour moitié de captages de sources. Pour sécuriser l’ensemble, le Syndicat a achevé en 2012 un autre programme de travaux pluriannuel visant à mettre en conformité les ouvrages de captage du secteur des sources hautes et basses de Saverne, ainsi que ceuxde la source Johannisthal (mise en place de clôtures, rénovation des ouvrages de collecte,Q).
Parallèlement à ces travaux, le Syndicat s’est lancé en 2007 dans un vaste programme de recherche d’une nouvelle ressource pour pallier l’abandon programmé de deux forages (SDEA Annexe Sanitaire, 2016) :
Le forage de Schlettenbach, situé dans la vallée du Ramsthal, qui présente une forte concentration en manganèse, ouvrage déjà mis hors service ;
Le forage de Stambach, localisé en bordure de RD 132 dans la vallée de la Zorn reliant Lutzelbourg et Saverne, ouvrage jugé nonprotégeable et vulnérable à différentes sources potentielles de pollution.
La création en cours du nouveau forage « Ramsthal 3» permettra, à terme, de compenser la baisse de production que représente l’abandon de ces deux forages, même si les derniers essais de pompage au niveau de ce nouveau forage montrent que son exploitation devra très certainement être limitée à 60 m³/h en raison des pics de turbidité observés audelà de ce débit.
Dans le cadre de ce projet, la station de neutralisation du Col de Saverne sera entièrement rénovée. Le démarrage des travaux de rénovation et de raccordement du nouveau forage « Ramsthal 3 » est prévu pour 2018.
Le deuxième secteur étudié pour remplacer le foragede Stambach est situé à l’aval des deux forages de Baerenbach. Un forage d’exploration y a été implanté mais cet endroit n’a pas été retenu.
De nombreuses interventions de renforcement du réseau de distribution ont été effectuées dans les communes du périmètre entre 2004 et 2016.
FONCTIONNEMENT DU RESEAU
Les ressources du périmètre peuvent être séparées en trois secteurs :
Sud
Ouest
Nord
Le secteur Sud comprend les sources de la Mossel, traitées au niveau de la station de Reinhardsmunster, ainsi que les trois forages de Moulinchampagne qui alimentent le réservoir du Tannenwald par le biais de la station de traitement de MoulinChampagne.
Le secteur Est est constitué des sources hautes et basses de Saverne et des deux forages de Baerenbach dont les eaux sont traitées dans la station de Baerenbach et orientées vers le réservoir du HautBarr. Ce secteur contient aussi le forage de Stambach. Les deux puits de Ramsthal alimentent le réservoir du Col de Saverne via la station de traitement du même nom.
Le secteur Nord correspond au puits de Weiterswiller qui sert d’appoint pour l’alimentation de la commune.
Le hameau de Johannisthal, situé sur la commune de NeuwillerlèsSaverne, est lui alimenté par la source du même nom. Ce hameau n’est pas raccordé au reste du réseau.
La production de ces différentes ressources est présentée en Annexe 1 et se résume de la manière suivante (cf. Tableau 2).
Distribution
Le réseau de distribution d’eau potable du périmètre de SaverneMarmoutier est assez complexe. Il se caractérise par l’existence de plusieurs secteurs de pression avec possibilité de transfert d’eau entre secteurs grâce aux nombreux organes de régulation. Deux grands secteurs de distribution sont mis en évidence. Ils sont desservis par les deux secteurs de production principaux :
La ville de Saverne est alimentée par les ressources du secteur de production Ouest via les réservoirs de la Vierge, du HautBarr et duCol de Saverne.
Les communes situées autour de Saverne sont principalement alimentées par le secteur de production Sud par le biais d’une conduite de gros diamètre (Ø 400, 300 et 250 mm) qui contourne la ville de Saverne par l’est suivant l’axe formé par les communes de Marmoutier, Otterswiller et Monswiller.
Ces deux secteurs de distribution sont interconnectés en plusieurs endroits dans le contournement de Saverne pour secourir l’alimentation en eau par le secteur de production Sud.
