Présentation de la communauté de communes de la région de MOLSHEIM – MUTZIG 

DESCRIPTION DU RESEAU AEP DE LA CCRMM

DESCRIPTION DU RESEAU

Structure et schéma altimétrique

La longueur totale du réseau d’AEP de la CCRMM est d’environ 300km, composé de 2 secteurs distincts : celui des sourceset celui des forages. La principale ressource du territoire est le forage de Gresswiller, pouvant distribuer jusqu’à 800m 3 /h (selon la DUP). Cette importante capacité est relayée par une conduite en diamètre 500mm qui distribue l’eau jusqu’à l’entrée dans Molsheim. Le 2 ème axe le plus important d’AEP est celui qui relie les forages de Griesheim et d’Altorfau réservoir de Molsheim, d’un diamètre 400 et 350mm. Enfin, le 3 ème axe structurant le réseau est celui reliant Molsheim aux 3 nouvelles communes (Duttlenheim, Duppigheim et Ernolsheim-Bruche), réalisé initialement pour secourir mutuellement le réseau de la CCRMM et celui du territoire du Syndicat des Eaux de Strasbourg Sud (années 2000). Ce dernier axe est partiellement réalisé car depuis, les communes du Syndicat des Eaux de Strasbourg Sud sont secouruespar un autre moyen, ce qui a pour conséquence des diamètres non homogènes, allant du diamètre 250 au 400mm. Le schéma ci-dessous indique les différents secteurs ainsi que les ressources, les stockages et les principaux axes de distribution. Pour plus de détails, l’annexe 1 représente le plan général du réseau AEP de la CCRMM.

Caractéristiques du réseau

Le réseau AEP de la CCRMM est considéré comme rural à semi-rural, avec un Indice Linéaire de Consommation (ILC) variant entre 5 (Heiligenberg) et 25m 3 /km/j (Oberhaslach). Son rendement est jugé de Bon à Excellent sur les dernières années, allant de 80% (Heiligenberg) à 86% (Niederhaslach).
Son Indice Linéaire de Pertes (ILP) est considéré comme globalement Acceptablesur tous les secteurs sur la base d’un réseau considéré comme semi-rural (moyenne de 4m 3 /km/j) (tableau 3). L’ensemble de ces calculs et de ces résultats seront détaillés dans la partie « III.2. BILANS BESOINS-RESSOURCESRESERVES ».
Son linéaire est d’environ 300km, avec des conduites allant jusqu’au diamètre 500mm. Le principal matériau posé est la fonte(environ 70% dont près de la moitié en fonte ductile) (figure 4). L’âge moyen du réseau est de 47ans, avec un taux de renouvellement moyen d’1% par an.

DESCRIPTION DES OUVRAGES

Ressources et capacités

Description

L’ensemble de l’eau de la CCRMM provient de ressources souterrainesavec 13 sources et 9 puitsde forage. Les communes situées à l’Est de la CCRMM (Duttlenheim, Duppigheim et Ernolsheim  Bruche) sont alimentées par l’Eurométropole de Strasbourg, dont l’eau provient des forages deGeispolsheim et d’Holtzheim. Le tableau situé en annexe 4 liste l’ensemble des ressources en eau de la CCRMM.
Les forages s’échelonnentde 60 à 100m de profondeur, captant des aquifères différents. Ceux se trouvant dans la plaine d’Alsace captent la nappe alluviale du Rhin, alors que ceux situés au Stierkopf (entre Mutzig et Molsheim) et à Gresswiller captent la nappe des grès du Trias inférieur et également, en faibles proportions, la nappe d’accompagnement de la Bruche.
La figure suivante indique la localisation de ces ressources ainsi que leur aquifère associé. A noter que les sources ou les puits très proches les uns des autres ne sont représentés que par une unique icône.

Capacités des ressources

La capacité totale de ces ressources est de 16000m3/jpour les forages (avec un fonctionnement des pompes actuelles de 20h/j) et de 2 568m 3 /jpour les sources en période normale (1820m 3 /j en période d’étiage). Selon les DUP, l’autorisation de prélèvement pour les forages est de 32200m 3 /j(pour une sollicitation de 20h/j) et de 2 232m 3 /jpour les sources. Ainsi, au niveau des forages, l’autorisation de prélèvement est 2 fois supérieure à la capacité actuelle installée alors qu’au niveau des sources, 15% de plus que ce qu’autorise les DUPest prélevé. Cependant, au niveau des sources, le débit d’arrivée aux réservoirs est seulement de 1704m 3 /j (hors étiage), donc en-dessous des seuils autoriséspar les DUP. Cette différence entre les points de captage des sources et les arrivées aux réservoirs est liée aux différents trop-pleins qui existent sur les conduites d’eau brute, aux fuites et aux capacités de transit des conduites.

