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Rapport

Janvier 2011 Révision 1

SS CC HH EE MM AA DD II RR EE CC TT EE UU RR EE TT VV AA LL OO RR II SS AA TT II OO NN

EE NN VV II RR OO NN NN EE MM EE NN TT AA LL EE DD EE LL AA SS TT AA TT II OO NN DD EE PP OO RR TT -- DD OO UU VV OO TT

RRAAPPPPOORRTT PPHHAASSEE 33

LP 9005 – Ville de Besançon – Schéma directeur et valorisation environnementale à Port Douvot page 2/138 Rapport phase 3

PÖYRY Rapport phase 3 rev 1 Janvier 2011

1 AG/CR/ AG/CR CR

0 AG/CR/ ED/ML

AG/CR CR

Révision Etabli par Vérifié par Validé par Date Commentaires



SOMMAIRE

SCHEMA DIRECTEUR ET VALORISATION ENVIRONNEMENTALE ............................................... 1

DE LA STATION DE PORT-DOUVOT ............................................................................................ 1

RAPPORT phase 3................................................................................................................... 1

1 PREAMBULE ....................................................................................................................... 8

2 RAPPEL DES SCENARII PAR OPERATION .......................................................................... 10

2.1 Filières complémentaires des boues........................................................................... 10

2.2 Rénovation du bâtiment d’exploitation..................................................................... 11 2.2.1 Rappel scénario retenu............................................................................................. 11 2.2.2 Modifications apportées au scénario retenu............................................................12

2.3 Rénovation de la digestion.......................................................................................... 12 2.3.1 Scénario retenu......................................................................................................... 12 2.3.2 Modifications apportées au scénario retenu............................................................13

2.4 Valorisation biogaz...................................................................................................... 14

2.5 Rénovation des prétraitements .................................................................................. 15 2.5.1 Rappel scénario retenu............................................................................................. 15 2.5.2 Modélisation hydraulique......................................................................................... 16 2.5.3 Choix retenu ............................................................................................................. 19

2.6 Gestion des sous produits ........................................................................................... 20 2.6.1 Refus de dégrillage – scénario retenu...................................................................... 20 2.6.2 Les sables – scénario retenu .................................................................................... 20 2.6.3 Les graisses .............................................................................................................. 21

2.7 Gestion des matières extérieures................................................................................ 22 2.7.1 Aménagements retenus en phase 2........................................................................... 22 2.7.2 Modifications apportées aux aménagements retenus............................................... 22

2.8 Limitation des nuisances olfactives............................................................................ 23 2.8.1 Scénario retenu......................................................................................................... 23 2.8.2 Modifications apportées au scénario retenu............................................................23

2.9 Autres modifications apportées au scénario de la phase 2 ...................................... 23 2.9.1 Amélioration du fonctionnement de la tranche T2................................................... 23 2.9.2 Augmentation de la capacité de stockage du bâtiment des boues............................ 23

2.10 Scénario global retenu............................................................................................. 25

3 CONTRAINTES RELATIVES AU SITE DE LA STATION D ’EPURATION ................................. 27

3.1 Généralités ................................................................................................................... 27

3.2 Contraintes topographiques ....................................................................................... 28

3.3 Contraintes hydrauliques ........................................................................................... 28 3.3.1 Zonage et règlement du PPRI .................................................................................. 29 3.3.2 Crue et cote de référence.......................................................................................... 30 3.3.3 Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux du bassin Rhône Méditerranée ........................................................................................................................ 30



3.4 Zones naturelles remarquables .................................................................................. 31 3.4.1 Zones Naturelles d’Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique (ZNIEFF)......... 31 3.4.2 Zones humides .......................................................................................................... 32

3.5 Plan Local d’Urbanisme ............................................................................................. 33 3.5.1 Zonage et emplacement réservé ............................................................................... 33 3.5.2 Servitudes d’urbanisme ............................................................................................ 33 3.5.3 Autres annexes du PLU ............................................................................................ 34

4 IMPACT ENVIRONNEMENTAL DU SCENARIO GLOBAL ..................................................... 35

4.1 Milieux aquatiques ...................................................................................................... 35

4.2 Milieux naturels........................................................................................................... 35

4.3 Paysages........................................................................................................................ 36

4.4 Santé ............................................................................................................................. 37

5 BILAN CARBONE DE LA STATION D ’EPURATION DE PORT-DOUVOT REAMENAGEE ....... 38

6 COUT D’ INVESTISSEMENT DU SCENARIO GLOBAL .......................................................... 39

7 COUT D’EXPLOITATION DU SCENARIO GLOBAL .............................................................. 40

8 PHASAGE DES OPERATIONS DE TRAVAUX ........................................................................ 42

9 REHABILITATION DU BATIMENT D ’EXPLOITATION ......................................................... 45

9.1 Principe – constat ........................................................................................................ 45

9.2 Objectifs ....................................................................................................................... 46 9.2.1 Les besoins futurs ..................................................................................................... 46 9.2.2 Contraintes d’aménagements................................................................................... 47

9.3 Contraintes de construction et de phasage ............................................................... 49

9.4 Proposition d’aménagement....................................................................................... 49

9.5 Coût de l’opération...................................................................................................... 53 9.5.1 Coût d’investissement............................................................................................... 53 9.5.2 Coût d’exploitation................................................................................................... 53

10 REHABILITATION DES PRETRAITEMENTS ....................................................................... 54

10.1 Principe - constat ..................................................................................................... 54

10.2 Objectifs – contraintes............................................................................................. 55 10.2.1 Dimensionnement ................................................................................................... 55 10.2.2 Contraintes d’aménagements................................................................................. 58 10.2.3 Contraintes de construction et de phasage ............................................................ 59

10.3 Proposition d’aménagement ................................................................................... 59 10.3.1 Conception générale proposée............................................................................... 59 10.3.2 Arrivée des effluents ............................................................................................... 62 10.3.3 Répartition des débits entre les deux tranches....................................................... 62 10.3.4 Prédégrillage.......................................................................................................... 66 10.3.5 Relevage des effluents ............................................................................................ 66



10.3.6 Dégrillage fin ......................................................................................................... 67 10.3.7 Dessablage/déshuilage........................................................................................... 67 10.3.8 Traitement des sous produits.................................................................................. 68 10.3.9 Bassin d’orage........................................................................................................ 68

10.4 Contraintes d’exploitation ...................................................................................... 69

10.5 Coût de l’opération.................................................................................................. 69 10.5.1 Coût d’investissement............................................................................................. 69 10.5.2 Coût d’exploitation................................................................................................. 70

11 GESTION DES SOUS-PRODUITS ET DES MATIERES EXTERIEURES .................................... 71

11.1 Principe – constat..................................................................................................... 71 11.1.1 Les sous-produits.................................................................................................... 71 11.1.2 Les matières extérieures......................................................................................... 71 11.1.3 Débourbeur ............................................................................................................ 72

11.2 Objectifs – contraintes............................................................................................. 72 11.2.1 Dimensionnement ................................................................................................... 72 11.2.2 Contraintes d’aménagement................................................................................... 76 11.2.3 Contraintes de construction et de phasage ............................................................ 78

11.3 Proposition d’aménagement ................................................................................... 78 11.3.1 Gestion et traitement des refus de dégrillage.........................................................79 11.3.2 Gestion et traitement des graisses.......................................................................... 79 11.3.3 Réception des graisses extérieures......................................................................... 79 11.3.4 Réception des lixiviats ............................................................................................ 80 11.3.5 Matières de vidange ............................................................................................... 80 11.3.6 Lavage des sables et des matières de curage......................................................... 82 11.3.7 Débourbeur ............................................................................................................ 85

11.4 Contraintes d’exploitation ...................................................................................... 86


12 AGRANDISSEMENT DU BATIMENT DE STOCKAGE DES BOUES ......................................... 88

12.1 Principe – constat..................................................................................................... 88

12.2 Objectifs – contraintes............................................................................................. 89 12.2.1 Objectif ................................................................................................................... 89 12.2.2 Contraintes d’aménagement................................................................................... 89 12.2.3 Contraintes de construction et de phasage ............................................................ 90

12.3 Proposition d’aménagement ................................................................................... 90


13 AMELIORATION DE FONCTIONNEMENT DE LA TRANCHE T2 .......................................... 94

13.1 Principe – constat..................................................................................................... 94 13.1.1 Sous dimensionnement de la zone d’anoxie ........................................................... 94



13.1.2 Sous dimensionnement du dégazeur de T2............................................................. 96

13.2 Objectifs – contraintes............................................................................................. 97 13.2.1 Objectif ................................................................................................................... 97 13.2.2 Contraintes d’aménagement................................................................................... 97 13.2.3 Contraintes de construction et de phasage ............................................................ 97

13.3 Proposition d’aménagement ................................................................................... 98 13.3.1 Augmentation de la capacité du dégazeur. ............................................................ 98 13.3.2 Amélioration du traitement NGL............................................................................ 99

13.4 Contraintes d’exploitation .................................................................................... 102

13.5 Coût de l’opération................................................................................................ 103 13.5.1 Coût d’investissement........................................................................................... 103 13.5.2 Coût d’exploitation............................................................................................... 103

14 L IMITATION DES NUISANCES OLFACTIVES ET DES GAZ NOCIFS ................................... 104

14.1 Principe – constat................................................................................................... 104

14.2 Objectifs – contraintes........................................................................................... 109 14.2.1 Objectifs................................................................................................................ 109 14.2.2 Dimensionnement ................................................................................................. 109 14.2.3 Contraintes d’aménagement................................................................................. 110 14.2.4 Contraintes de construction et de phasage .......................................................... 110

14.3 Proposition d’aménagement ................................................................................. 111



15 RENOVATION DE LA DIGESTION .................................................................................... 113

15.1 Principe - constat ................................................................................................... 113

15.2 Objectifs - contraintes ........................................................................................... 114 15.2.1 Type de digestion.................................................................................................. 114 15.2.2 Mise en place d’un prétraitement des boues ........................................................ 114 15.2.3 Dimensionnement ................................................................................................. 115 15.2.4 Contraintes d’aménagement................................................................................. 119 15.2.5 Contraintes de construction et de phasage .......................................................... 119

15.3 Proposition d’aménagement ................................................................................. 120 15.3.1 Préambule ............................................................................................................ 120 15.3.2 Prétraitement par hydrolyse par ultrasons .......................................................... 121



16 VALORISATION DU BIOGAZ ............................................................................................ 126

16.1 Principe – constat................................................................................................... 126



16.2 Objectif - contraintes............................................................................................. 127 16.2.1 Objectif ................................................................................................................. 127 16.2.2 Dimensionnement ................................................................................................. 127 16.2.3 Contraintes d’aménagement................................................................................. 129 16.2.4 Contraintes de construction et de phasage .......................................................... 129 16.2.5 Proposition d’aménagement................................................................................. 130



17 OPTIMISATIONS ENERGETIQUES ................................................................................... 134

17.1 Actions d’urgence / immédiates............................................................................ 134 17.1.1 T2 - Mise hors service des agitateurs pendant les périodes aérées ..................... 134 17.1.2 S2 : Optimisation de l’injection du biogaz dans les digesteurs ........................... 135

17.2 Actions à court terme ............................................................................................ 136 17.2.1 T1 – Mise en place d’un variateur de vitesse pour le poste de relevage ............. 136 17.2.2 Potentiel d’économie............................................................................................ 137 17.2.3 Coûts d’investissement ......................................................................................... 137

17.3 Actions relatives..................................................................................................... 138 17.3.1 T2 - Echange des agitateurs dans les bassins aérées........................................... 138 17.3.2 Potentiel d’économie............................................................................................ 138 17.3.3 Coûts d’investissement ......................................................................................... 138

LP 9005 – Ville de Besançon – Schéma directeur et valorisation environnementale à Port Douvot /138 Rapport phase 3


1 PREAMBULE

La ville de Besançon est dotée d'une station d’épuration de 200 000 équivalents habitants de capacité. Cette station d'épuration a été réhabilitée, entre 2001 et 2005 afin d’être conforme vis-à-vis des exigences de la Directive Eaux Résiduaires Urbaines (DERU). Suite aux volontés exprimées par la ville et aux différents problèmes rencontrés sur la station d’épuration de Port-Douvot (mauvaise optimisation de la gestion des volumes de temps de pluie entre les deux files, troisième ligne de digestion vétuste et présentant un dimensionnement faible par rapport aux deux autres lignes, bâtiment d’exploitation inadapté, réorganisation de la gestion de la réception des apports extérieurs…), la collectivité a engagé une démarche de définition d'un schéma directeur de réaménagement de la station d’épuration. La phase 1 du présent schéma directeur a consisté essentiellement à réaliser un état des lieux des différents ouvrages et équipements et à établir un bilan énergétique ainsi qu’un Bilan Carbone® de la station d’épuration. Cette phase a abouti à dresser différents constat et a permis de faire un bilan des filières actuelles d’élimination des boues et de définir les filières complémentaires envisageables pour Port-Douvot. Le gisement potentiel de production de boues, d’apports de matières extérieurs a également été établi … Une fois la phase diagnostic achevée, la phase 2 a consisté à élaborer des scénarii d’aménagement autour de projets structurants (mise en place d’une filière complémentaire des boues, rénovation du bâtiment d’exploitation, rénovation de la digestion, valorisation du biogaz) et autour de projets conjoints (amélioration de la répartition des effluents et rénovation des prétraitements de T2, gestion des sous-produits, gestion des apports extérieurs, désodorisation et couverture des ouvrages, préconisation d’économie d’énergie, production d’énergie à faible impact sur l’environnement, mise en place d’un débourbeur). Suite à la présentation du rapport de la phase 2, le maître d’ouvrage a retenu un scénario pour chaque projet structurant et conjoint. La démarche finale (phase 3) vise à préciser le contenu de la solution retenue par le comité de pilotage et à élaborer un programme de travaux que la ville pourra suivre pour parvenir à la mise en place de la totalité du scénario. Le présent rapport constitue la troisième phase du schéma directeur d’aménagement de la station d’épuration de Port-Douvot. Chaque opération de travaux donnera lieu à l’élaboration d’une fiche. L'objectif de ces fiches est de faciliter la programmation de chaque opération, tant en terme budgétaire que de planification. Ces fiches seront constituées de la manière suivante :

• une note présentant le constat réalisé au cours de la phase diagnostic ;

• une note fixant les objectifs et les contraintes de l’opération ;

• une note présentant la proposition d’aménagement. Cette note sera composée d’une justification de dimensionnement des ouvrages et d’un descriptif sommaire de chaque ouvrage (géométrie, équipements principaux). Des extraits de plans (schémas process) seront également intégrés pour faciliter la compréhension ;

• une note présentant l’estimation prévisionnelle, décomposé par postes en distinguant les travaux de génie-civil, d’équipements et de réseau.



• une note présentant l’estimation des coûts de fonctionnement détaillant chaque poste : - main d’œuvre supplémentaire par rapport à la situation actuelle - énergie, intégrant les notions de recettes, - réactifs et consommables - évacuation et élimination des sous-produits Cette note sera établie sur la base des données de coût de fonctionnement actuel.

L’ensemble des opérations représente le scénario global d’aménagement du schéma directeur de la station d’épuration de Port-Douvot. Pour ce scénario global sera présenté :

• Un mémoire décrivant l'impact environnemental de la station d'épuration aménagée : - Sur les milieux aquatiques : eaux souterraines, eaux superficielles, zone

inondable, respect du règlement du PPRI - Sur les milieux naturels : limitation de la consommation de l’espace, préservation

des milieux et/ou des espèces pour la biodiversité - Sur les paysages : caractérisation du site, intégration des ouvrages, mise en valeur

vis à vis du public, des riverains et des usagers de la véloroute - Sur la santé : air, odeurs, bruit pour les riverains - Développement durable prise en compte de solutions énergétiques, constructives,

de traitement qui permettent la prise en compte de l’environnement, des riverains, des usagers et des coûts

• Un bilan carbone et énergétique de la station dans sa situation aménagée. Ce bilan fera clairement ressortir l'apport sur ces bilans de la mise en place du scénario.

• Une proposition de phasage des travaux et de planning de réalisation. Ce phasage proposera un découpage des travaux en plusieurs opérations. Ce découpage sera mis au point avec les services de la ville afin de répondre au mieux aux souhaits de la ville, tout en répondant aux exigences de chronologie techniques de travaux et aux exigences règlementaires.

• Un carnet de plans permettant de définir l’organisation des ouvrages, précisée à l’aide : - d’un plan masse au 1/500ème, - de schémas process, - d'un plan des réseaux entre ouvrages au 1/500ème.