Des maillages intercommunaux permettent ensuite de distribuer l’eau dans les communes voisines de Saverne depuis cette conduite de contournement.
Le schéma altimétrique du réseau, présenté en Annexe 2 indique les différentes altitudes des ouvrages et des communes desservies et permet de figurer le sens d’écoulement privilégié de l’eau dans les conduites.
INDICATEURS DE PERFORMANCE DU RESEAU
L’un des objectifs du diagnostic est d’apporter deséléments d’appui à l’exploitation du réseau en vue d’une amélioration du rendement jusqu’à 85%.Si ce seuil correspond à une tendance nationale, il figure parmi les objectifs principaux du SDEA au titre de sa politique environnementale.
En complément à ces définitions, le décret 201297 relatif à l’élaboration des descriptifs détaillés des réseaux des services publics d’eau détermine la méthode de définition des seuils planchers des rendements. Celle s’appuie sur un seuil de rendement minimal de 65%, majoré de 20% de l’Indice Linéaire de Consommation.
Ainsi, le seuil plancher pour SaverneMarmoutier s’établirait à : 65 % + 16,3% x 0,2 = *:8B. Depuis 2003, les résultats observés se situent bienaudessus de cette valeur, confortant les conclusions des indicateurs précédents.
BILAN BESOINS / RESSOURCES
Les besoins en eau d’un périmètre ne dépendent pas seulement du volume d’eau desservant les abonnés, mais aussi des pertes dans le réseau et des volumes d’eau non comptabilisés comme pour l’arrosage public ou bien pour réaliser des essais sur le réseau. Dans cette partie :
Dans un premier temps, la situation actuelle sera décrite ainsi que l’évolution des paramètres qui ont un lien direct avec les besoins en eau.
Ensuite, une extrapolation de ces données est effectuée pour estimer les besoins futurs en suivant la méthodologie décrite dans le paragraphe correspondant.
Enfin, cette partie s’achève sur un bilan besoins / ressources de l’état actuel et à un horizon fixé à 2040.
Les données démographiques sont basées sur les statistiques de l’INSEE (Institut National de la Statistique et des Études Économiques). L’évolution du nombre d’abonnés et des consommations annuelles est issue du progiciel Packvolume, outil spécifique au SDEA qui permet de visualiser tout ce qui concerne la gestion des abonnés, des volumes et des tarifs par territoire et par commune.
MÉTHODOLOGIE
Le SDEA a constaté une diminution des ventes d’eau sur un certain nombre de périmètres au cours de ces dernières années. Celleci a conduit à une analyse plus fine des facteurs influençant les modes de consommations et à procéder à un ajustement de la méthode de calcul des besoins futurs. Cette méthode s’articuleautour des éléments suivants :
Une étude statistique de l’évolution de la population ; celleci permet de projeter une situation démographique du périmètre à l’horizon 2040.
Un complément de données issues de documents d’urbanisme et d’études proposant des perspectives d’évolution de la population (SCoT, INSEEQ)
Des données sur l’évolution des besoins moyens annuels des populations ; cette évolution est associée aux changements des modes individuels de consommation, l’évolution des technologies ou des normes (vers des habitats passifs)
L’utilisation de ressources alternatives (récupérateur d’eau pluviale, etcQ) et l’adaptation au réchauffement climatique reste difficile à prévoir.
Consommations industrielles
La modélisation des consommations industrielles est légèrement différente et se fait par le biais de deux paramètres :
Une courbe de consommation similaire à celle à renseigner pour les consommations domestiques.
Le volume consommé correspondant à l’aire sous la courbe si la valeur maximale de celleci correspondait à 1L/s. Cette valeur est déterminée automatiquement par le logiciel.
Pour se placer dans la situation la plus défavorable, il est aussi choisi de simuler la consommation de pointe.
La mise en place des consommations industrielles se fait ensuite par l’affectation d’un type de consommation couplé de la valeur du débit de pointe sur les nœuds concernés.