DESCRIPTION QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DE L’EAU

Qualité de l’eau

La qualité de l’eau est très variable en fonction de son type de captage (source ou forage) et des aquifères prélevés. L’eau des sources est généralement douce, peu minéralisée voire agressive(pH légèrement acide, faible dureté), contrairement à celle des forages où elle est davantage calcaire et minéralisée (pH neutre, dureté plus élevée).
Certaines contaminations bactériologiques ponctuelles et localisées sont occasionnellement constatées sur le territoire, notamment sur le secteur dit « Thalacker », en amont du réservoir d’Oberhaslach où des abonnés sont directement raccordés sur une conduite d’eau brute, ne bénéficiant ainsi pas de la désinfection réalisée au niveau du réservoir.
L’ensemble des paramètres physico-chimiques des eaux brutes respectent les limites de qualité réglementaires imposés par l’Arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine, à part certaines mesures dépassant les seuils limites en arsenic (fixé à 10µg/l) mais compensées par le mélange d’eau (mélange d’eau provenant de différentes ressources avec des paramètres physico-chimiques différents). L’arsenic présent dans les forages du Stierkopf et de Griesheim 2 est d’origine naturelle.
La problématique de la qualité de l’eau est davantage liée à l’activité humaine. En effet, des pollutions accidentelles dans les années 1990 (atrazine, solvants chlorés, etc.) ont entrainé un suivi plus précis de la qualité de l’eau et des actions pour diminuer les rejets depolluants dans le milieu naturel. Ces effets ont particulièrement été visibles au niveau des puits du Stierkopf, où le puits n°4 (le plus proche des activités humaines) avait été mis à l’arrêt pendant quelques années, avant d’être remis en service en 2015.
Cependant, l’agriculture intensive entraine une augmentation faible mais constante des concentrations en nitrates au niveau des puits de Griesheim. D’autant plus que, depuis 2021, une surveillance de plus en plus accrue est mise en place par l’Agence Régionale de Santé(ARS) pour mieux détecter les éventuels métabolites présents dans la nappe d’Alsace. Ces métabolites sont issus de la dégradation de molécules utilisées dans les pesticides, les engraiset les produits phytosanitaires.
Le graphique ci-dessous représente les concentrations en nitrates mesurées par l’ARS depuis 2011 sur les sites de forage (limite de qualité de 50mg/l).

Traitements

Actuellement, un système de désinfectionexiste sur tous les sites de production, à part sur les puits n°2 et 4 du Stierkopf et sur le puits n°2 de Griesheim.
Aucun traitement spécifique n’est actuellement mis en place, à part sur le forage d’Altorf 2où un dégazage naturel du CO2 agressif par pulvérisation puis par injection de carbonate de sodium est réalisé.
Enfin, un filtre à neutraliteest installé sur la conduite de source d’Heiligenberg pour reminéraliser l’eau car trop agressive.
L’annexe 6 récapitule les différents systèmes de traitementutilisés sur la CCRMM.

Jaugeages de sources

Description

Une des premières données à récupérer pour établir les bilans besoins-ressourcessur le secteur des sources est le débit que peuvent fournir les sources. Les détails de la réalisation des bilans besoinsressources sera détaillé dans la partie « III.2. BILANS BESOINS-RESSOURCES RESERVES ».
Actuellement, seules 2 conduites de sources sur les 4 existantes sont équipées d’un débitmètre situé à l’arrivée des réservoirs (sur Niederhaslach et Heiligenberg). De plus, chaque commune est alimentée par plusieurs sources et chaque source ne fournit pas le même débit et certaines sont plus sensibles à l’étiage que d’autres.
Certaines données ont pu être récupérées auprès de l’exploitant mais aucune chronique pluriannuelle n’a été réalisée à ce jour. Ainsi, pour fiabiliser cette étude, une campagne de jaugeagede sources a été menée. Cependant, les valeurs de débits obtenues en 2021 sont généralement plus favorables que celles de l’exploitant car cette année a été particulièrement pluvieuse. Néanmoins, ce travail a permis de recenser l’ensemble des ouvrages présents sur les conduites de sources (collecteurs, brise charge, etc.) et a permis à la Communauté de Communes de mieux connaître son réseau.