2 RAPPEL DES SCENARII PAR OPERATION

Lors de la réunion de présentation de la phase 2 des différents scénarii d’aménagement de la station d’épuration de Port-Douvot, le 2 février 2010, le comité de pilotage a retenu un scénario par projet structurant et conjoint. Dans le présent chapitre, nous rappelons les scénarii retenus et les évolutions qui ont eu lieu suite à cette réunion.

2.1 Filières complémentaires des boues

En phase 2 du présent schéma directeur d’aménagement de la station d’épuration de Port-Douvot, un tableau récapitulatif des différentes filières complémentaires d’élimination des boues a été dressé. Ce tableau est le suivant :

Il ressort de ce tableau que la seule filière actuellement pérenne est l’incinération spécifique des boues. Cependant, cette filière présente l’inconvénient majeur d’être très mal acceptée par la population. Le comité de pilotage n’a pas souhaité retenir cette filière. Dans un premier temps, il avait été décidé de retenir et d’étudier plus précisément la filière de séchage thermique. La ville de Besançon, après réflexion (absence de pérennité de la filière, épandage agricole des boues séchées soumis aux mêmes contraintes que les boues déshydratées, coûts élevés d’acceptation des cimentiers (95 à 100 € la tonne de boues séchées) et coût d’investissement significatif), ne souhaite pas investir dans une filière non pérenne. En conséquence, la ville de Besançon n’a pas souhaité que soit étudiée en détail une filière d’élimination des boues. Les filières actuelles d’élimination des boues (épandage agricole, compostage sur une plateforme extérieure et co-incinération avec les ordures ménagères) sont donc conservées.

Cout global

Compostage extérieur

Contraintes d’exploitation

Thermolyse

Impact sur filière amont et biogaz

Bilan carbone

Acceptabilitéenvironnementale

Pérennité, débouché

Retour d’expérience

Contraintes réglementaires

Critères Séchage thermique

OVHIncinération spécifique

Compostagesur site

Cout global

Compostage extérieur

Contraintes d’exploitation

Thermolyse

Impact sur filière amont et biogaz

Bilan carbone

Acceptabilitéenvironnementale

Pérennité, débouché

Retour d’expérience

Contraintes réglementaires

Critères Séchage thermique

OVHIncinération spécifique

Compostagesur site



Pour pérenniser la valorisation agricole des boues, il est important de poursuivre et d’améliorer la communication avec les agriculteurs en organisant notamment des réunions afin de les informer (existence d’un fond de garantie) et de les rassurer sur la qualité des boues. D’autre part, il est nécessaire de consolider l’externalisation du compostage. Enfin, il est nécessaire de prévoir, dans le cadre du schéma directeur de la station, une réserve foncière suffisante pour permettre la mise en place d’une filière complémentaire des boues telle qu’une unité d’incinération ou une unité d’OVH. Cette contrainte est prise en compte dans l’étude détaillée du scénario global mais aucune filière complémentaire d’élimination n’est étudiée.

2.2 Rénovation du bâtiment d’exploitation

2.2.1 Rappel scénario retenu

En phase 2, plusieurs scénarii de rénovation du bâtiment d’exploitation ont été étudiés. Les deux principales solutions pour ce projet sont

- la conservation du bâtiment existant avec création d’une extension pour répondre aux besoins futurs

- la construction d’un nouveau bâtiment. Dans le cas du scénario de construction d’un nouveau bâtiment, il nous a également été demandé d’étudier la possibilité d’intégrer dans ce bâtiment un atelier mécanique et un atelier électrique en remplacement de ceux existants. Le tableau suivant synthétise les critères de choix des scénarii.

1 350 000 €

1 000 000 €

1 250 000 €

1 550 000 €

Coût

+ 6 500 kg CO2/anScénario A-2 (extension attenante)

Scénario B-2 (bâtiment neuf et atelier)

Scénario B-1 (bâtiment neuf)

Scénario A-1 (extension R+2)

Critères

+ 22 000 kg CO 2/an

+ 14 000 kg CO 2/an

+ 7 000 kg CO2/an

Bilan environnementalPhasage

1 350 000 €

1 000 000 €

1 250 000 €

1 550 000 €

Coût

+ 6 500 kg CO2/anScénario A-2 (extension attenante)

Scénario B-2 (bâtiment neuf et atelier)

Scénario B-1 (bâtiment neuf)

Scénario A-1 (extension R+2)

Critères

+ 22 000 kg CO 2/an

+ 14 000 kg CO 2/an

+ 7 000 kg CO2/an

Bilan environnementalPhasage

De ce tableau comparatif, il ressort que le scénario le plus intéressant, dans le cadre de la réhabilitation du bâtiment d’exploitation, est le scénario B-1. En effet, ce scénario est celui présentant le coût d’investissement le plus faible et un phasage des travaux simple. De plus, si le nouveau bâtiment est positionné à proximité des ateliers actuels (ancien bâtiment de déshydratation), cela permet de libérer une surface importante en entrée de la station, en vue de l’installation de nouveaux ouvrages ou équipements. Après réflexion et suite à la présentation du 2 février 2010, la ville de Besançon a retenu ce scénario.



2.2.2 Modifications apportées au scénario retenu

Etant donné la vétusté et l’aménagement peu fonctionnel des ateliers électriques et mécaniques actuels, la ville de Besançon, nous a demandé d’intégrer dans le cadre de la construction du nouveau bâtiment d’exploitation, la rénovation des deux ateliers. La surface de stockage de déchets (huiles usagées par exemple) étant limitée, le maître d’ouvrage nous a également demandé d’intégrer ce besoin supplémentaire dans le projet. En conclusion, les besoins en surface des nouveaux locaux à prendre en compte sont les suivants :

- Atelier électrique : ≈ 50 m² - Atelier mécanique : ≈ 150 m² - Local stockage gros matériel : ≈ 100 m² - Local stockage petit matériel (EPI, produits entretien, …) : ≈ 100 m² - Local stockage déchets : ≈ 60 m² - Local stockage fuel : ≈ 10 m²

Soit au total, 470 m² supplémentaires par rapport au scénario retenu en phase 2. Pour rappel, les besoins pour le bâtiment d’exploitation qui se répartissent en accueil des visiteurs, accueil du personnel et locaux sociaux, locaux d’exploitation de la station et locaux pour les services extérieurs à la station, s’élèvent à 610 m². Au total, 1 080 m² sont nécessaires (bâtiment d’exploitation + ateliers + locaux de stockage). Dans la mesure du possible, nous utiliserons les surfaces existantes des ateliers et de l’ancien bâtiment de déshydratation pour couvrir les besoins.

2.3 Rénovation de la digestion

2.3.1 Scénario retenu

Le diagnostic de l’unité de digestion a permis de relever que le digesteur de la file n°3 est dans un état de vétusté avancé. Le comité de pilotage a retenu l’abandon de cette file et la construction d’une nouvelle file. En phase 2, il a été étudié deux solutions pour la rénovation de la filière de digestion :

- construction d’une troisième file de digestion anaérobie mésophile (même procédé que les deux files existantes) ;

- mise en place d’un prétraitement des boues (hydrolyse par ultrasons et hydrolyse thermique) et construction d’une troisième file anaérobie mésophile.

La transformation de la digestion mésophile actuelle en digestion thermophile n’a pas été retenue lors de la réunion du 1er décembre 2009. Le comité de pilotage a retenu de prendre en compte pour le dimensionnement de la digestion, la production de boues correspondant à une charge en entrée de station de 160 000 EH (80 % de la capacité nominale) à laquelle doit être ajoutée la production des boues dues aux graisses ainsi que l’apport de boues extérieures, soit au total les quantités de boues suivantes :



1er cas de figure

Dans le cas où les graisses sont traitées sur un traitement biologique spécifique, les flux de boues (y compris boues extérieures) devant être prises en compte sont les suivants :

Boues mixtes Graisses Boues totales

MVS MS MVS MS MVS MS

Production annuelle

3 665 t/an 5 325 t/an 110 t/an 135 t/an 3 775 t/an 5 460 t/an

Production en pointe

12 000 kg/j 17 580 kg/j 300 kg/j 370 kg/j 12 300 kg/j 17 950 kg/j

Volume 90% du temps

290 m3/j 6 m3/j 296 m3/j

2ème cas de figure

Dans le cas où les graisses sont transférées directement sur les digesteurs (hypothèse de base), les flux de boues (y compris boues extérieures) devant être pris en compte sont les suivants :



Production moyenne annuelle


Production journalière en pointe


Volume 90% du temps

290 m3/j 20 m3/j 310 m3/j


Suite à des décisions au sein de la communauté d’agglomération de Besançon, un certain nombre de communes seront raccordées à terme sur la station d’épuration de Port-Douvot. Cela a pour effet, d’une part d’augmenter significativement la charge qui sera reçue à la station mais, d’autre part, de réduire les quantités de boues extérieures apportées sur Port-Douvot. Ainsi, il apparaît que suite à ces modifications, la production devant être prise en compte pour le dimensionnement de la digestion est celle correspondant à la charge nominale de la station (200 000 EH), soit la production suivante :



Boues Primaires Boues secondaires Boues mixtes Production future de

pointe à capacité nominale MVS MS MVS MS MVS MS

Production en pointe 8 220 kg/j 12 225 kg/j 6 230 kg/j 8 920 kg/j 14 185 kg/j 20 730 kg/j

Ratio / valeurs moyennes 1,15 1,17 1,28 1,28 1,18 1,19

Volume 90 % du temps 180 m3/j 165 m3/j 330 m3/j

Ratio / valeurs moyennes 1,20 1,26 1,17

A cette production, il sera nécessaire d’ajouter les productions de boues dues aux graisses. Cependant, le volume de boues extérieures de 6 000 m3/an n’est plus à prendre en compte dans le dimensionnement de l’unité de digestion.

2.4 Valorisation biogaz

En phase 2, le comité de pilotage a retenu que l’unique filière à envisager pour la station de Port-Douvot est une valorisation électrique par cogénération avec revente à EDF. Un équilibre avec l’énergie thermique produite par le groupe de cogénération est donc à trouver afin de permettre le chauffage des boues dans le digesteur. Pour rappel, le chauffage des bâtiments, à partir du biogaz, est également conservé. A l’issue de la réunion du 2 février 2010, la ville de Besançon a souhaité également que soit étudiée l’opportunité de mettre en place une pile à combustible sur la station de Port-Douvot. Suite à des contacts pris auprès d’une entreprise spécialisée (MTU) en installation de pile à combustible, la Ville de Besançon a décidé d’abandonner ce projet. En effet, les informations qui ont pu être collectées conclues à un coût d’investissement très élevé pour l’installation d’une pile à combustible. En effet, d’après l’entreprise MTU, l'investissement est de l’ordre de 2 350 000 € H.T. pour une pile à combustible d’une capacité de 346 kW et de 2 000 000 € H.T. pour une pile de 200 kW (sans les aménagements Génie-Civil et les équipements annexes). En comparaison, un moteur de cogénération de 346 kW présente un coût de l’ordre de 600 000 € H.T. De plus, l’objectif initial était de valoriser 10 à 20 % du biogaz sur la pile à combustible (projet pilote, le reste étant valorisé sur une unité de cogénération classique (moteur, turbine, …). Or, la plus petite pile à combustible en terme de puissance électrique est de 200 kW, soit 60 à 70 % des besoins. Le projet a donc été abandonné.



2.5 Rénovation des prétraitements

2.5.1 Rappel scénario retenu

En phase 2, trois scénarii de rénovation des prétraitements ont été étudiés : - Réhabilitation des prétraitements existants et amélioration du système de nettoyage du

bassin d’orage existant (scénario A) ; - Réhabilitation des prétraitements existants et construction d’un nouveau bassin

d’orage (scénario B) ; - Construction de nouveaux prétraitements et d’un nouveau bassin d’orage (scénario C).

Pour les scénarii B et C, le volume du bassin a été augmenté de 2 500 m³ à 3 500 m³, car depuis la mise en route du poste de Roche d’Or, l’exploitant a noté que les volumes reçus lors des épisodes pluvieux, ont fortement augmenté. Ainsi, dans le cadre de la construction d’un nouveau bassin d’orage, il était apparu intéressant d’augmenter la capacité de stockage. Le tableau suivant synthétise les critères de choix des trois scénarii.

Impact des travaux

Phasage

Coût d’exploitation

+ 25 000 kg CO2/an

1 825 000 €

Scénario B

Bilan environnemental

Coût investissement

Impact sur la filière aval

Critères

+ 35 000 kg CO2/an+ 13 000 kg CO2/an

2 250 000 €965 000 € à1 115 000 €

Scénario CScénario A

Impact des travaux

Phasage

Coût d’exploitation

+ 25 000 kg CO2/an

1 825 000 €

Scénario B

Bilan environnemental

Coût investissement

Impact sur la filière aval

Critères

+ 35 000 kg CO2/an+ 13 000 kg CO2/an

2 250 000 €965 000 € à1 115 000 €

Scénario CScénario A

De ce tableau comparatif, il ressort que le scénario le moins intéressant dans le cadre de la réhabilitation des prétraitements de T2 est le scénario A. En effet, dans ce scénario, les systèmes de nettoyage du bassin d’orage existant sont soit peu efficaces (hydroéjecteurs), soit difficilement envisageables du fait de la diminution de la capacité de stockage (clapet de chasse). De plus, le phasage des travaux est complexe et délicat. Lors de la réunion du 2 février 2010, le comité de pilotage a décidé de ne pas retenir le scénario A. Les deux principales différences entre les scénarii B et C sont le coût d’investissement qui est plus élevé pour le scénario C et le phasage des travaux qui est plus complexe pour le scénario B. Le principal avantage du scénario C réside dans la possibilité de positionner les prétraitements vers l’entrée de la station d’épuration (dans le cas où le bâtiment d’exploitation est déplacé vers l’atelier) ce qui permettrait d’envisager un dépotage des matières de vidange à l’extérieur de la station (absence de circulation de camions sur le site de la station). Afin de pouvoir choisir le scénario de réhabilitation des prétraitements de T2, il a été décidé lors de la réunion du 2 février 2010 qu’une modélisation soit réalisée afin de connaître les besoins en terme de capacité de stockage du bassin d’orage et les débits maximum à relever.



2.5.2 Modélisation hydraulique

La modélisation hydraulique a été réalisée par les services de la ville de Besançon. La note de présentation des résultats de cette modélisation sont présentés dans les paragraphes ci-dessous.

2.5.2.1 Contexte

2.5.2.1.1 Les effets des nouveaux aménagements

L’étude de modélisation du réseau Nord-Ouest (Sogreah 2007) a permis la définition et le dimensionnement d’un certain nombre d’aménagements destinés, d’une part à diminuer les volumes déversés au déversoir d’orage de Roche d’Or (RO), d’autre part à diminuer les débordements de ce réseau. Un certain nombre de ces aménagements sont aujourd’hui réalisés. Depuis novembre 2009, on peut ainsi mesurer les effets du troisième bassin de la station d’épuration de Port-Douvot, du doublement du collecteur entre Roche d’Or et la station et de l’automatisation des vannes du collecteur NO. Cette nouvelle configuration induit des modifications notables du comportement du réseau par temps de pluie dans le secteur RO – STEP. Les exploitants de la station relèvent que le remplissage des bassins s’opère beaucoup plus rapidement et que dans le passé, le début du remplissage ne s’amorçait qu’après plusieurs heures de déversement à RO. La diminution des déversements à RO induit une augmentation notable des volumes déversés à la STEP, soit par les by-pass, soit après traitement primaire (traitement DENSADEG), conséquence non prise en compte par l’étude SOGREAH. Si les déversements aux by-pass de la station étaient par le passé négligeables (18 000 m3

en 2007, contre 634 000 m3 à RO la même année), les six mois d’observation de fonctionnement de la nouvelle configuration montrent que ce n’est plus le cas. Cependant, comme montre ci-dessous la modélisation, la somme des déversements (Roche d’Or – by-pass STEP) devrait être en nette diminution.

2.5.2.1.2 Le schéma directeur de la station d’épuration

Le schéma directeur de la station d’épuration étant en cours d’élaboration, il apparaît important que celui-ci puisse prendre en compte les effets induits par les aménagements amont, d’autant que les enjeux en termes financiers liés à ces déversements accrus peuvent être non négligeables puisqu’ils conditionnent le calcul de la redevance. La problématique des déversements est liée à la capacité de stockage de la station. Aujourd’hui, avec la construction du troisième bassin, cette dernière atteint 11 200 m3. Parmi les questions qui se posent :

- Peut-on envisager, malgré les problèmes de déversements pointés précédemment, de réduire cette capacité, en mettant en place un système de lavage qui aboutirait à une diminution du volume de stockage de l’ordre de 400 m3

? - Faut-il au contraire, pour limiter les déversements, augmenter cette capacité de

stockage, en construisant par exemple un nouveau bassin de stockage pour la tranche T2, qui aurait un volume double par rapport à l’actuel (de 2 500 à 5 000 m3) ?