ANALYSE DES MODES DE FONCTIONNEMENT
SECURISATION DU RESEAU DE DISTRIBUTION
Une étude de sécurisation d’un réseau d’eau potablese construit à partir d’une évaluation des risques potentiels encourus par les systèmes, qui sont euxmêmes le croisement entre des aléas et des enjeux.
Dans le cadre de cette étude, les aléas étudiés sont ceux liés à la distribution.
Les tableaux 21, 22, 23 et 24 cidessous représentent les différentes défaillances pouvant être observées sur des points « sensibles » du réseau, les conséquences qu’elles engendrent sur l’alimentation ou la distribution de l’eau et les actions de sécurisation à mener pour pallier ces risques.
ABANDON DU FORAGE DE STAMBACH AU PROFIT DE RAMSTHAL
L’abandon du forage de Stambach est envisagé pour 2018 2019. Le puits de Ramsthal 3 prendra le relais avec une mise en route qui pourrait avoir lieu fin 2018. Comme Stambach alimente le réservoir du Haut Barr et que Ramsthal 3 dessert celui du Col de Saverne, le fonctionnement hydraulique du réseau sera modifié. A l’appui de la modélisation, cette partie concerne l’étude de ces changements.
Points sensibles
Les simulations montrent que le réservoir du HautBarr est sollicité à hauteur de 2 900 m 3 /j en jour moyen et 3 400 m 3 /j en jour de pointe. Or, sa capacité d’alimentation est de l’ordre de 2 700 m 3 /j, ce qui est insuffisant. Si la desserte en eau des abonnés est tout de même assurée par la prise en charge des volumes manquants par les réservoirs du Col de Saverne et celui du Tannenwald (cf. Figure 22 et Figure 23), le réservoir du HautBarr ne fonctionne plus correctement et se vidange complètement.
De plus, la demande d’apport en eau supplémentaire du Tannenwald augmente les pertes de charges et accentue les problèmes de pression qui sont présents sur le secteur de Lochwiller et Kleingoeft en jour de pointe pouvant causer des manques d’eau (P < 0,5 bar).
Propositions d’aménagements
Trois axes sont étudiés pour pallier le problème dela vidange du réservoir du HautBarr :
Le renforcement des conduites qui connectent les secteurs desservis par le Col de Saverne et celui alimenté par le HautBarr.
L’augmentation de la consigne du Stabilisateur au regard d’Otterswiller.
L’utilisation du forage de Baerenbach 3 à la placede celui de Ramsthal 3.
La solution évoqué porterait sur 2,3 km de canalisation à renforcer (cf. tracé noir sur la Figure 24). Le volume à apporter depuis le Col de Saverne est celui qui transite déjà sans le renforcement (620 m 3 /j), complété des 700 m 3 /j manquant au HautBarr. Les deux réservoirs étant à la même hauteur, les pertes de charges maximales acceptées sur ce tracé sont fixées à 2 m. Les tables de Lechapt et Calmon (K= 0,1 mm) indiquent alors qu’une canalisation Ø250 mm suffit à laisser passer ce volume.
Les simulations montrent que ce renforcement du réseau ne suffit pas pour régler le problème même si le HautBarr se voit légèrement moins sollicité (de 300 m3 /j). Le Col de Saverne se ?charge de desservir une partie du volume apporté par le Tannenwald comme le montre la Figure 24.
DIAGNOSTIC PATRIMONIAL DU RESEAU
La réglementation invite les autorités organisatrices des services d’eau (et d’assainissement) à une gestion patrimoniale des réseaux, en vue notamment de limiter les pertes d’eau dans les réseaux de distribution. A cette fin elle oblige, d’une part à réaliser et mettre à jour annuellement un descriptif détaillé des réseaux, d’autre part à établir un plan d’actions comprenant s’il y a lieu un programme pluriannuel de travaux d’amélioration du réseau lorsque les pertes d’eau dans les réseaux de distribution dépassent des seuils fixés. Des pénalités financières sont prévues en cas de nonrespect de ces obligations.