FONCTIONNEMENT GLOBAL DU RESEAU

Pour réaliser l’analyse du fonctionnement du réseau, la période étudiée est du 01/01/16 au 31/05/21, soit 5 ans et demi. En effet, avant 2016, des lacunes de données trop importantes sont observées et le fonctionnement du réseau serait différent par rapport à 2021 (paramétrage des pompes différent,changement de matériel, changement de diamètre de conduites, etc).

Fonctionnement saisonnier

Les sollicitations des forages sont différentes durant les mois de décembre, janvier et févrieren raison du coût du kilowattheureplus élevé sur les forages de Gresswiller et de Griesheim. Cela implique une sollicitation plus importante des puits du Stierkopf pendant cette période.
La figure ci-dessous met en évidence le fonctionnement saisonnier, en représentant les moyennes journalières mensuelles, depuis le 01/01/16, sur le départ du forage de Gresswiller alimentant le secteur de Molsheim :

BILANS BESOINS-RESSOURCES-RESERVES

Ces bilans permettent de comparer les besoins actuels et futurs en eau avec les ressources disponibles, puis les besoins par rapport aux capacités de réserves actuelles.

Situation actuelle

Méthodologie

Afin de réaliser les différents bilans besoins-ressources, la méthodologie indiquée dans les cours d’alimentation en eau potable de M. Bardiaux (enseignant ENGEES) est appliquée, comme schématisé sur la figure 13.
L’ensemble des valeurs utilisées sont issues de relevés sur site par l’exploitant plutôt que celles issues de la télégestion, car elles sont jugées plus sûres et plus fiables. En effet, des différences peuvent apparaitre entre ces 2 sources de données, liées à des soucis de communicationentre les routeurs, à des paramétrages de transmission, à la sensibilité des appareils de mesure, etc.

Evolution de la consommation

La consommation domestique par habitant restant globalement stable entre 2011et 2019, il a été pris comme hypothèse dans l’estimation future, la consommation moyenne des 3 dernières années. La consommation future domestique est calculée en multipliant cette consommation moyenne sur les 3 dernières années par le nombre d’habitants projeté en 2040.
Concernant la consommation des gros consommateurs, l’hypothèse retenue s’appuie sur une consommation identique à celle d’aujourd’hui, puisqu’elle est difficilement estimable car l’évolution économique du territoire dépend de nombreux paramètres non prévisibles (attractivité, changement politique, etc). La consommation future des gros consommateurs est arbitrairement calculée en faisant la moyenne sur les 3 dernières années.
L’ensemble des calculs d’estimation de l’évolution de la population et de la consommation par commune et par type d’abonné sont décrits dans l’annexe 11.

Evolution du fonctionnement du réseau

Compte tenu d’un taux de renouvellement de conduites d’environ 1% par ances dernières années et d’une politique de recherche de fuites préventive, il a été choisi dans les projections futures, de conserver le même rendement que celui calculé en 2020, c’est-à-dire entre 80 et 85% selon les secteurs. En effet, considérer un rendement plus élevé peut conduire à une sous-estimation des perteset donc prévoir une situation trop favorable.
Les volumes consommés sans comptagefuturs sont aussi estimés identiques à ceux de 2020, ainsi que les coefficients de pointe k1. Il est certainement peu probable qu’une évolution significative de ces critères apparaisse durant les prochaines années.

Bilans Besoins-Ressources futurs

La même méthodologie de calcul, décrite au paragraphe précédent, a été réalisée pour calculer les BJP futurset les bilans besoins-ressources à l’horizon 2040. Le tableau récapitule ces résultats sur chaque secteur, en les comparant avec ceux de 2020.
Le coefficient de stockage tend à diminuer en 2040 par l’augmentation de la populationet devient préoccupant sur les secteurs d’Oberhaslach et de «Molsheim ». Cependant, sur le secteur de « Molsheim », ce Cst relativement faible est compensé par plusieurs ressources ayant lacapacité de fournir d’importants débits pour subvenir aux besoins.
Néanmoins, durant cette étude, une réflexion a été menée pour trouver un emplacement judicieux pour implanter un nouveau réservoir de l’ordre de 5 000 –6 000m 3 (pour avoir un Cst de 50%). Une piste consistait à l’implanter à proximité du fort de Mutzigcar situé sur un point élevé, mais cette parcelle disponible est trop éloignée du réseau et nécessiterait d’importants travaux de pose de nouvelles canalisations et de renforcements. Cette piste n’a donc pas été étudiée plus en détails au regard du manque de disponibilité foncière. Il semble plus évident d’augmenter les capacités du réservoir de Molsheim,lors de la rénovation de ses cuves.