- Faut-il augmenter le débit maximum de pompage de temps de pluie pour éviter que ce dernier soit limitant ?



2.5.2.2 Objet de la modélisation

L’objet de cette modélisation est de fournir aux acteurs du schéma directeur de la station, des éléments chiffrés permettant d’arrêter un choix quant à la capacité de stockage qu’il convient de maintenir à la station. Ces éléments chiffrés seront les bilans de déversements aux différents points de sortie du réseau, établis sur la base de simulations, dont il faut rappeler qu’elles comportent une marge d’incertitude. Sur le plan économique, il faut souligner que l’éventuelle reconstruction du bassin de la tranche T2 ne bénéficierait probablement pas de subventions de l’Agence de l’Eau, celle-ci conditionnant aujourd’hui ses aides selon des critères beaucoup plus sévères que dans le passé. Nous pouvons ainsi craindre que l’opération « bassin Mermoz-collecteur Diderot » constitue la dernière opération qui serait subventionnée, dans la mesure où l’aménagement aura démontré qu’il aura suffi à supprimer les déclassements critiques du milieu récepteur : les aménagements ultérieurs amélioreront certes la situation, mais ne seront plus éligibles. Il appartiendra en revanche aux gestionnaires de la station de Port-Douvot de calculer le bénéfice économique (en termes de redevances) qui pourrait être induit par une diminution des volumes déversés à la station d’épuration, si la capacité de stockage est améliorée. Il sera enfin important de vérifier que le choix retenu puisse permettre un bilan acceptable des volumes déversés (RO+STEP), dans la mesure où, seul a été mis en avant jusqu’à présent, le bilan des volumes déversés à RO.

2.5.2.3 Scénarii envisagés

Cinq configurations ont été étudiées :



2.5.2.4 Calage du modèle

Afin d’assurer une certaine pertinence au modèle, nous avons vérifié que la simulation d’un certain nombre de pluies survenues entre novembre 2009 et mars 2010 permettaient de retrouver des valeurs de déversements cohérentes avec celles observées à la station. Le calage du modèle apparaît relativement satisfaisant.

2.5.2.5 Résultats

Les tableaux suivants indiquent les résultats des calculs menés dans chaque configuration (en ce qui concerne la situation antérieure, il s’agit des mesures de l’auto-surveillance et non de résultats de simulations) : le premier tableau donne les résultats des déversements annuels à RO et aux by-pass de la STEP (calculs menés pour une année moyenne de pluviométrie type 2007) :

Le second tableau indique les variations par rapport à la configuration 1 (qui correspond à la situation de référence : situation actuelle + bassin Léo Lagrange, en cours de construction) des volumes annuels déversés après traitement primaire (traitement Densadeg) :

2.5.2.6 Conclusion de la modélisation

Les volumes déversés à la STEP sont certes multipliés par 3,5 à 4 (selon le scénario) par rapport à la configuration antérieure. Cependant, comme les volumes déversés à Roche d’Or devraient en principe être abattus de 80%, le total des déversements (RO – By-pass STEP) devrait baisser de l’ordre de 70%, ce qui demeure très important (il est vrai que c’est le pourcentage de 80% de diminution à Roche d’Or qui a jusqu’à présent été mis en avant).



Même si, sur un plan de principe, il peut apparaître dommage de diminuer (de 400 m3 dans la configuration 2) le volume de stockage de la STEP, il semble que le choix devrait davantage être déterminé par des considérations relatives aux calculs de redevance en fonction des volumes déversés à la STEP, volumes qui varient selon les scénarios.

2.5.3 Choix retenu

Tout d’abord, il est important de noter que la modélisation qui a été réalisée ne tient pas compte du fait que l’arrivée des effluents sur la station d’épuration de Port-Douvot se fait sur deux tranches distinctes. De plus, les volumes des bassins d’orage sont comptabilisés globalement et non tranche par tranche. Cela a pour effet de diminuer l’impact du bassin d’orage de T2 par rapport aux volumes déversés. En effet, le temps de remplissage du bassin d’orage, dans sa configuration actuelle, est seulement de 33 minutes, ce qui est très court. En doublant le volume de stockage et en doublant ainsi le temps de remplissage, nous pouvons donc penser que les volumes by-passés seront diminués de manière plus importante que les résultats fournis par la modélisation (11 400 m3 par an). Au vu des incertitudes du volume de bassin de stockage qu’il serait nécessaire de mettre en place, deux scénarii ont été étudiés pour la réhabilitation des prétraitements, à savoir :

- Réhabilitation des prétraitements actuels + construction d’un nouveau bassin d’orage de 5 000 m3

- Construction de nouveaux prétraitements + construction d’un nouveau bassin d’orage de 5 000 m3.

La répartition entre la tranche T1 et la tranche T2 étant de 60/40 et la capacité de stockage sur T1 étant de l’ordre de 8 700 m3, nous avons retenu, en accord avec la ville de Besançon, une capacité de stockage du nouveau bassin d’orage sur T2 de 5 000 m3 afin d’être cohérent avec la répartition entre les deux tranches de traitement et d’avoir également une sécurité vis-à-vis de l’emprise au sol de ce bassin. Ces deux scénarii ont été étudiés et les résultats ont été présentés lors de la réunion de présentation au comité de pilotage le 14 juin 2010. Suite, à cette réunion, la ville de Besançon a choisi de retenir le scénario de construction de prétraitements neufs avec un bassin de stockage de 5 000 m3.



2.6 Gestion des sous produits

2.6.1 Refus de dégrillage – scénario retenu

Dans le cadre du schéma directeur d’aménagement, les refus seront traités et séparés des graisses. Il a été retenu lors de la phase 2 que les refus de dégrillage seront compactés (taux de compactage visé : 70 %) avant envoi sur la filière d’élimination actuelle, à savoir l’incinération à l’UIOM de Besançon.

2.6.2 Les sables – scénario retenu

En phase 2, deux scénarii pour la gestion des sables ont été étudiés : - Scénario A : un lavage peu poussé des sables en vue d’une évacuation en CET ou une

évacuation vers une unité extérieure de lavage des sables. Cette filière est la filière actuellement en place sur la station ;

- Scénario B : un lavage poussé sur le site de la station, en vue d’une revalorisation des sables en remblai technique (sous-couche de voirie, remblai de tranchée, …) ;

Le traitement des sables mis en place concerne aussi bien les sables extraits de l’étape de dessablage/dégraissage que les sables issus des matières de curage reçues sur la station ou des sables de balayage de voirie. Le tableau suivant synthétise les critères de choix des deux scénarii.

De ce tableau comparatif, il ressort que, malgré son coût d’investissement important, le scénario B apparaît comme le plus intéressant d’un point de vue environnemental et de pérennité de la filière. Ce scénario est d’autant plus intéressant qu’il devient de plus en plus difficile d’évacuer les sables vers l’unité de traitement de Dijon. Lors de la réunion du 2 février 2010, le comité de pilotage a retenu le scénario B. Le comité de pilotage a demandé d’intégrer la possibilité de recevoir sur la station des tonnages plus importants de produits à traiter, notamment les sables de balayage des voiries ainsi que les matières de curage de prestataires extérieurs tels que La Lyonnaise des Eaux. La ville de Besançon n’a pas pu obtenir d’informations de la part de La Lyonnaise de Eaux. Seuls



ont été pris en compte les tonnages du service voirie. Ainsi, pour le dimensionnement de l’unité de lavage des sables, les hypothèses suivantes ont été prises en compte :

- Produits de curage (prestataires extérieurs) : 600 à 700 t/an

- Sables de voirie : 1 600 t/an

- Quantité de sables produite sur T1 + T2 : o Sable extrait au débit maxi semaine de pointe : 1 365 kg/j o Sable extrait au débit maximal : 2 150 kg/j

La ville de Besançon a retenu un tonnage annuel à pour le dimensionnement de l’unité de lavage des sables de 2 500 t/an. Le comité de pilotage a acté le fait qu’il y n’ait qu’un seul point de dépotage pour la réception des produits de curage et que celle-ci serait positionnée à l’intérieur du site de la station d’épuration.

2.6.3 Les graisses

En phase 2, trois scénarii pour la gestion des graisses ont été étudiés :

- Scénario A : injection des boues dans l’unité de digestion des boues ;

- Scénario B : mise en place d’un traitement biologique spécifique ;

- Scénario C : conservation de la filière actuelle, à savoir évacuation vers l’UIOM après que les graisses aient été concentrées.

Le traitement des graisses mis en place concerne aussi bien les graisses extraites de l’étape de dessablage/dégraissage que les graisses extérieures reçues sur la station. Le tableau suivant synthétise les critères de choix des deux scénarii.

Comme nous pouvons le remarquer, aucun scénario ne se dégage. Chacun présente des avantages et des inconvénients. Le scénario A pourrait être le plus intéressant à condition que les contraintes d’exploitation puissent être réduites, notamment les difficultés de pompage, les phénomènes de moussage et la qualité des graisses (présence de nombreux flottants qui peuvent se retrouver piéger à l’intérieur des digesteurs).



Lors de la réunion du 2 février 2010, la ville de Besançon n’a pas retenu de scénario en particulier. Elle a demandé d’étudier la possibilité de réduire les contraintes d’exploitation du scénario A. Suite à une réunion avec la Ville de Besançon en mai 2010, il a été décidé de conserver la filière actuelle (scénario C) et dans le cadre du schéma directeur de laisser une surface suffisante, à proximité des prétraitements T2, pour implanter une unité de traitement biologique des graisses.

2.7 Gestion des matières extérieures

2.7.1 Aménagements retenus en phase 2

Les matières extérieures reçues sur la station d’épuration de Port-Douvot sont les matières de vidange, les lixiviats, les matières de curage, les boues et les graisses. Les gisements retenus en phase 2 étaient les suivants :

- Matières de vidange : 10 000 m3/an - Lixiviats : 60 000 m3/an - Produits de curage : 600 t/an - Boues extérieures : 6 000 m3/an - Graisses : dimensionnement à la capacité nominale de la station

d’épuration (200 000 EH). Les principes des aménagements retenus étaient les suivants :

- Zone de dépotage à l’intérieur du site avec système d’accès par badge - Aires de dépotage des matières de vidange, des lixiviats et des produits de curage

positionnées à proximité des prétraitements de T2 et dans une zone unique. - Aire de dépotage des boues extérieures positionnée près du traitement des boues et

injection des boues à petit débit dans les épaississeurs. - Aire de dépotage des graisses à proximité des prétraitements T2 - Deux points de dépotage pour les lixiviats, un point de dépotage pour les matières de

vidange et 1 point pour les produits de curage. - Mise en place d’un débourbeur.

2.7.2 Modifications apportées aux aménagements retenus

Comme indiqué dans le chapitre précédent (cf. chapitre 2.3.2), il n’y aura plus de boues extérieures reçues sur la station de Port-Douvot. Ainsi, le schéma directeur, ne prévoira pas d’aire de dépotage des boues extérieures. En concertation avec l’exploitant, il a été retenu deux points de dépotage des matières de vidange (et non un seul comme cela avait été prévu en phase 2). Concernant les modifications apportées à la gestion des matières de curage, il faut se reporter au chapitre précédent (cf. paragraphe 2.6.2).



2.8 Limitation des nuisances olfactives

2.8.1 Scénario retenu

En phase 2, l’étude olfactive et la modélisation ont montré que l’impact des émissions d’odeurs de la station d’épuration dans l’environnement est localisé à proximité du site et que les nuisances olfactives sont limitées. Les deux principaux ouvrages responsables des émanations d’odeur sont les épaississeurs et le bâtiment de stockage des boues. Par conséquent, il avait été retenu de ne pas mettre en place d’unité de désodorisation étant donné que les nuisances olfactives sont limitées. La seule préconisation concernait l’amélioration et l’optimisation de la ventilation du bâtiment des boues (lorsque la ventilation à partir des surpresseurs d’air de T1 sera à nouveau fonctionnelle).


Suite à des investigations complémentaires concernant l’amélioration de la ventilation du bâtiment de stockage des boues, il a été mis en évidence que dans le cas où l’extraction d’air vicié à partir des surpresseurs de la tranche T1 sera opérationnelle, cela ne permettra pas d’atteindre les valeurs limites de la réglementation du travail. Ainsi, il est absolument nécessaire de mettre en place un volume complémentaire d’extraction d’air. Cela aura donc pour conséquence d’augmenter les nuisances olfactives à proximité du bâtiment de stockage des boues. L’air vicié ainsi extrait devra donc être traité par une unité de désodorisation afin de limiter l’impact des nuisances olfactives.

2.9 Autres modifications apportées au scénario de la phase 2

2.9.1 Amélioration du fonctionnement de la tranche T2

Comme nous l’avions indiqué dans le rapport phase 1, le fonctionnement de la tranche T2 présente quelques dysfonctionnements. En effet, les performances de traitement sur le paramètre NGL sur cette tranche (T2) ne répondent pas aux exigences des niveaux de rejet (concentration en moyenne annuelle de 12,5 mg/l au lieu de 10 mg/l comme exigé). En phase 1, nous avions recherché qu’elles pouvaient être les causes possibles de ce dysfonctionnement (charge en azote trop élevée, volume de la zone d’anoxie trop faible, sous-dimensionnement des surpresseurs…). D’autre part, nous avions montré en phase 1 que l’ouvrage de dégazage de la tranche T2 est sous-dimensionné hydrauliquement. Par conséquent, étant donné que des travaux seront réalisés sur la tranche T2 dans le cadre du schéma directeur de la station de Port-Douvot, la ville de Besançon nous a demandé d’étudier les possibilités pour améliorer le fonctionnement de la tranche T2 et de les intégrer au scénario global d’aménagement.

2.9.2 Augmentation de la capacité de stockage du bâtiment des boues

Lors des comités de pilotage en décembre 2009 et février 2010, il a été décidé de ne pas mettre en place de filière complémentaire de traitement des boues. Il nous avait été



uniquement demandé dans le cadre des aménagements du schéma directeur, de prévoir une réserve foncière suffisante pour implanter une unité d’incinération ou une unité d’OVH. Suite à des discussions au sein des services techniques de la ville de Besançon et l’exploitant de la station d’épuration, il a nous été demandé d’étudier la possibilité d’augmenter la capacité de stockage du bâtiment des boues. Chaque année, un tonnage important de boues est envoyé en compostage en raison d’une capacité de stockage trop faible engendrant ainsi un surcoût d’exploitation. L’agrandissement du bâtiment de stockage des boues a été étudié. Il ressort de cette étude que le coût d’investissement étant trop onéreux, cet aménagement n’apparaît alors pas rentable. Ainsi, la ville de Besançon n’a pas retenu cette opération de travaux mais nous a demandé de rechercher une optimisation du stockage actuelle (notamment le casier n°1). Ainsi, en phase 3 a été intégrée, l’optimisation de stockage du bâtiment des boues.



2.10 Scénario global retenu

En conclusion, le scénario global retenu dans le cadre du schéma directeur d’aménagement :

- Bâtiment d’exploitation : o Destruction du bâtiment d’exploitation actuel et construction d’un nouveau

bâtiment intégrant les besoins futurs. Ce bâtiment sera construit en lieu et place du local de stockage (ancien local de déshydratation) et à proximité des ateliers existants.

o Construction d’un local de stockage de déchets et local de stockage des petits et des gros matériels

o Aménagement des ateliers électriques et mécaniques

- Bâtiment de stockage des boues : o Pas d’agrandissement du bâtiment ; o Aménagements afin d’optimiser la capacité de stockage du casier n°1

- Digestion des boues :

o Dimensionnement de l’unité de digestion pour la capacité nominale de la station d’épuration de Port-Douvot (200 000 EH) plus les boues produites par les graisses ;

o Mise en place d’un prétraitement des boues en amont de la digestion ; o Destruction de la file de digestion n°3 et construction d’une nouvelle file de

digestion mésophile anaérobie. o Mise aux normes ICPE des files de digestion n°1 et 2.

- Valorisation du biogaz :

o Valorisation électrique par cogénération et revente de l’électricité à EDF sous le régime de l’arrêté de juillet 2006 ;

o Chauffage des locaux d’exploitation et des boues en amont de la digestion à partir du biogaz ;

o Abandon du projet de mise en place d’une pile à combustible en complément de la cogénération.

o Mise aux normes ICPE des locaux de compression et des chaudières de biogaz.