Les aspects techniques de la gestion patrimoniale des systèmes d’alimentation en eau potable sont essentiellement réglementés par le Code Général des Collectivités Territoriales (CGCT) et le Code de l’Environnement. Ces codes intègrent les dispositions de l’article 161 de la loi n°2010788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement dite « Grenelle II » ainsi que celles du décret n° 201297 du 27 janvier 2012 relatif à la définition d’un descriptif détaillé des réseaux des services publics de l’eau ou de l’assainissement et d’un plan d’actions pour la réduction des pertes d’eau du réseau de distribution d’eau potable.
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Table des matières
INTRODUCTION
1. DESCRIPTION DU CONTEXTE DE L’ETUDE
1.1. LE SYNDICAT DES EAUX ET DE L’ASSAINISSEMENT ALSACE-MOSELLE (SDEA)
1.2. LE PERIMETRE DE SAVERNE-MARMOUTIER
1.2.1. Description du périmètre
1.2.2. Projets récents sur le périmètre
1.3. FONCTIONNEMENT DU RESEAU
1.3.1. Ressources
1.3.2. Distribution
1.4. INDICATEURS DE PERFORMANCE DU RESEAU
1.4.1. Indice linéaire de consommations
1.4.2. Indice linéaire de pertes
1.4.3. Rendement du réseau
1.4.4. Rendement cible
1.4.5. Les équipements du réseau de distribution
1.4.6. Equipements de sectorisation
1.4.7. Les réservoirs
1.4.8. Qualité des eaux
1.4.9. Volumes caractéristiques
2. BILAN BESOINS / RESSOURCES
2.1. MÉTHODOLOGIE
2.2. SITUATION ACTUELLE
2.2.1. Ressources actuelles
2.2.2. Evolution de la population
2.2.3. Evolution du nombre d’abonnés
2.2.4. Evolution de la consommation
2.2.5. Coefficients de pointe
2.2.6. Valeurs caractéristiques de la situation actuelle
2.3. SITUATION FUTURE
2.3.1. Ressources futures
2.3.2. Consommations individuelles
2.3.3. Projection de la population
2.3.4. Projection du nombre d’abonnés
2.3.5. Rendement futur
2.3.6. Projection du besoin moyen
2.3.7. Estimation des coefficients de pointe
2.4. BILAN BESOINS / RESSOURCES
2.5. CAPACITE DE STOCKAGE
3. MODELISATION
3.1. GENERALITES
3.2. CONSTRUCTION DU MODELE
3.2.1. Tracé du réseau
3.2.2. Paramétrage des équipements
3.3. AFFECTATION DES CONSOMMATIONS ET DES FUITES
3.3.1. Consommations domestiques
3.3.2. Consommations industrielles
3.3.3. Fuites
3.4. CALAGE DU MODELE
3.4.1. Méthode de calage
3.4.2. Choix de la journée de calage
3.4.3. Marnage des réservoirs
3.5. RESULTATS DES SIMULATIONS
3.5.1. Simulation en jour moyen
3.5.2. Simulation en jour de pointe
4. ANALYSE DES MODES DE FONCTIONNEMENT
4.1. SECURISATION DU RESEAU DE DISTRIBUTION
4.2. ABANDON DU FORAGE DE STAMBACH AU PROFIT DE RAMSTHAL
4.2.1. Points sensibles
4.2.2. Propositions d’aménagements
5. DIAGNOSTIC PATRIMONIAL DU RESEAU
5.1. PRINCIPE DE L’ETUDE
5.2. OUTIL D’ANALYSE MULTICRITERE
5.3. ANALYSE DES DONNEES DU RESEAU
5.3.1. Matériaux
5.3.2. Age du réseau
5.3.3. Diamètres
5.3.4. Recensement des ruptures
5.4. PRATIQUES ACTUELLES DE LA GESTION PATRIMONIALE
5.5. RESULTATS DE L’ANALYSE MULTICRITERE
5.5.1. Résultats bruts
5.5.2. Analyse des résultats
6. PROPOSITIONS D’AMENAGEMENTS
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
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