Conclusions du diagnostic

Afin de conclure la phase de diagnostic du réseau AEP de la CCRMM, le tableau ci-dessous récapitule les différents constats réalisés avec des pistes de solutions qui seront vérifiées / affinées par la modélisation hydraulique :

REALISATION DU MODELE HYDRAULIQUE

La modélisation d’un réseau AEPpermet par une représentation plus ou moins détaillée de la réalité, de simuler le fonctionnement du réseau et des ouvrages. Cette simulation constitue une aide précieuse à la compréhension du fonctionnement actuel du réseau et permet d’étayer les propositions d’aménagements futurs. Le modèle peut également être utilisé afin de simuler différents scénarios afin de tester le comportement du réseau et des ouvrages, notamment lors de dysfonctionnements.
Cette étude utilise le logiciel Porteau, comme expliqué dans la partie « I.3.a. CADRE ET OBJECTIF DE L’ETUDE ». C’est un logicieldéveloppé et enrichi depuis 30 ans par l’InstitutNational de Recherche pour l’Agriculture l’Alimentation et l’Environnement (INRAE). Cette étude utilisera le module « Zomayet» pour représenter le comportement hydraulique du réseau et le module « Qualité » pour représenter les concentrations de certains éléments en différents points du réseau. Partant d’une feuille vierge, la construction de ce modèle nécessite d’appliquer une méthodologie rigoureuse, en prenant des hypothèseset en traduisant toutes les données « réelles » en données de calculs. Enfin, le modèle sera testé, calé puis validé avant d’être utilisé pour réaliser les différentes simulations.

METHODOLOGIE DE CONSTRUCTION DU MODELE

Hypothèses générales

Certaines hypothèses et postulats de départ devront être pris afin de simplifier le fonctionnement réel et de pouvoir exploiter les résultats des simulations. Le premier postulat est le choix de la période à modéliser. Dans notre cas, il a été choisi de représenter le fonctionnement actuel du réseau entre les mois de mars à novembre car c’est la période saisonnière la plus longue.
Ce modèle représente les conduites et les ouvrages ayant un rôle hydraulique important, c’est-à dire, qui interfèrent grandement dans les transferts d’eau entre les différents secteurs. Cela représente les conduites d’un diamètre supérieur à 150mm. Le choix du niveau de détails du modèle a également été une décision forte à prendre pour représenter à la fois le plus fidèlement possible le réseau mais aussi pour avoir des durées de calculsraisonnables avec des résultats relativement faciles à exploiter.

Modélisation des interconnexions

Interconnexions hors Strasbourg

Les 3 interconnexions entre la CCRMM et les autres territoires par une unique conduite, ont été renseignées dans Porteau en calculant le débit moyen journalier, à partir des échanges annuels. Concernant Griesheim, le même calcul de dotation unitaire que sur les autres communes a été réalisé (908 contrats d’abonnés). Le tableau situé dans l’annexe 13indique les valeurs renseignées dans le modèle.

Interconnexion entre CCRMM et Strasbourg Sud (à la station relais d’Altorf)

La modélisation de l’interconnexion entre la CCRMM et Strasbourg Sud est représentée par un stabilisateur de pression aval et par unlimiteur de débit. En effet, la pression du côté de la CCRMM est plus importante car imposée par le réservoir de Molsheim (246m NGF) alors que celle côté Strasbourg Sud est imposée par le réservoir du Lerchenberg (207m NGF) et par le château d’eau de Kolbsheim (227,70m NGF). Ainsi, l’écoulement gravitairese fait dans le sens CCRMM vers Strasbourg Sud. Pour assurer un débit de renouvellement sanitaire tout en limitant cet écoulement, une conduite en diamètre 20mm a été installée. Cela est représenté par un stabilisateur de pression avalréglé à 4,5barset par un limiteur de débitréglé à 25m 3/j (0,3l/s).