- Prétraitements de T2 : o Destruction des prétraitements T2 et du bassin d’orage existants ; o Construction de nouveaux prétraitements et du bassin d’orage à proximité des

prétraitements existants ; o Pour le schéma directeur, le volume de stockage retenu est de 5 000 m3. La

capacité du bassin d’orage et du poste de relevage devra être précisée par une modélisation.

- Gestion des sous-produits et des matières extérieures :

o Compactage des refus de dégrillage et unité de lavage des sables (sables issus de la station et des matières de curage) ;

o Pas de filière d’élimination des graisses retenue mais réserve foncière pour permettre l’implantation d’un traitement biologique ;

o Regroupement des aires de dépotage à proximité des prétraitements de T2.



o Les ouvrages et équipements de gestion des sous-produits et des matières extérieures sont intégrés dans un unique bâtiment désodorisé ;

- Limitation des nuisances olfactives :

o Augmentation de la capacité d’extraction d’air vicié du bâtiment de stockage ; o Traitement de l’air vicié extrait depuis le bâtiment de gestion des sous-produits

et des matières extérieures et depuis le bâtiment de stockage des boues ;

- Amélioration du fonctionnement de T2 : o Aménagement de la répartition des débits entre la zone d’anoxie et le bassin

d’aération afin d’augmenter le temps de séjour dans la zone d’anoxie ; o Remplacement de la canalisation permettant la canalisation de transfert des

centrats des boues digérées vers les prétraitements de T1 ; o Augmentation de la capacité du dégazeur de T2.



3 CONTRAINTES RELATIVES AU SITE DE LA STATION D ’EPURATION

3.1 Généralités

Le site de la station d’épuration est caractérisé par la présence du Doubs en bordure Est. Nous notons la présence d’un seuil sur le Doubs au droit de la station et l’absence d’une digue de protection contre les inondations. La bordure Ouest du site se caractérise par la présence de la route d’Avanne. De l’autre côté de cette route sont implantées des serres horticoles et nous pouvons noter la présence de quelques habitations. Il est donc difficile d’envisager une extension de la station dans cette direction. A l’extrémité Nord, il y a un étranglement des terrains du à la présence du Doubs et de la route d’Avanne. Sur cette partie triangulaire, une partie des parcelles sont vierges de toute construction et une autre partie est occupée par des serres horticoles. A l’extrémité Sud du site, les parcelles sont des prairies de pâturage et sont vierges de toute construction. Nous recensons également l’utilisation de la prairie au Sud par la fédération de vol libre pour l’atterrissage de parapentes et delta-planes.

Photographie aérienne du site de la station d’épuration (source : IGN)

Les ouvrages actuels de la station d’épuration de Port-Douvot sont implantés sur des parcelles référencées au cadastre de la commune de Besançon sous les numéros 225 et 226. La ville de Besançon possède également d’autres parcelles jouxtant la station d’épuration qui sont destinées à l’extension de cette dernière. Ces parcelles sont référencées sous les numéros 75, 77, 78, 79, 80, 189, 190, 212, 213, 214 et 216 au cadastre de la commune de Besançon. Toutes ces parcelles sont situées à l’extrémité Nord de la station d’épuration. Sur une partie de ces parcelles, a été implanté le nouveau bassin d’orage de la tranche T1.

Route d’Avanne

Serres

Doubs

Entrée step

seuil

Serres

prairie



A l’extrémité Sud, une partie de la parcelle 226 est également vierge de toute construction et peut être utilisée en vue d’une extension de la station. La surface disponible sur cette parcelle est d’environ 10 000 m².

La ville de Besançon n’envisage pas d’acquérir d’autres parcelles notamment la bande le long de la route d’Avanne à l’extrémité Nord de la station. Dans le cadre du schéma directeur d’aménagement, les parcelles disponibles pour l’implantation de nouveaux ouvrages sont limitées à celles indiquées sur le plan ci-dessus.

3.2 Contraintes topographiques

Le site de la station d’épuration de Port-Douvot et les parcelles destinées à l’extension ne présentent aucune contrainte topographique majeure. Le terrain est relativement plat et homogène. Le plan topographique transmis révèle que les cotes des différentes plateformes de la station d’épuration oscillent entre 237,3 et 238 m NGF. A l’extrémité Sud, les prairies sont à une cote moyenne de 236,2 m NGF. Les parcelles libres situées à l’extrémité Nord ont quant à elles, une cote moyenne de 236,4 m NGF environ.

3.3 Contraintes hydrauliques

La station d’épuration de Port Douvot est située en partie dans la zone inondable du Doubs. Elle est concernée par le Plan de Prévention des Risques inondation (PPRI) du Doubs central qui a été approuvé le 29 mars 2008. Le plan ci-dessous est un extrait du PPRI du Doubs central au niveau de la station d’épuration de Port-Douvot.

Surfaces disponibles



Extrait du PPRI

3.3.1 Zonage et règlement du PPRI

D’après la carte de zonage réglementaire du PPRI présentée ci-dessus, le site de la station est situé en zone bleu clair, en zone bleu foncé et en zone rouge au niveau de l’extrémité Nord de la parcelle. Le reste du site est considéré non inondable par le plan de zonage, notamment les terrains destinés à l’extension à l’extrémité Sud du site. Les extensions et améliorations de stations d’épuration existantes sont autorisées dans les zones bleues (claires et foncées) ainsi que dans les zones rouges sous réserve de la justification technique et/ou économique de l’impossibilité d’implanter le projet hors de la zone inondable. Les constructions sont autorisées sans obligation de respecter la cote de référence mais doivent respecter les prescriptions suivantes :

- limitation au maximum de l’impact hydraulique

- aucune occupation humaine permanente

- les équipements sensibles à l’eau devront être situés au dessus de la cote de référence.

Aucun volume de compensation n’est demandé.



3.3.2 Crue et cote de référence

La crue de référence pour le PPRI du Doubs central est la crue de période de retour 100 ans. Celle-ci a été modélisée puisque les crues importantes ayant inondé Besançon sont d’occurrence inférieure à 100 ans pour le secteur d’étude du PPRI. A Besançon, le débit de la crue de référence est de 1 750 m3/s. Les cotes de référence du PPRI sont repérées sur les profils et les points localisés sur les cartes des aléas et de zonage. Entre ces profils et points, les cotes de références sont interpolées linéairement. La cote de référence calculée pour le site de la station se situe ainsi entre les valeurs suivantes :

- 238,40 m NGF à l’extrémité amont de la parcelle - 238,17 m NGF à l’extrémité aval de la parcelle (clôture)

Comme nous l’avons indiqué auparavant, le plan topographique montre que les cotes du site de la station d’épuration oscillent entre 237,3 et 238 m NGF. Par conséquent, la crue de référence est largement débordante sur la quasi-totalité du site. Cela est d’autant plus vrai pour la parcelle destinée à l’extension à l’extrémité Sud du site qui est classé en zone non inondable d’après le PPRI alors que ces terrains sont situés environ 2 m en dessous de la cote de référence. Il est probable que dans le cadre d’aménagements ou d’extension, les services instructeurs demanderont nécessairement d’étudier en détail les écoulements sur le secteur et l’impact du projet. Il est donc très important de tenir compte du caractère inondable des parcelles dans le cadre des aménagements de la station.

3.3.3 Schéma Directeur d’Aménagement et de Gestion des Eaux du bassin Rhône Méditerranée

Dans le cadre de son objectif « Contrôler les remblais en zone inondable », le nouveau SDAGE Rhône Méditerranée 2010 – 2015 adopté en décembre 2009 précise que :

- tout projet de remblais en zone inondable doit présenter une analyse des impacts jusqu’à la crue de référence :

o vis à vis de la ligne d’eau ; o en considérant le volume soustrait aux capacités d'expansion des crues.

- lorsque le remblai se situe en zone d’expansion de crues, la compensation doit être totale sur les deux points ci-dessus. La compensation en volume correspond à 100 % du volume prélevé sur la zone d’expansion de crues pour la crue de référence.

Par conséquent, bien que le PPRI n’exige pas de compensation, elle sera très certainement exigée dans le cas des aménagements de la station d’épuration. Une compensation sera nécessaire au regard des exigences du SDAGE. En conclusion, les contraintes hydrauliques du site sont donc extrêmement fortes (terrains inondables de plus de 2 m, compensation en volume,…).



3.4 Zones naturelles remarquables

3.4.1 Zones Naturelles d’Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique (ZNIEFF)

D’après la DIREN de Franche Comté, le site de l’actuelle station d’épuration de Port-Douvot n’est pas compris dans une zone naturelle remarquable ou protégée. Cependant, la station est bordée par deux sites naturels recensés, deux Zones Naturelles d’Intérêt Ecologique Faunistique et Floristique (ZNIEFF) soit :

- La « Colline de Planoise »

- Les « Côtes du Doubs aux environs de Besançon »

Périmètre de la ZNIEFF « Colline de Planoise »



Périmètre de la ZNIEFF «Côtes du Doubs aux environs de Besançon »

La « Colline de Planoise » s’étend sur toute la colline située au Nord-Ouest de la station, jusqu’à la route d’Avanne. Cette ZNIEFF concerne des milieux tels que des pelouses mésoxérophiles, plusieurs groupements forestiers, des pierriers, des falaises, des murgers, etc … Il s’agit ainsi de milieux différents de ceux du site de la station. La ZNIEFF « Côtes du Doubs aux environs de Besançon » concerne les habitats remarquables suivants : cours d'eau, zone à truite, grotte non exploitée par le tourisme, pelouse mésophile calcaire, lisière forestière, thermophile, forêt de ravin à tilleul et érable, aulnaie-frênaie riveraine. La prairie mésophile située en bordure de l’actuelle station (à l’extrémité Sud, juste après la file 2) est inscrite dans cette ZNIEFF sans toutefois faire partie des milieux déterminants de celle-ci. En effet, il s’agit actuellement d’une prairie soumise à une forte pression de pâturage. Un projet sur cette partie nécessitera toutefois un inventaire faunistique et floristique afin de prendre en compte les aspects écologiques de cette prairie.

3.4.2 Zones humides

Les ripisylves longeant le Doubs et les formations boisées situées sur les îles à proximité de la zone d’étude sont reconnues à l’inventaire des zones humides de la DIREN comme forêts humides de bois tendres.



3.5 Plan Local d’Urbanisme

3.5.1 Zonage et emplacement réservé

La station de Port Douvot se situe en zone NL, soit en secteurs dans lesquels les constructions et équipements de loisirs, de sports, de culture ainsi que les équipements collectifs peuvent être autorisés, de même que des équipements en lien avec la protection de l’environnement. Dans le cas présent, il s’agit d’un secteur d’accompagnement des infrastructures. Les équipements publics et les équipements collectifs sont autorisés. En zone NL, la hauteur des bâtiments et le COS ne sont pas réglementés. Les toitures terrasses, végétalisées ou non, sont autorisées et l’emprise au sol est limitée à 40% de la surface du terrain. Cette dernière disposition ne s’applique pas aux équipements collectifs. Sur le plan de zonage du PLU, on note la présence de deux emplacements réservés l’un pour l’élargissement de la voirie et le second pour des équipements ou ouvrages publics liés à l’extension de la station d’épuration (opération n° 110).

Plan de zone du PLU de la commune de Besançon

3.5.2 Servitudes d’urbanisme

Parmi les servitudes recensées au PLU, seules les servitudes suivantes concernent le site de la station d’épuration :

- PPRI (cf chapitre précédent)

- EL3 servitude de halage instituée par les articles 15, 16 et 28 du Code du domaine public fluvial, située entre la station et le Doubs.



3.5.3 Autres annexes du PLU

Les autres annexes du PLU concernant potentiellement le site de la station de Port Douvot font mention :

- des ZNIEFF situées à proximité ;

- de la zone géographique de saisine archéologique, niveau 3 pour le site étudié, c'est-à-dire que la saisine archéologique s’applique pour une opération > 20 000 m² ;

- d’une zone de risques de mouvement de terrain, zone jaune, située de l’autre côté de la route d’Avanne relative aux moraines, groises, éboulis et dépôts superficiels sur versants non marneux.



4 IMPACT ENVIRONNEMENTAL DU SCENARIO GLOBAL

4.1 Milieux aquatiques

Le schéma directeur répond aux différentes prescriptions du PPRI notamment :

- La limitation au maximum de l’impact hydraulique ;

- L’installation des équipements sensibles à l’eau au dessus de la cote de référence (la crue de référence pour le PPRI du Doubs central est la crue de période de retour 100 ans).

Tous les équipements électriques ont été positionnés au dessus de la cote 238,40 m NGF qui est la cote de référence la plus contraignante du PPRI : la cote de référence calculée est de 238,40 m NGF à l’extrémité amont de la parcelle et de 238,17 m NGF à l’extrémité aval de la parcelle (clôture). D’autre part, tous les ouvrages Génie-Civil sont dimensionnés pour être stable à vide pour cette cote de référence. Tout au long de l’élaboration du schéma directeur, la limitation de l’emprise au sol de la station d’épuration de Port-Douvot a guidé le choix des technologies et la conception des ouvrages. Ainsi, en doublant la capacité de stockage du bassin d’orage T2, en augmentant la capacité de la file de digestion, en construisant un bâtiment pour la gestion des sous-produits et des matières extérieures et un nouveau bâtiment d’exploitation de surface utile supérieure au bâtiment existant, l’emprise au sol par rapport à la situation actuelle augmente seulement de 100 m² (cf. annexe n°1 – carnet de plans). Concernant l’impact de la station de Port-Douvot sur les eaux superficielles, les aménagements apportés au traitement biologique de la tranche T2 ont pour objectifs d’améliorer le traitement de l’azote et d’éviter des remontées de boues dans les clarificateurs pouvant engendrer des rejets non-conformes dans le Doubs. En outre, l’augmentation de la capacité de stockage du bassin d’orage de T2 a pour objectif de diminuer les rejets directs au milieu naturel en temps de pluie. Ainsi, les aménagements proposés dans le cadre du schéma directeur répondent à la volonté de la ville de Besançon d’améliorer la qualité du Doubs.

4.2 Milieux naturels

Comme nous l’avons indiqué ci-dessus, les aménagements proposés dans le cadre du schéma directeur ont toujours été guidés par la volonté de limiter au minimum l’emprise au sol des nouveaux ouvrages. Ainsi, l’ensemble des aménagements sont inclus dans le périmètre actuel de la station d’épuration. Les parcelles libres, notamment la prairie mésophile située en bordure de l’actuelle station (à l’extrémité Sud, dans la continuité de la tranche T2) qui est inscrite dans une ZNIEFF, ne sont pas impactées par les travaux. Ces parcelles restent vierges de toute construction. Les aménagements proposés vont donc dans le sens de la limitation de la consommation de l’espace et la préservation des milieux et/ou des espèces pour la biodiversité.



4.3 Paysages

Les nouveaux ouvrages, notamment le bâtiment d’exploitation, respecteront les prescriptions du PLU de la ville de Besançon. L’intégration architecturale de ce bâtiment central sera particulièrement étudiée. Les nouveaux ouvrages de digestion et de valorisation du biogaz seront placés en extérieur. Cela permettra de mettre en valeur la technicité de l’installation vis-à-vis des riverains et des usagers de la piste cyclable. De même, un chemin de visite pédagogique et sécurisé sera mis en place pour permettre à des personnes extérieures à la station (classe d’enfants) d’expliquer le fonctionnement de la station d’épuration. Enfin, une attention particulière sera faite sur l’intégration paysagère et notamment les espaces libres de tout construction. Ces zones seront végétalisées dans la mesure du possible. Un effort est réalisé sur la cohérence et l’organisation des nouveaux ouvrages :

- la partie exploitation est regroupée au centre du site de la station d’épuration permettant une vision globale du site

- les aires de dépotage des matières extérieures sont regroupées dans une même zone centrale, à l’intérieur du site ;

- la filière des boues et son extension future sont clairement identifiées sur une même zone.