Interconnexions avec l’Eurométropole de Strasbourg

L’interconnexion avec l’Eurométropole de Strasbourg est réalisée par 7 conduites, comme indiqué sur la figure n°3 « Schéma du réseau AEP de la CCRMM ». Chacune de ces 7 connexions a été modélisée sous Porteau sous la forme d’un réservoiravec un limiteur de débit. Chaque réservoir est renseigné avec l’altitude du réservoir dont il dépend (château d’eau de Kolbsheim ou réservoir du Lerchenberg) et chaque limiteur de débit est renseigné en fonction du volume journalier transité. Ces volumes ont été obtenus à partir des relevés des compteursou par déductionle cas échéant. Puis ce volume est converti en débit (en l/s) dans Porteau, en supposant un volume global importé de 1 000 000m 3 /an.
Le tableau situé dans l’annexe 13récapitule les données renseignées dans le modèle. A noter qu’uncoefficient de pointe doit être appliqué aux limiteurs de débit afin de pouvoir assurerla distribution lors du pic de consommation (vers 19h).

Table des matières
REMERCIEMENTS 
RESUME & ABSTRACT
LISTE DES TABLEAUX 
TABLE DES FIGURES 
GLOSSAIRE 
INTRODUCTION 
I. CADRE ET OBJECTIF DE L’ETUDE 
1. PRESENTATION DE LA COMMUNAUTE DE COMMUNES DE LA REGION DE MOLSHEIM – MUTZIG
2. PRESENTATION DU SERVICE « EAU ET ASSAINISSEMENT »
3. OBJECTIF ET METHODE
a. Objectif de l’étude
b. Méthodologie appliquée
II. DESCRIPTION DU RESEAU AEP DE LA CCRMM 
1. DESCRIPTION DU RESEAU
a. Structure et schéma altimétrique
b. Caractéristiques du réseau
c. Sectorisation
2. DESCRIPTION DES OUVRAGES
a. Ressources et capacités
b. Réservoirs
c. Ouvrages particuliers
3. DESCRIPTION QUALITATIVE ET QUANTITATIVE DE L’EAU
a. Qualité de l’eau
b. Traitements
c. Jaugeages de sources
III. DIAGNOSTIC DU RESEAU ACTUEL 
1. ANALYSE DES DONNEES
2. FONCTIONNEMENT GLOBAL DU RESEAU
3. BILANS BESOINS-RESSOURCES-RESERVES
a. Situation actuelle
b. Situation future
c. Conclusions du diagnostic
IV. REALISATION DU MODELE HYDRAULIQUE 
1. METHODOLOGIE DE CONSTRUCTION DU MODELE
a. Hypothèses générales
b. Données géographiques et techniques
c. Données de consommation des domestiques
d. Intégration des fuites
e. Données de consommation des gros consommateurs
f. Modélisation des interconnexions
2. CALAGE DU MODELE HYDRAULIQUE
a. Calage par rapport aux marnages des réservoirs
b. Calage par rapport aux volumes journaliers
c. Calage par rapport aux pressions
3. SIMULATIONS ET VALIDATION DU MODELE HYDRAULIQUE
a. Simulation du jour moyen futur
b. Simulation du jour de pointe actuel et futur
c. Validation du modèle hydraulique
V. PROPOSITIONS D’AMENAGEMENT ET ESTIMATION DES TRAVAUX 
1. PROPOSITIONS SUR LE SECTEUR DES SOURCES
a. Interconnexion Oberhaslach –Niederhaslach
b. Mutualisation de ressources et création d’un nouveau réservoir commun
c. Aménagements spécifiques sur la commune d’Heiligenberg
d. Représentations des aménagements sur le secteur des sources
e. Autres propositions d’aménagements
2. PROPOSITIONS SUR LE SECTEUR DES FORAGES
a. Mélange des eaux des puits du Stierkopf
b. Variantes de propositions
c. Approvisionnement des nouvelles communes
d. Scénarios critiques et modélisation qualité
e. Comparatif sur la stratégie d’approvisionnement
3. ESTIMATION DES TRAVAUX D’AMENAGEMENTS PROPOSES
CONCLUSION 
BIBLIOGRAPHIE 
LISTE DES ANNEXES 

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