Plan d’organisation des ouvrages et des équipements de la station de Port Douvot



4.4 Santé

Le principal impact actuel de la station d’épuration sur les riverains est l’odeur. L’étude olfactive a montré que la station d’épuration émet quelques nuisances olfactives dans l’environnement à proximité immédiate du site. Le schéma directeur répond à cette problématique par la mise en place d’une désodorisation de la principale source d’odeur actuelle, à savoir le bâtiment de stockage des boues. De plus, les aires de dépotage des matières extérieures et leurs fosses de stockage associées seront intégrées dans un bâtiment permettant ainsi de confiner les odeurs. L’air vicié de ce bâtiment sera également traité sur l’unité de désodorisation. En conclusion, les aménagements proposés dans le cadre du schéma directeur permettront de ne pas augmenter les nuisances olfactives voire même de les diminuer vis-à-vis des riverains mais également du personnel de la station. L’étude de danger ICPE qui sera réalisée dans le cadre de la rénovation de la digestion et la valorisation du biogaz a pour objectif de limiter au minimum le risque d’explosion et que toute explosion ne mette pas en danger la vie des riverains. Ainsi, les résultats de l’étude de danger guideront la conception des ouvrages et des équipements afin de réduire ce risque. Dans ce sens, le schéma directeur est une forte amélioration de la gestion du risque vis-à-vis des riverains. Enfin, le positionnement en extérieur d’une majorité des équipements liés au biogaz (pour limiter l’effet destructif d’une explosion) pourrait engendrer une augmentation des nuisances sonores liées à la station d’épuration. Cependant, toutes les mesures seront prises pour ne pas augmenter l’émergence sonore par rapport à la situation actuelle.



5 BILAN CARBONE DE LA STATION D ’EPURATION DE PORT-DOUVOT REAMENAGEE

Le Bilan Carbone® du scénario global est un document spécifique qui est annexé au présent rapport (cf. annexe n°2).



6 COUT D’ INVESTISSEMENT DU SCENARIO GLOBAL

Le tableau présenté ci-dessous résume l’ensemble des coûts d’investissement (prix H.T.) par opération de travaux. Les coûts de maîtrise d’œuvre et des missions connexes (SPS, CT, …) ne sont pas comptabilisés. Pour rappel, les coûts sont indiqués hors contraintes géotechniques particulières qui pourraient être mises en évidence par une étude de sol.

Génie-Civil Equipement TOTALBâtiment d'exploitation 1 550 000 € - € 1 550 000 €

Nouveau bâtiment 1 000 000 € - € 1 000 000 € Local fuel et déchet 300 000 € - € 300 000 €

Aménagement atelier 50 000 € - € 50 000 € Déconstruction bâtiment 200 000 € - € 200 000 €

Prétraitements 2 015 000 € 635 000 € 2 650 000 € Poste de relevage 175 000 € 250 000 € 425 000 €

Dégrillage fin 40 000 € 15 000 € 55 000 € Dessableur/dégraisseur 325 000 € 150 000 € 475 000 €

Comptage 25 000 € 20 000 € 45 000 € Canalisation et aménagements 150 000 € - € 150 000 €

Destruction prétraitement 75 000 € - € 75 000 € Bassin d'orage 1 150 000 € 200 000 € 1 350 000 €

Destruction bassin d'orage 75 000 € - € 75 000 €

Gestion matières extérieures 800 000 € 925 000 € 1 725 000 € Refus dégrillage T1 - € 35 000 € 35 000 € Refus dégrillage T2 - € 110 000 € 110 000 €

Concentrateur graisses T2 - € 80 000 € 80 000 € Réception graisses 20 000 € 30 000 € 50 000 €

Réception matière de vidange 70 000 € 140 000 € 210 000 € Réception lixiviats 110 000 € 30 000 € 140 000 €

Matière de curage / sable 75 000 € 450 000 € 525 000 € Décrotteur 25 000 € 50 000 € 75 000 €

Construction bâtiment 500 000 € - € 500 000 €

Aménagement bâtiment boues 40 000 € - € 40 000 €

Aménagements T2 185 000 € 235 000 € 420 000 € Dégazeur 50 000 € 120 000 € 170 000 €

Canalisation centrats 100 000 € - € 100 000 € Variateurs - € 50 000 € 50 000 €

Répartition effluents 35 000 € 65 000 € 100 000 €

Nuisances olfactives - € 375 000 € 375 000 €

Rénovation digestion 835 000 € 1 165 000 € 2 000 000 € prétaitement US 40 000 € 600 000 € 640 000 €

Nouvelle ligne de digestion 650 000 € 300 000 € 950 000 € Destruction ancienne file 3 60 000 € - € 60 000 €

Nouvelle bâche boues mixtes 85 000 € 65 000 € 150 000 € Mises aux normes - € 200 000 € 200 000 €

Valorisation biogaz 525 000 € 2 125 000 € 2 650 000 € cogénération 100 000 € 1 400 000 € 1 500 000 €

chaudière et réseau de chaleur 150 000 € 600 000 € 750 000 € compression 90 000 € 30 000 € 120 000 €

nouveau local électrique 55 000 € 45 000 € 100 000 € Torchère - € 50 000 € 50 000 €

Destruction locaux 130 000 € - € 130 000 €

Aménagements extérieurs 400 000 € - € 400 000 €

Optimisation énergétique - € 120 000 € 120 000 € agitateurs T2 80 000 € 80 000 €

motoréducteur et variateur vis T1 40 000 € 40 000 €

TOTAL 6 350 000 € 5 580 000 € 11 930 000 €



7 COUT D’EXPLOITATION DU SCENARIO GLOBAL

Les coûts d’exploitation ont été établis à partir des coûts d’exploitation de l’année 2008. Ainsi, les coûts pris en compte sont les suivants : Energie :

- Achat électricité : 0,067 €/kWh

- Revente électricité (*) : 0,135 €/kWh Réactifs :

- Chlorure ferrique : 106,72 €/tonne

- PAX 18 : 230,88 €/tonne Elimination des sous-produits :

- Evacuation sables (Dijon) : 40 €/tonne

- Evacuation graisses (UIOM) : 79 €/tonne

- Evacuation refus (UIOM) : 79 €/tonne Elimination des sous-produits :

- Epandage (y/c transport) : 20 €/tonne

- Compostage (y/c transport) : 65 €/tonne

- Incinération : 10,5 €/tonne Main d’œuvre :

- Electromécanicien : 30 €/heure (*) : le prix de rachat de l’électricité produite par le groupe de cogénération a été calculé sur la base de l’arrêté de juillet 2006 qui défini le prix en fonction de la puissance maximale installée (T), d’une prime à l’efficacité énergétique (M) et une prime à la méthanisation (PM). Suivant la configuration (puissance installée actuelle (400 kW) ou puissance future installée (600 kW)), T varie entre 8,63 et 8,79 c€/kWh et V varie entre 2,82 et 3 c€/kWh. PM est égale à 2 c€/kWh. Au total, le tarif de rachat oscille entre 13,45 et 13,79 c€/kWh. Nous avons retenu pour le calcul du coût d’exploitation du scénario global, un tarif de rachat moyen de 13,5 c€/kWh.



Le tableau suivant présente le coût d’exploitation et les recettes de chaque opération de travaux par rapport au coût d’exploitation de l’année 2008.

Ces tableaux montrent que par rapport au coût d’exploitation en 2008, les différents aménagements proposés dans le cadre du schéma directeur permettent de baisser les coûts d’exploitation d’environ 370 000 €/an aujourd’hui, grâce en partie à la revente d’électricité et aux économies d’énergie. A la capacité nominale de la station d’épuration, ce gain est encore plus significatif en raison de l’augmentation de la production de biogaz qui conduit à une quantité d’électricité revendue plus importante mais aussi en raison de la diminution des coûts d’évacuation des sous-produits et notamment des sables.



8 PHASAGE DES OPERATIONS DE TRAVAUX

Les différentes opérations d’aménagement retenues dans le cadre du schéma directeur et de valorisation environnementale de la station d’épuration peuvent être classées suivant leur priorité vis-à-vis :

- de la sécurité du personnel ;

- du bon fonctionnement de la station d’épuration actuelle ;

- de leur lien entre elles ;

- de leur complexité de réalisation ;

- … Ainsi, nous avons classé les opérations de travaux en 5 priorités : Priorité n°1 : Rénovation de la digestion et valorisation du biogaz - Opération sur le long terme

- Opération dépendante de plusieurs facteurs : étude de danger et choix du pilote de prétraitement des boues

Etude de danger

Pilote prétraitement

Impact sur dimensionnement digestion

Impact sur dimensionnement réseau de chaleur

Impact sur dimensionnement cogénération + chaudière

Impact sur positionnement de la digestion

Impact sur technologie réseau de chaleur

Impact sur positionnement et/ou technologie cogénération + chaudière

L’étude de danger doit être réalisée en premier lieu car celle-ci va conditionner l’ensemble des opérations « rénovation de la digestion » et de « valorisation du biogaz ». Cette étude pourrait même impacter les autres opérations de travaux, s’il s’avère que des équipements de la digestion et de valorisation du biogaz doivent être déplacés. Priorité n°2 : Aménagement du bâtiment des boues - Opération sur le court terme

- Protection du personnel d’exploitation et des chauffeurs

- Gain immédiat sur les coûts d’exploitation et sur le Bilan Carbone®

- Opération liée en partie à des opérations des prétraitements de T2 et de gestion des matières extérieures en raison :

o De la mise en place des réseaux d’extraction d’air vicié o De la mise en place du by-pass de l’air vicié



Priorité n°3 : Optimisations énergétiques et améliorations du fonctionnement de T2 - Opération sur le court terme

- Gain immédiat sur les coûts d’exploitation et sur le Bilan Carbone®

- Amélioration des performances de la station et de la fiabilité de traitement

- Travaux peu complexes Priorité n°4 : Nouveaux prétraitements T2 et gestion des produits extérieurs - Opération sur le court terme

- Opération dépendante des résultats :

o D’une campagne de mesure des débits reçus sur en entrée de station (mesures distinctes des débits sur T1 et T2) ;

o De la modélisation hydraulique calée sur les résultats de la campagne de mesure pour définir précisément les débits à relever et la capacité de stockage du bassin d’orage

Priorité n°5 : Construction d’un nouveau bâtiment d’exploitation et limitation des nuisances olfactives - La mise en œuvre de l’unité de désodorisation est dépendante de l’opération

prétraitements et gestion des matières extérieures. Le schéma suivant présente les différentes opérations de travaux par ordre de priorité :

Digestion et valorisation biogaz

Pilote prétraitement

Etude de danger

Bâtiment boue et ventilation

Ventilation

Aménagement

Optimisation énergétique

Prétraitement et matières

extérieures

Bâtiment exploitation + nuisance

cogénération digestion chauffage

AgitateursVariateurs

Dégazeur Anoxie

Mesure

Modélisation

Construction

Construction

4 650 000 € 165 000 € 540 000 € 4 375 000 € 1 800 000 €



Suivant l’ordre de priorité des opérations que nous avons proposé, la ville de Besançon a retenu en première approche la programmation suivante : 2011 Lancement des études :

- Etude de danger - Etudes fonctionnement hydraulique/modélisation et optimisation du process - Mise en place d'un pilote prétraitement filière boue - Vérification des performances du système de traitement d'air vicié (après réparation)

de l'air à boues Programmation des travaux :

- élaboration du programme et engagement des consultations des prestataires - digestion et valorisation biogaz : priorité 1 - bâtiment d'exploitation, prétraitement/matière extérieur/air vicié : priorité 2

2012 : Engagement des études de conception 2013 : Fin des études de conception / réalisation et début des travaux 2014 : Travaux 2015 : fin travaux



9 REHABILITATION DU BATIMENT D ’EXPLOITATION

9.1 Principe – constat

Le diagnostic du bâtiment d’exploitation existant réalisé au cours de la phase 1 a révélé d’importants défauts :

- Les façades rideaux montrent des signes de corrosion ; - Les menuiseries et les façades rideaux n’assurent pas le clos du bâtiment en raison de

défauts de conception et de mise en œuvre et d’un état de vétusté avancé ; - La toiture présente des défauts d’étanchéité ; - Le bâtiment est un peu fonctionnel : la surface, l’agencement et/ou le positionnement

des locaux ne répondent que partiellement aux besoins actuels ; - Les prérogatives en terme d’hygiène ne sont pas toutes respectées notamment la

ventilation des locaux humides qui n’est pas assurée ; - L’absence de désenfumage dans la cage d’escalier et de plan d’évacuation représente

des défauts en terme de sécurité. Ce diagnostic montre que le bâtiment nécessite une réhabilitation très importante pour assurer sa fonction essentielle qui est de protéger de manière pérenne les hommes de l’environnement. Les besoins futurs sont estimés à 800 m² environ pour les locaux d’exploitation (hors ateliers mécanique et électrique, local de stockage, …). La surface utile du bâtiment actuel étant d’environ 550 m², sa capacité est donc insuffisante pour répondre aux besoins futurs. Le diagnostic énergétique montre que ce bâtiment est très énergivore. La consommation d’énergie primaire uniquement pour le chauffage du bâtiment est de 357 kWh/m².an. En comptabilisant l’ensemble des consommations énergétiques du bâtiment, la consommation est de 516 kWh/m².an soit un classement G. Parallèlement à cela, le constat sur l’atelier mécanique existant révèle que sa surface est suffisante (145 m²) mais qu’il présente des défauts de conception et d’ergonomie (difficulté pour entreposer et déplacer le gros matériel en maintenance…). L’atelier électrique (50 m²) nécessite également un réagencement afin d’améliorer les conditions de travail. Le local de stockage des déchets dangereux (ancien local déshydratation) nécessite d’être réagencé pour améliorer la sécurité et la capacité de stockage. Le comité de pilotage a retenu de ne pas conserver le bâtiment actuel et de construire un nouveau bâtiment à proximité des ateliers actuels. La conception du nouveau bâtiment devra tenir compte de la volonté du maître d’ouvrage de réaménager les ateliers existants et les locaux de stockage et d’augmenter les capacités de stockage des déchets, des produits dangereux et du matériel.



9.2 Objectifs

9.2.1 Les besoins futurs

Les besoins futurs pour le bâtiment d’exploitation qui ont été retenus sont les suivants : Accueil des visiteurs

- Hall d’entrée ≈ 15 m² - Salle de conférence pour 50 pers (aussi utilisée en salle de réunion) ≈ 80 m² - Salle d’intendance pour réception (matériel audio visuel, kitchenette,…) ≈ 15 m²

Accueil du personnel et locaux sociaux

- Vestiaire hommes et vestiaire femmes 2,5 m² par personne ≈ 65 m² - Sanitaires (Lavabo, WC, douches) séparés et adjacents aux vestiaires ≈ 20 m² - Local vêtements très sales ≈ 10 m² - Cafétéria – réfectoire (pour 25 pers) ≈ 30 m² - Salle de pause - détente ≈ 10 m²

Exploitation de la STEP

- Bureau du chef de STEP pour 1 pers ≈ 15 m² - Bureau du responsable laboratoire assainissement pour 1 pers ≈ 10 m² - Bureau du responsable automatisme pour 1 pers ≈ 10 m² - Bureau du responsable maintenance/exploitation pour 1 pers ≈ 10 m² - Bureau service exploitation pour 3 pers ≈ 25 m² - Bureau service maintenance pour 3 pers ≈ 25 m² - Bureau service électricité automatisme pour 2 pers ≈ 15 m² - Laboratoire service assainissement (équivalent à l’existant) ≈ 70 m² - Bureau des laborantines pour 2 pers ≈ 15 m² - Salle de réunion ≈ 30 m² - Local reprographie ≈ 10 m² - Infirmerie ≈ 10 m² - Local archive ≈ 20 m² - Local informatique – télécom ≈ 10 m²

Remarque : Il n’est pas prévu de salle de commande, le système informatique permettant de visualiser ou de piloter la supervision depuis divers PC répartis dans les bureaux.

Services externes à la STEP

- Bureau du responsable laboratoire eau potable pour 1 pers ≈ 10 m² - Laboratoire service eau potable ≈ 70 m² - Salle « bactériologie » associée au laboratoire ≈ 10 m²

Et pour les entreprises extérieures intervenant sur site : - Local à vocation professionnelle (bureau, salle de réunion,…) ≈ 15 m² - Local à vocation sociale (repos, réfectoire,…) ≈ 15 m²

Les besoins en surface pour le bâtiment d’exploitation s’élève à 640 m² (hors hall d’entrée).



Ateliers et locaux de stockage

Aux besoins du bâtiment d’exploitation, il est nécessaire de prendre en compte les surfaces des ateliers et des locaux de stockage :

- Atelier électrique : ≈ 50 m² - Atelier mécanique : ≈ 150 m² - Local stockage gros matériel : ≈ 100 m² - Local stockage petit matériel (EPI, produits entretien, …) : ≈ 100 m² - Local stockage déchets : ≈ 60 m² - Local stockage fuel : ≈ 10 m²

La surface brute nécessaire pour ces locaux s’élève à 470 m². Le projet de construction du nouveau bâtiment d’exploitation, devra prévoir un garage couvert permettant le stationnement de 20 véhicules légers et des zones de stationnement extérieures pour environ 10 véhicules.

9.2.2 Contraintes d’aménagements

9.2.2.1 Positionnement des bâtiments

La ville de Besançon a arrêté le positionnement du nouveau bâtiment d’exploitation, à proximité des ateliers existants (cf. extrait de plan ci-dessous). Ce choix résulte de la volonté de l’exploitant d’installer ce bâtiment en position centrale sur le site de la station d’épuration afin d’avoir une vue de l’ensemble de la station et limiter les déplacements du personnel sur le site (dans ce cadre, le bâtiment doit être également placé à proximité des ateliers et des locaux de stockage). L’accès aux ateliers se fera du côté de la tranche T1 (l’accès du côté de la tranche T2 sont interdits en raison de la nécessité d’avoir une surface suffisante pour l’implantation des nouveaux prétraitements).



9.2.2.2 Conception des locaux

La conception du bâtiment d’exploitation limitera l’emprise au sol du bâtiment et privilégiera donc une organisation verticale des locaux. La possibilité d’une extension verticale du bâtiment devra être intégrée dans la conception. La conception du bâtiment devra également permettre à l’exploitant d’avoir une vue sur l’entrée actuelle de la station afin de pouvoir contrôler les entrées et sorties de camions. Le garage destiné aux véhicules légers d’exploitation (20 places) ne devra pas être inondable (cote de crue 238,40 m NGF). L’aire de retournement des camions située en face du bâtiment des boues devra être conservée. Ainsi, une attention particulière sera portée dans la conception du bâtiment afin d’assurer la sécurité du personnel et de limiter les interférences entre les manœuvres des camions et le déplacement du personnel. Ce bâtiment pouvant accueillir du public (jusqu’à 49 personnes), cela entraîne son classement en ERP de 5ème catégorie. La conception devra donc prendre en compte les exigences liées à ce classement (résistance au feu des parois des locaux à risques, accès handicapé, distance d’isolement avec les stockages biogaz liée au volume stocké, caractéristiques spécifiques des installations de chauffage et de ventilation, éventuellement prescriptions complémentaires de la part de la DDASS du fait de la présence du laboratoire dans le même bâtiment…). Dans la mesure du possible, la salle de conférence devra permettre d’avoir une vision globale du site de la station. Si cela n’est pas le cas, un accès à la toiture terrasse devra être prévue. Les bureaux dédiés aux services exploitation et maintenance auront la capacité d’accueillir les réunions quotidiennes entre techniciens et de stocker la documentation technique complète des ouvrages de la STEP. Ils pourront être partiellement cloisonnés. Les locaux prévus pour les entreprises extérieures (local à vocation professionnel et local à vocation social) seront dotés de leurs sanitaires dédiés. Ils devront être séparés des circulations internes liées aux autres locaux et auront un accès indépendant depuis l’extérieur. Ces locaux répondront à la réglementation en vigueur selon leur usage. Les vestiaires hommes et femmes, les locaux vêtements très sales, la salle de pause, l’infirmerie et l’ensemble des locaux dédiés aux laboratoires (bureaux responsable laboratoire assainissement et eau potable, bureau des laborantines, les deux laboratoires et la salle bactériologique) devront être situés au rez-de-chaussée. Les vestiaires devront avoir une organisation « zone propre / zone sale ». Il ne devra pas y avoir d’interférences entre la circulation « sale » et la circulation « propre » pour le personnel, notamment, la zone sale ne devra pas être accessible par l’intérieur du bâtiment (accès uniquement par l’extérieure ou la zone atelier). Les vestiaires auront un accès privilégié avec les ateliers mécanique et électrique. Dans le cas d’une solution de la construction d’un nouvel atelier mécanique, la hauteur sous plafond minimale sera de 3,5 m. La hauteur sous plafond de l’atelier électrique devra être compatible avec la manutention des équipements présents dans l’atelier (hauteur minimale 2,5 m).



L’un des objectifs principaux du schéma directeur d’aménagement de la station d’épuration de Port-Douvot étant la préservation de la consommation d’énergie et la limitation des émissions de gaz à effet de serre, un effort particulier sera réalisé concernant les performances énergétiques du bâtiment d’exploitation. Ainsi, il sera visé, pour le nouveau bâtiment, une performance énergétique de classe A, soit une consommation ≤ 50 kWh/m².an Concernant les ateliers mécanique et électrique la température minimale sera de 15°C pour une température extérieur de -10°C. Pour les locaux de stockage la température minimale ne devra pas être inférieure à 5°C. Dans ce cadre, il peut être envisagé la mise en place de système d’énergie renouvelable tel que la pose de panneaux photovoltaïques. Les besoins de chaleur pour l’ensemble des bâtiments seront fournis par un réseau de chaleur alimenté par le biogaz produit par la digestion des boues (cf. chapitre 16 ci-après). De même, le choix des matériaux de construction mis en œuvre pour des bâtiments devra limiter l’impact des émissions de gaz à effet de serre.

9.3 Contraintes de construction et de phasage

Le phasage et l’organisation des travaux de construction du bâtiment d’exploitation et de ses annexes devront permettre d’assurer la continuité de service de la station d’épuration. La destruction du bâtiment d’exploitation actuelle ne pourra commencer que lorsque le nouveau bâtiment sera construit et que la supervision sera opérationnelle. Dans le cas où le local de stockage des déchets dangereux était démoli et si le nouveau local n’est pas construit avant cette destruction, une aire de stockage sécurisée provisoire devra être mise en œuvre pendant la période de travaux. L’accès aux aires de dépotage des réactifs (chlorure ferrique et chlorure d’aluminium) sera maintenu dans la mesure du possible. Dans tous les cas, l’interdiction d’accès à ces points de dépotage ne pourra pas excéder 60 jours. Une attention particulière sera également portée sur la sécurité en phase chantier. En effet, la station restant en service, il devra être tenu compte de la présence du personnel mais également de la circulation des camions de dépotages des matières extérieures et d’évacuation des boues. Ainsi, l’accès au pont bascule devra être maintenu pendant toute la période de travaux. Si cela s’avère impossible, ce pont devra être déplacé provisoirement ou de manière définitive. En outre, le chantier de construction (organisation, mode de construction, …) des nouveaux bâtiments devra avoir un impact minimum sur les émissions de Gaz à Effet de Serre. La démolition du ou des bâtiments devra être réalisée de manière à trier tous les déchets et matériaux de déconstruction.

9.4 Proposition d’aménagement

Les aménagements indiqués ci-dessous ne sont que des propositions faites dans la cadre du schéma directeur. Ils ont pour principal objectif de vérifier la volumétrie, l’emprise au sol et ainsi la faisabilité du projet vis-à-vis des autres aménagements (installation des nouveaux prétraitements T2 à proximité, évacuation des boues,…).



La visite du local de stockage des déchets dangereux a révélé que ce local, dont la construction date des années 70, paraît difficile à réaménager (importante hauteur sous plafond inutilisable entre 4,5 et 5 m).

Une importante surface perdue existe sous ce local. Elle pourrait être utilisée comme garage (inondable). La surface disponible pour l’implantation du nouveau bâtiment d’exploitation est relativement faible (clarificateur et bassin d’aération de T1 à l’Est, bassin d’orage et prétraitements T2 à l’Ouest et bâtiment boues plus aire de retournement au Nord). Ce constat nous conduit à proposer la destruction du local de stockage des déchets et la construction en lieu et place du nouveau bâtiment d’exploitation. Nous proposons également de construire de nouveaux ateliers mécanique et électrique et d’utiliser les anciens ateliers comme locaux de stockage des petits et des gros matériels. La manutention des gros matériels dans ces locaux sera réalisée à partir d’un gerbeur électrique qui pourra rester à demeure dans ce local.

Surface inutilisable

Grande hauteur sous plafond difficilement aménageable



Gerbeur électrique pouvant lever jusqu’à 1 tonne

Le bâtiment étant classé ERP, nous avons choisi d’éloigner au maximum le stockage de déchets dangereux de ce bâtiment et de positionner ce local à proximité du local de stockage des réactifs de chlorure ferrique et de chlorure d’aluminium. Ainsi, les produits dangereux seront regroupés dans une même zone de la station. Les plans suivants présentent une proposition d’aménagement des nouveaux bâtiments.



9.5 Coût de l’opération

9.5.1 Coût d’investissement

Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrit au paragraphe précédent. Les coûts se répartissent de la manière suivante :

- Construction bâtiment d’exploitation : 1 000 000 € H.T - Construction local fuel et déchets : 300 000 € H.T - Aménagement des ateliers existants : 50 000 € H.T - Déconstruction des bâtiments : 200 000 € H.T

Le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 1 550 000 € H.T.

9.5.2 Coût d’exploitation

Le coût d’exploitation du bâtiment d’exploitation et des locaux annexes est essentiellement du au coût d’électricité et de chauffage. Le chauffage est assuré par le réseau de chaleur dont la source d’énergie est le biogaz. Le coût de fonctionnement de ce réseau de chaleur est difficile à déterminer au stade actuel du projet. La consommation électrique dépend quant à elle des équipements tels que la micro informatique, les équipements de laboratoire, de l’éclairage, de la production de froid (pendant la période estivale laboratoire) … qui seront installés. Cette consommation est également difficile à déterminer au stade du projet, mais nous pouvons penser qu’il y aura peu de différence par rapport à la situation actuelle ( Néanmoins, il a été fixé comme objectif dans la conception du bâtiment d’atteindre la classe A de performance énergétique. Ainsi, étant donné que la surface utile du nouveau bâtiment d’exploitation est de 970 m², la consommation énergétique totale sera de 48 500 kWh/an. Cette consommation est à comparer à la consommation actuelle du bâtiment existant qui s’élève à 314 661 kWh/an (uniquement pour le chauffage), soit une baisse de 85 %. Ainsi, environ 265 000 kWh/an fourni par le biogaz ne sera pas consommé, ce qui représente un volume de biogaz d’environ 45 000 m3. Le groupe de cogénération pourra ainsi produire, pour ce volume de biogaz, 82 500 kWh/an. Cette production sera revendue à EDF au tarif préférentiel, soit un gain annuel de 11 150 €/an environ.



10 REHABILITATION DES PRETRAITEMENTS

10.1 Principe - constat

La Tranche T2 est actuellement alimentée gravitairement par un collecteur DN 1400 et la cote file d’eau d’arrivé est de 233,44 m NGF. La répartition des effluents entre les tranches T1 et T2 se fait en amont, dans un ouvrage dédié spécifiquement à cette fonction. Les prétraitements actuels de la tranche T2 présentent les fonctionnalités attendues afin de protéger les ouvrages d’un traitement primaire et d’une filière biologique classique :

- Prédégrillage à 60 mm sur deux files en parallèle isolables ;

- Relèvement par 6 pompes centrifuges immergées ;

- Ecrêtage : constitué d’un déversoir latéral à seuil fin sur le canal de collecte des refoulements de pompes vers le dégrillage ;

- Dégrillage fin 15 mm sur deux files en parallèle isolables (neuf) ;

- Dessablage/dégraissage sur deux ouvrages longitudinaux en parallèle isolables équipés de ponts mobiles alternatifs.

Un ensemble d’équipements annexes (pompes, suppresseurs vannes,…) assurent les utilités liées au dessablage et dégraissage. La capacité maximale de relevage théorique de la tranche T2 (6 pompes en fonctionnement) est de 6 480 m³/h. Un bassin d’orage de 2 500 m³ permet d’écrêter les flux supplémentaires reçus en temps de pluie, le débit admis sur le traitement biologique étant limité à 2 000 m³/h. Le diagnostic des prétraitements de la tranche T2, réalisé au cours de la phase 1, a montré que l’efficacité des prétraitements T2 était satisfaisante. Cependant, ce diagnostic a aussi mis en évidence certains dysfonctionnements des ouvrages de prétraitements. Ces défauts portent à la fois sur :

- la structure des ouvrages ;

- l’état des équipements ;

- l’exploitabilité de l’installation, en particulier sur les aspects sécurité et ergonomie ;

- l’absence de comptage des eaux en entrée ;

- la gestion des sous-produits ;

- la difficulté de gérer la répartition des effluents entre les deux tranches qui ne permet pas d’optimiser le remplissage du bassin d’orage.

De plus, malgré le nombre et l’étagement des pompes, la présence de seulement une pompe équipée d’un variateur de vitesse limite la souplesse et provoque des à-coups hydrauliques sur la filière en aval qui peuvent conduire à des rejets non-conformes en sortie de station. Le bassin d’orage de la tranche T2, de forme circulaire ne possède pas de système de nettoyage. Ainsi, une épaisse couche de boue, difficile à évacuer, est présente en permanence au fond de cet ouvrage ce qui limite son utilisation et sa capacité de stockage mais également peut être la source de nuisances olfactives. Un certain nombre d’aménagements ont été réalisés sur le réseau d’assainissement de l’agglomération de Besançon dont l’objectif principal est d’améliorer la collecte des effluents



de temps de pluie et diminuer ainsi les volumes déversés directement au milieu naturel. Cette nouvelle configuration induit des modifications notables du comportement du réseau par temps de pluie et l’augmentation significative des volumes arrivant en entrée de la station d’épuration de Port-Douvot. A l’heure actuelle, la modélisation du réseau n’a pas permis de préciser le volume de stockage optimal qui serait nécessaire sur la tranche T2. D’après les premières observations d’exploitation de la station, depuis les nouveaux aménagements sur le réseau d’assainissement, la capacité de stockage actuelle du bassin T2 semble ne pas être suffisante. Suite au comparatif réalisé entre divers scénarii, la ville de Besançon a retenu dans le cadre du schéma directeur, la construction de nouveaux prétraitements sur la tranche T2 et d’un nouveau bassin d’orage de 5 000 m3. Rappel : La répartition entre la tranche T1 et la tranche T2 étant de 60/40 et la capacité de stockage sur T1 étant de l’ordre de 8 700 m3, il a été retenu en accord avec l’exploitant de la station que la capacité nécessaire du nouveau bassin d’orage sur T2 serait de 5 000 m3 afin d’être cohérent avec la répartition entre les deux tranches de traitement de la station d’épuration. Cette hypothèse offre, également une certaine sécurité vis-à-vis de l’emprise au sol de ce bassin dans le cadre des aménagements retenus au schéma directeur. Une campagne de mesures d’un an, puis une modélisation, seront réalisées afin de définir précisément la capacité optimale du bassin d’orage de T2 et le débit maximal de relevage nécessaire en temps de pluie.

10.2 Objectifs – contraintes

10.2.1 Dimensionnement

10.2.1.1 Répartition des débits entre les deux tranches T1 et T2

La répartition des débits indiqués ci-dessous entre les deux tranches est l’hypothèse actuellement arrêtée. Cette répartition pourra être modifiée suite à la modélisation évoquée ci-dessus.

- Débit admissible sur la tranche 1:

o Biologie : 2 600 m³/h

o Traitement primaire : 5 400 m³/h

o Relevage : 8 100 m³/h

- Débit admissible sur la tranche 2 :

o Biologie : 2 000 m³/h

o Relevage : 6 500 m³/h

- Volume des bassins d'orages :

o Bassins d'orage tranche 1 : 8 700 m³

o Bassin d'orage tranche 2 : 2 500 m³



Les objectifs de la régulation entre les deux tranches sont :

- la filière biologique de la tranche T1 ayant un meilleur rendement épuratoire que la tranche T2, la répartition privilégiera la tranche T1 lorsque le débit admis est inférieur à la capacité biologique globale ;

- Dans un souci de préservation du milieu naturel, le remplissage des bassins d'orage devra être favorisé au détriment d'un simple traitement primaire sur la tranche T1 (by-pass sur cette tranche en amont du biologique) ;

- Pour faciliter l'exploitation des bassins d'orage, il est proposé de favoriser le remplissage du bassin de la tranche T1 en différant le début du remplissage de celui de la tranche T2 ;

- Le by-pass au milieu naturel ne devra se déclencher que lorsque tous les bassins d'orage seront pleins et que les deux tranches de traitement seront à leur capacité maximale en débit.

10.2.1.2 Relevage

L'objectif du relevage à atteindre est double. Il doit :

- permettre de relever les eaux au débit exigé et à une hauteur définie ;

- assurer une alimentation relativement constante de la filière biologique en aval. Le débit maximal relevé sur la tranche T2 s’élève à 6 500 m3/h (hypothèse arrêtée). Le débit maximal transféré sur le traitement biologique et les ouvrages de dessablage/dégraissage est limité à 2 000 m3/h. Les débits excédentaires (4 500 m3/h) sont transférés vers le bassin d’orage. Le débit moyen journalier s’élève à 950 m3/h et le débit minimal nocturne est de 400 m3/h. Compte tenu de la présence des deux tranches, une gestion des débits relevés devra être mise en place. Elle devra viser à :

- répartir les débits de temps sec entre les deux files afin de maintenir de bonnes conditions de traitement sur chacune d’elle ;

- optimiser le remplissage des bassins d’orage en temps de pluie ;

- intégrer la présence de la décantation primaire sur T1 qui permet de traiter un surplus de volume en temps de pluie.

La hauteur à relever est définie par le profil hydraulique de la station existante. Compte tenu de la configuration de la tranche T2, la cote à atteindre en sortie du dessablage/dégraissage doit être supérieure à la cote du plan d’eau du traitement primaire qui est de 238,75 m NGF. A cette cote, il est nécessaire de tenir compte des équipements placés entre le poste de relevage et le décanteur primaire (comptage, dégrillage, dessableur/dégraisseur, …) qui conduisent à des pertes de charges. Ainsi, la cote minimale à atteindre en sortie du relevage est de l’ordre de 240,5 m NGF. Le point bas est, quant à lui, dépendant de la cote d'arrivée des eaux usées, qui, dans le cas présent est de 233,44 m NGF. La hauteur géométrique minimale à relever sera donc d’environ 7 m.



Le système de pompage mis en place devra limiter les à coups-hydrauliques sur la filière aval. En effet, la file biologique est très sensible aux variations de débit qui peuvent conduire à des remontées de boues dans les clarificateurs et à des rejets non-conformes. En tête du poste de relevage sera installé un dégrilleur grossier. Le rôle de cet équipement est de retirer des eaux usées les particules de taille supérieure à 50 mm protégeant ainsi les équipements situés en aval et en particulier les équipements de relevage. Les dégrilleurs grossiers actuellement en place sont vétustes et ne peuvent pas être réutilisés.

10.2.1.3 Dégrillage fin

Le dégrillage fin a pour objectif d’éliminer les éléments (objets et déchets non biodégradables) dont la taille, le pouvoir abrasif et la densité perturbent le fonctionnement des ouvrages et des équipements de la filière en aval. L’écartement des barreaux permet notamment d’éliminer les déchets susceptibles de bloquer la reprise des sables des prétraitements ainsi que la reprise des graisses. L’étape de dégrillage est importante car un mauvais dégrillage (maille trop importante) pourrait être aussi la cause de la présence de nombreuses fillasses dans les ouvrages en aval. Cette élimination poussée des filasses permet de protéger les équipements de pompage en aval, notamment les pompes d’extraction des boues et d’éviter une dégradation de la capacité d’aération (filasses pouvant se déposer sur les diffuseurs d’air pouvant alors diminuer la capacité d’aération). Pour rappel, les boues primaires sont tamisées avant épaississement et envoi en digestion. Ainsi, la maille maximale des dégrilleurs fin sera de 15 mm. Un entrefer plus fin peut être envisagé. Les dégrilleurs actuellement en place sont récents et il peut être envisagé de les conserver.

10.2.1.4 Dessablage – dégraissage.

L’objectif de l’étape de dessablage/déshuilage est de capter les sables et les graisses pour éviter de perturber le fonctionnement de la filière de traitement des eaux. Les sables doivent être éliminés des effluents afin d’éviter leur dépôt dans les ouvrages de traitement en aval ou dans les canalisations de transfert des eaux, mais également d’éviter leur présence dans les boues ce qui nuit à la durée de vie des équipements de déshydratation et qui conduit à des dépôts conséquents en fond des digesteurs. Les huiles et les graisses doivent être séparées de l’effluent pour éviter une inhibition des processus biologiques, pour favoriser le transfert de l'air dans la biomasse, pour réduire les flottants dans les ouvrages et pour améliorer le fonctionnement de la filière boue. De plus, la présence de graisses dans les effluents favorise en partie la formation de bactéries filamenteuses. Cette étape de traitement devra se faire dans des ouvrages combinés qui assureront la flottation des graisses et la décantation des matières lourdes. Le dimensionnement des ouvrages devront respecter au débit maximal (2 000 m3/h) les caractéristiques suivantes :

o Vitesse ascensionnelle maximale : 20 m/h o Temps de séjour minimum : 10 min



10.2.1.5 Bassin d’orage

Comme indiqué précédemment, la capacité de stockage du bassin d’orage sera de 5 000 m3. Dans le cadre de l’optimisation des consommations énergétiques de la station, il sera recherché, d’avoir au maximum, une alimentation gravitaire du bassin d’orage. Le bassin d’orage devra être équipé d’un système de lavage efficace et automatisé.

10.2.1.6 Gestion des sous-produits

La gestion des différents sous-produits issus des prétraitements (refus de dégrillage, sables et graisses) est abordée dans le paragraphe 11 ci-après.

10.2.2 Contraintes d’aménagements

10.2.2.1 Implantation des ouvrages

Les prétraitements, ainsi que le bassin d’orage, devront être construits en lieu et place des ouvrages existants. La ville de Besançon a préféré conserver la zone à proximité de l’entrée actuelle de la station d’épuration (au niveau des places de stationnement) pour une extension ou une modification future de la filière de traitement des boues. Le positionnement des prétraitements devra tenir compte des aires de dépotages des produits extérieurs (matières de vidange, matière de curage, graisses) qui seront installées à proximité des prétraitements de T2. Ainsi, les prétraitements seront préférentiellement positionnés au plus près de la limite de propriété (berges de la rivière du Doubs) et du futur bâtiment d’exploitation.



10.2.2.2 Conception des ouvrages

La conception des prétraitements et plus particulièrement du bassin d’orage devra limiter l’emprise au sol. Ainsi, un optimum économique (investissement et exploitation) entre hauteur de stockage dans le bassin et coût d’investissement sera recherché. La cote des plus hautes eaux étant de 238,40 m NGF, le bassin d’orage devra être stable à vide pour cette cote de crue et l’ensemble des équipements électriques devra être positionné au dessus de cette cote. Il peut être envisagé de positionner tout ou partie des prétraitements au dessus du bassin d’orage pour limiter l’emprise au sol.

10.2.3 Contraintes de construction et de phasage

Le phasage et l’organisation des travaux de construction des nouveaux prétraitements devront permettre d’assurer la continuité de service de la station d’épuration. Le nombre de by-pass en phase travaux devra être limité au minimum. Il est admis qu’en phase travaux le bassin d’orage ne soit pas utilisé et que les débits supérieurs soient déversés directement au milieu naturel ou bien transférés vers la tranche T1. La capacité de traitement de la tranche T2 sera réduite à la capacité de traitement la filière biologique, soit 2 000 m3/h.


La forme et l’emplacement des ouvrages, les équipements proposés et les différents agencements indiqués ci-dessous, sont des propositions faites dans le cadre du schéma directeur et ont pour objectifs de vérifier la faisabilité technique du projet. Toutes modifications en vue d’obtenir un optimum technico-économique peuvent être proposées.

10.3.1 Conception générale proposée

10.3.1.1 Positionnement du dégrilleur

Les principales considérations à prendre en compte pour la conception des prétraitements concernent le positionnement du dégrillage fin par rapport aux ouvrages de dessablage/dégraissage et le positionnement du bassin d’orage par rapport aux prétraitements. Le positionnement du dégrillage fin est directement lié à la présence d’un pré-dégrillage (ou dégrillage grossier) en tête de station. Si ce dernier est présent, il est possible d’installer le dégrillage fin en aval des dessableur-dégraisseurs. Cette configuration permet de capter un maximum d’éléments, notamment les graisses, au niveau de l’ouvrage de dessablage-dégraissage, évitant ainsi un colmatage des dégrilleurs (la graisse pouvant se figer lors des périodes froides hivernales ce qui peut être le cas à Besançon). Cependant, nous pouvons retrouver, dans cette configuration, de nombreux objets (feuilles, plastiques…) dans les graisses récupérées. Cela ne poserait aucune difficulté si les graisses étaient directement incinérées. Or, comme cela est présenté au paragraphe 11.3.2, la filière d’élimination des



graisses n’est pas arrêtée et il peut être envisagé soit la mise en place d’un traitement biologique spécifique, soit une injection directe des graisses dans les digesteurs. Dans ces cas de figures, il est préférable que les graisses ne contiennent pas d’éléments grossiers (flottants) qui pourraient entraîner des difficultés d’exploitation. Par conséquent, pour restreindre la présence d’éléments indésirables dans les graisses, nous préconisons de placer le dégrillage fin en amont des dessableurs-dégraisseurs.

Configuration des prétraitements

10.3.1.2 Positionnement du bassin d’orage

Deux positionnements sont possibles pour le bassin d’orage : • Soit le bassin d’orage est placé en aval des dessableurs-dégraisseurs et des

dégrilleurs fins. Les équipements et les ouvrages génie civil sont alors dimensionnés pour un débit de 6 500 m3/h ;

• Soit le bassin d’orage est placé en amont des dessableurs-dégraisseurs et des dégrilleurs fins. Les équipements et les ouvrages génie civil sont alors dimensionnés pour un débit de 2 000 m3/h.

Les principaux avantages et inconvénients de ces deux configurations sont :

Bassin d’orage en aval Bassin d’orage en amont

Equipement et ouvrage génie-civil

� ouvrage génie civil et équipements de capacité plus importante pour les prétraitements ; � équipement supplémentaire : écrêteur de débit

☺ ouvrage génie-civil et équipement de capacité moins importante pour les prétraitements ; � 1 poste de pompage supplémentaire pour alimenter le bassin d’orage (l’écoulement hydraulique gravitaire nécessiterait d’enterrer le bassin d’orage).

bassin d’orage

☺ stockage d’eaux prétraitées ce qui engendre moins de dépôts en fond de bassin ☺ équipement « simplifié » car moins de dépôts

� si fonctionnement du trop-plein, eaux rejetées seulement prédégrillées � exploitation plus contraignante (dépôts plus importants) � équipement un peu plus « complexe »

Dans le cas de la station d’épuration de Port-Douvot, nous préconisons de placer le bassin d’orage en amont des ouvrages de prétraitement. Ce choix rend l’exploitation du bassin d’orage certes plus contraignante (les dépôts en fond de bassin peuvent être plus importants)

Arrivée des eaux usées

Dégrillage grossier

Relevage Dessablage-déshuilage Tamisage



mais le surdimensionnement des ouvrages de prétraitement pourrait engendrer des difficultés d’exploitation, une augmentation très significative des coûts d’investissement et une emprise au sol plus importante. Le débit moyen journalier arrivant à la station d’épuration (950 m3/h) étant environ six fois inférieur au débit de pointe en temps de pluie (6 500 m3/h), le dessableur-dégraisseur risquerait de fonctionner comme décanteur, engendrant ainsi des nuisances olfactives. Cela serait encore plus vrai pour les débits nocturnes qui sont 12 fois inférieurs au débit maximal. Ainsi, nous proposons de positionner le bassin d’orage en amont des dégrilleurs fins et des ouvrages de dessablage/dégraissage et d’équiper le bassin d’orage d’équipements de nettoyage appropriés et efficaces (augets basculants cf. ci après). Le schéma suivant présente le positionnement du bassin d’orage :

Positionnement du bassin d’orage

10.3.1.3 Mode de relevage

Deux cas de figure peuvent être envisagés pour le relèvement des effluents. Soit le relevage est effectué par des pompes, soit il est effectué par des vis. Etant donné les différentes gammes de débits arrivant sur la tranche T2, il serait nécessaire de mettre en place deux vis de relevage de débit unitaire 3 250 m3/h. Le surcoût pour la mise en place de vis de relevage par rapport à des pompes est d’environ 150 000 € en équipement et en génie-civil. Nous avons comparé, à partir des débits reçus sur la tranche T2 sur deux journées de temps sec (13 et 14 mai 2010), le rendement entre une vis de relevage de débit unitaire 3 250 m3/h et une pompe de 1 000 m3/h. Il s’avère que le rendement moyen sur les deux journées de la vis serait d’environ 30 % alors que celui de la pompe d’environ 60 %. Les vis de relevage possèdent comme principal avantage de limiter les à-coups hydrauliques. Cependant, les systèmes de pompage avec variateur de vitesse permettent aujourd’hui de limiter également de manière satisfaisante les à-coups hydrauliques. La mise en place de vis de relevage conduit à une emprise au sol de l’installation plus importante qu’une bâche de pompe. De plus, avec des vis de relevage, il sera beaucoup plus difficile de concevoir une alimentation en partie gravitaire du bassin d’orage (cf. chapitres 10.3.5 et 10.3.9). Pour l’ensemble de ces raisons, nous préconisons la mise en place de pompes de relevage équipées de variateurs de vitesse.

Arrivée des eaux usées

Dégrillage grossier

Relevage Dessablage-déshuilage Tamisage

Bassin D’Orage



10.3.2 Arrivée des effluents

Le réseau DN 1400 sera conservé jusqu’à l’angle du bâtiment de déshydratation des boues digérées (au niveau du changement de direction de la canalisation existante). De ce point, le réseau sera prolongé (sur 25 ml environ) dans l’axe du collecteur existant avec le même diamètre jusqu’au niveau de la nouvelle bâche d’arrivée des effluents. La cote d’arrivée des effluents est à environ 233,45 m NGF. Nous proposons, dans le cadre du schéma directeur, de mettre en place une fosse à bâtard. L’objectif de cet ouvrage est de stopper en tête de la filière, les éléments grossiers et denses comme les graviers et les cailloux en tête de la filière afin de préserver les équipements situés en aval. La charge superficielle appliquée sur ce type d’ouvrage est généralement de 800 m³.m-².h-1 environ, ce qui correspond à une surface moyenne de 8 m² pour le débit maxi de 6 500 m³/h. Les caractéristiques dimensionnelles de cet ouvrage sont les suivantes :

- Forme : en pointe de diamant - Dimension en fond : Longueur : 2 m – Largeur : 2 m - Dimension au sommet : Longueur : 5 m Largeur : 3,50 m - Profondeur : de 1 à 1,5 m

L’ouvrage devant être nettoyé de manière régulière (tous les 2 mois ou plus en fonction des épisodes pluvieux), il sera recherché un moyen de nettoyage semi-automatisé tel qu’un grappin sur pont roulant (ce grappin pouvant être commun au poste de traitement des matières de curage).

10.3.3 Répartition des débits entre les deux tranches

Le principe proposé de régulation de la répartition automatique entre les deux tranches va dépendre du débit admis au regard de la capacité de la station, et pour les débits au-delà de la capacité biologique de la station, de l'état de remplissage des bassins d'orage. Les éléments pouvant participer à la régulation sont :

- Equipements de mesure :

o Le débitmètre Venturi de la tranche 1 positionné en amont du relevage par vis,

o Le débitmètre Venturi mis en place dans le cadre des nouveaux prétraitements de T2, en aval du relevage ;

o Le débitmètre qui va être installé par l’exploitant en amont de la tranche T2 ;

o La sonde de hauteur d'eau située dans le canal en aval du relevage de T1 et qui pilote les vannes d'écrêtement vers le bassin d'orage et le by-pass de l'unité ;

o Les sondes de hauteur d'eau dans les bassins d'orage.

- Equipements de régulation :

o Tranche 1 : vanne motorisée située dans l'ouvrage de répartition sur le départ vers la tranche 1 ;

o Tranche 2 : vanne motorisée située dans l'ouvrage de répartition sur le départ vers la tranche 2 ;



o Tranche 1 : vanne d'écrêtage en direction du bassin d'orage ;

o Tranche 1 : vanne d'écrêtage en by-pass vers le milieu naturel ;

o Tranche 2 : débit relevé, piloté par les variateurs de fréquence des pompes ;

10.3.3.1 Pour un débit entrant inférieur à la capacité biologique

Pour un débit entrant inférieur à la capacité biologique totale de la station, soit 4 600 m³/h, l'admission sur la tranche T1 est privilégiée, tout en maintenant un débit minimum sur la tranche T2. Le principe proposé, selon l'importance du débit arrivant, est :

- Le débit admis sur la tranche T1 évolue jusqu'à sa pleine capacité, pendant que celui admis sur la tranche T2 évolue jusqu'à 1 000 m³/h. La progression des débits admis sur la tranche T2 se ferait par paliers. Chaque palier correspondrait alors à une consigne de débit. L'évolution d'un palier au palier suivant serait asservie au débit admis sur la tranche T1. La tranche T1 admettrait la totalité du débit restant.

- Au-delà de 3 600 m³/h, le débit admis sur la tranche T1 serait limité à sa capacité biologique. Le débit restant serait admis sur la tranche T2.

Ceci peut se traduire par le tableau présenté ci-dessous (les valeurs de débit de tranche sont indicatives).

Plage du débit entrant Qtot

Principe de régulation Régulation des vannes de la chambre de

répartition

Régulation Tranche T1

Régulation Tranche T2

< 1250 m³/h La répartition des débits entre les deux tranches se fait de manière hydraulique, au niveau de la chambre de répartition.

Les deux vannes sont sur une position réglée (réglage fixe) que l'on peut qualifier de repli.

Pas de régulation sur T1 où les vis relèvent le débit admis.

Les pompes sur T2 sont asservies à une consigne de niveau dans la bâche de relevage.

1250 m³/h < Qtot < 2000 m³/h

Le débit admis sur T2 est limité à 500 m³/h. T1 admet la totalité de l'excédent

La vanne T1 est ouverte en totalité. L'ouverture de vanne T2 est asservie à une consigne de hauteur dans la bâche de relevage de T2.


Les variateurs de fréquence des pompes sont asservis à une consigne de débit mesuré sur le Venturi T2.

2000 m³/h < Qtot < 2750 m³/h


Idem ci-dessus Idem ci-dessus Idem ci-dessus

2750 m³/h < Qtot < 3600 m³/h


Idem ci-dessus Idem ci-dessus Idem ci-dessus

> 3600 m³/h Le débit admis sur T1 est limité à 2600 m³/h. T2 admet la totalité de l'excédent

L'ouverture de la vanne T1 est asservie à une consigne de débit sur le débitmètre de T1 La vanne T2 est ouverte en totalité.


Les pompes sur T2 sont asservies à une consigne de niveau dans la bâche de relevage.



10.3.3.2 Pour un débit entrant supérieur à la capacité biologique, mais inférieur à la capacité de relevage

Pour un débit entrant supérieur à la capacité biologique totale de la station, soit 4 600 m³/h, mais inférieur à la capacité de relevage global, le stockage sur les bassins d'orage va être sollicité. Le remplissage des bassins d'orage de la tranche T1 est privilégié pour limiter les actions d'exploitation. Dans le cas de pluies importantes en volume (durée ou débit important) qui vont solliciter les bassins d'orage des deux tranches, il est nécessaire de faire en sorte que la fin du remplissage des bassins se fasse simultanément afin d’optimiser l'impact sur le milieu naturel. De ce fait, le taux de remplissage des bassins va être un paramètre de la régulation. Un tel fonctionnement, par rapport au fonctionnement précédent, se fera par détection d'un débit supérieur à 2 000 m³/h sur la tranche T2, alors que le débit admis sur la tranche T1 est limité à 2 600 m³/h. Le principe proposé, selon l'importance du débit arrivant, serait :

- Pour un débit arrivant inférieur à la capacité de relevage de la tranche T2 plus la capacité biologique de la tranche T1, soit 9 080 m³/h : le remplissage des deux bassins peut se faire l'un après l'autre. Dans un premier temps, le débit admis sur la tranche T2 est limité à 2 000 m³/h et la tranche T1 relève la totalité du débit restant; l'excédent sur cette dernière (supérieur à 2 600 m³/h) est déversé dans les bassins d'orage. Lorsque les bassins d'orage de T1 sont pleins, le débit admis sur la tranche T1 est limité à 2 600 m³/h et la tranche T2 relève la totalité du débit restant, l'excédent sur cette dernière (supérieur à 2 000 m³/h) est déversé ou pompé dans le bassin d'orage.

- Pour un débit arrivant compris entre 9 080 m³/h et 10 100 m³/h, la tranche T2 ne peut relever la totalité du débit au-delà de la capacité biologique de la tranche T1. Il est nécessaire de commencer à mobiliser le remplissage du bassin d'orage T2 avant la fin de remplissage de ceux de T1. Dans un premier temps, le débit admis sur la tranche T2 est limité à 2 000 m³/h et la tranche T1 relève la totalité du débit restant, l'excédent sur cette dernière à 2 600 m³/h est déversé dans les bassins d'orage. Lorsque le volume résiduel dans les bassins d'orage de T1 atteint une valeur de 500 m³, le relevage de la tranche 2 est porté à sa capacité maximale, la tranche 1 admettant le débit excédentaire. Pour les deux tranches, l'excédent à leur débit biologique (soit 2 600 et 2 000 m³/h) est déversé dans leur bassin d'orage respectif.

- Pour un débit arrivant supérieur à 10 100 m³/h, le relevage de la tranche T1 est porté à sa capacité maximale soit 8 100 m³/h, la tranche T2 admet le débit excédentaire jusqu'à concurrence de sa capacité maximum, soit 6 480 m³/h (débit global sur la station de 14 580 m³/h). Pour les deux tranches, l'excédent à leur débit biologique (soit 2 600 et 2 000 m³/h) est déversé dans leur bassin d'orage respectif. Lorsque le volume résiduel dans les bassins d'orage de T1 atteint une valeur de 500 m³, un contrôle du volume résiduel dans les bassins d'orage de T2 est réalisé afin, éventuellement, de rééquilibrer le débit de T2 au détriment de T1 pour que les fins de remplissage des bassins d'orage soient simultanées. Si le débit entrant excède 11 700 m³/h, le bassin d'orage de T2 sera rempli avant celui de T1. Lorsque le bassin de T2 est rempli, le débit sur T2 est limité à la capacité de la filière biologique.

- Lorsque l'ensemble des bassins d'orage est plein : le débit admis sur la tranche T1 est limité à la capacité de la décantation primaire (5 400 m³/h), celui de la tranche T2



est limité à la capacité de la file biologique (2 000 m³/h). En outre, pour les limitations de débit sur les tranches respectives, le principe de régulation décrit précédemment est maintenu, soit :

- Limitation du débit sur la tranche T1 : l'ouverture de la vanne T1 est asservie à une consigne de débit de 2 600 m³/h, sur le débitmètre de T1,

- Limitation du débit sur la tranche 2 : - Les variateurs de fréquence des pompes sont asservis à une consigne de débit

de 2 000 m³/h, mesurée sur le Venturi T2. - Et, l'ouverture de vanne T2 est asservie à une consigne de hauteur dans la

bâche de relevage de T2. Le principe de fonctionnement décrit ci-dessus, peut se traduire par l'organigramme ci-après.

QT2 > 2000 m³/h

QT1=2600 m³/h

QT2 = 2000 m³/h et

QT1 = excédent

BT1 = 8700 m³

NON

QT1 = 2600 m³/h et

QT2 = excédent

OUI

BT2 = 2500 m³

NON

OUI

QT1 < 7080 m³/h

NON

QT2 = Débit excédentaire

OUI

OUI

BT1 = 8200 m³

NON

QT2 = 6480 m³/h et

QT1 = excédent

OUI

BT2= 2500 m³ BT1= 8500 m³

NON

OUI

QT1 < 8100 m³/h

OUI

BT1 = 8200 m³

QT2 = 6480 m³/h et

QT1 = excédent

OUI

BT2 = 2500 m³ NON

OUI

BT1= 8500 m³

QT1= 8100 m³/h et

QT2 = excédent jusqu'à 6480 m³/h

QT1 = 5400 m³/h et

QT2 = 2000 m³/h

QT1 = 5400 m³/h et

QT2 = 2000 m³/h

NON NON

BT2 = 2500 m³

NON

QT2 = 2000 m³/h et

QT1 = excédent

BT1 = 8500 m³

OUI

OUI

QT1 = 5400 m³/h et

QT2 = 2000 m³/h



Remarque : Une solution pour faciliter la régulation entre les deux tranches, le remplissage des bassins et l’exploitation serait de construire le bassin d’orage de T2 au niveau du bassin d’orage de T1. Les bassins seraient en communication (comme cela a été fait pour les bassins de T1) ce qui conduirait à un seul lieu de stockage.

10.3.4 Prédégrillage

Pour cette étape, un écartement entre barreaux de la grille de l’ordre de 50 mm est suffisant. Actuellement, deux dégrilleurs grossiers automatiques de secours sont installés. Nous proposons de conserver la même configuration. Deux dégrilleurs grossiers automatiques de 50 mm seront installés. En cas de défaillance d’un dégrilleur, 100 % des débits peuvent être traités sur le second. Les caractéristiques dimensionnelles de cet ouvrage sont les suivantes :

- Nombre de voies : 2 canaux (1 automatique + 1 secours, isolables par batardeaux)

- Largeur : environ 1,50 m

- Type de dégrilleur : 2 automatiques à grille droite de 50 mm de maille

10.3.5 Relevage des effluents

Les eaux usées, débarrassées des matières les plus volumineuses (cailloux et flottants), sont relevées à une hauteur géométrique de 7 m. Cas des pompes de relevage : Le débit maximal à relever par la tranche T2 s’élève à 6 500 m3/h (hypothèse actuellement arrêtée). Seuls 2 000 m3/h sont transférés vers la filière biologique. Les débits excédentaires sont envoyés dans le bassin d’orage. Deux solutions peuvent être envisagées dans la conception du poste de relevage :

- Soit une seule bâche de pompage est mise en place afin de relever la totalité des effluents et un système de déversement en amont des dégrilleurs fins permet de by-passer les débits excédentaires vers le bassin d’orage (configuration actuelle).

- Soit deux bâches de pompage sont créées : une dédiée au temps sec et une autre au temps de pluie, le système de pompage dédié au temps de pluie alimentant directement le bassin d’orage.

Cette deuxième solution permet une gestion plus aisée du poste de relevage. En effet, la mise en place et la gestion d’un système de répartition par déversement est parfois complexe. De plus, dans le cadre de l’optimisation des consommations énergétiques, cela permet de diminuer la hauteur géométrique à relever (environ 2 m) pour les forts débits compris entre 2 000 et 6 500 m3/h. La bâche de pompage de la filière biologique sera équipée de trois pompes submersibles de 1 000 m3/h, dont une en secours et d’une pompe submersible de 500 m3/h. Des variateurs de



fréquence seront installés sur les trois pompes de 1 000 m3/h permettant d’adapter le débit relevé au débit entrant afin d’alimenter le plus régulièrement possible l’unité et fiabiliser la qualité du traitement. Les caractéristiques dimensionnelles de cet ouvrage sont les suivantes :

- Nombre de pompes : 2 +1 en secours (3 sur variateurs de fréquence) - Débit unitaire : 1 000 m³/h - Nombre de pompes : 1 - Débit unitaire : 500 m³/h - Hauteur de relevage : environ 7 m

La « bâche » de pompage de temps de pluie qui alimentera le bassin d’orage, sera équipée de deux pompes submersibles de débit nominal 2 250 m3/h. Ces pompes ne seront pas équipées de variateurs de fréquence. Les caractéristiques dimensionnelles de cet ouvrage sont les suivantes :

- Nombre de pompes : 2 (aucun variateurs de fréquence) - Débit unitaire : 2 250 m³/h - Hauteur de relevage : environ 7 m

10.3.6 Dégrillage fin

Pour cette étape, un écartement entre barreaux de la grille de l’ordre de 10 à 15 mm est préconisé. Etant donné que les dégrilleurs fins actuels ont été installés récemment et que chacun d’entre eux ont la capacité nominale de la filière (2 000 m3/h), nous proposons de les conserver. En cas de défaillance de l’un des 2 dégrilleurs automatiques, le second sera capable de traiter la totalité du débit. Les caractéristiques dimensionnelles de cet ouvrage sont les suivantes :

- Nombre de voies : 2 canaux isolables par batardeaux - Largeur : 1,40 m - Maille : 15 mm - Type de dégrilleur : vertical à peigne alternatif, entraînement par câbles

automatique (marque FB PROCEDE)

10.3.7 Dessablage/déshuilage

Les ouvrages de dessablage/dégraissage peuvent être cylindro-coniques ou rectangulaires. Dans le cas de la station de Port-Douvot, nous préconisons de mettre en place des dessableurs/dégraisseurs rectangulaires car ils sont plus performants pour des débits importants ou fortement variables (ces deux conditions étant réunies sur la Port-Douvot). Les caractéristiques dimensionnelles de cette étape du traitement sont les suivantes :

- Nombre de voies : 2 - Type : rectangulaire - Dimensions : L : 16 m, l : 4 m - Hauteur d’eau moyenne : 3 m - Surface unitaire : 65 m²



- Volume unitaire : 180 m³ - Charge superficielle : 7,3 m.h-1 (débit moyen de temps sec de 950 m³/h)

11 m.h-1 (débit moyen jour maxi de 1 435 m³/h) 15,4 m.h-1 (débit maxi admissible de 2 000 m³/h)

- Temps de séjour : 23 min (au débit moyen de temps sec de 950 m³/h) 15 min (au débit moyen jour maxi de 1 435 m³/h) 11 min (au débit maxi. admissible de 2 000 m³/h)

10.3.8 Traitement des sous produits

Ce point est décrit au chapitre 11 ci-après.

10.3.9 Bassin d’orage

Deux solutions de forme sont envisageables pour le bassin d’orage : - soit circulaire, - soit rectangulaire.

Le principal avantage de la forme circulaire est le coût d’investissement qui est moins élevé qu’un ouvrage rectangulaire. Cependant, pour ce type d’ouvrage, le nettoyage du bassin est souvent délicat et la forme circulaire est plus gourmande en terme d’emprise au sol. Etant donné que la surface disponible est relativement restreinte autour des prétraitements, nous proposons de mettre en place un bassin rectangulaire. En outre, cette forme permet de mettre en place des systèmes de nettoyage efficaces. Sur la tranche T1, les deux bassins d’orage de forme rectangulaire sont équipés d’augets basculants qui donnent entière satisfaction à l’exploitant. Nous proposons de reconduire le même système de nettoyage. Comme nous l’avons indiqué ci-dessus, l’alimentation du bassin se fera à partir de pompes spécifiques dédiées. Afin d’optimiser les consommations énergétiques, nous avons recherché, lors de la conception du bassin d’orage (cote du radier), de pouvoir l’alimenter, en partie, gravitairement. Au niveau de la bâche de pompage, un by-pass vers le bassin d’orage sera mis en œuvre. Pour déterminer la cote de by-pass, nous nous sommes basés sur la cote du trop plein existant actuellement au niveau de la bâche d’arrivée de T2 dont la cote est à 237,60 m NGF. Lorsque ce trop plein est en fonctionnement, cela engendre une mise en charge du réseau DN 1400 en amont. La tranche T1 étant équipée uniquement d’une vanne de sécurité, la mise en charge du réseau DN 1400 n’engendre pas de déversement sur T1. Le premier déversoir d’orage sur le réseau se situe au niveau de Roche d’Or. La cote de ce déversoir est de 238,21 m NGF, côte supérieure à la cote du by-pass actuel de T2. Par conséquent, nous proposons un remplissage gravitaire du bassin tampon jusqu’à la cote de 237,60 m NGF qui est à la cote du trop plein actuel. La canalisation de by-pass assurant cette alimentation gravitaire du bassin d’orage sera quant elle calée aux alentours de 234,50 m NGF (supérieur à la cote de marnage) et son diamètre sera DN 1 400 mm. Ce by-pass sera équipé d’un clapet anti-retour pour éviter la vidange du bassin dans la bâche de pompage. En l’absence de données géotechniques notamment, il est difficile de connaître précisément l’optimum économique pour la construction du bassin d’orage : côte du radier, hauteur d’eau. Nous avons donc choisi de caler la côte du radier du bassin d’orage à la côte des ouvrages actuellement construits, soit 233,60 m NGF.



La vidange du bassin d’orage se fera par pompage avec comptage (débitmètre électromagnétique). La restitution se fera en amont des dégrilleurs fin mais en aval du comptage entrée tranche T2. La pompe de vidange du bassin sera régulée par rapport au débit mesuré en entrée de la tranche T2. Pour optimiser l’emprise des ouvrages, il pourrait être envisagé de positionner les prétraitements au dessus du bassin d’orage. Cependant, comme nous l’avions justifié en phase 2, cette solution présenterait des coûts d’investissement ou d’exploitation élevés. Cette solution n’a donc pas été retenue. Les caractéristiques dimensionnelles du bassin d’orage sont les suivantes

- Capacité de stockage : 5 000 m³ (l : 28,6 m, L : 34 m, hauteur d’eau : 5,5 m) - Type de fonctionnent : bassin de stockage et de restitution - Type de remplissage : gravitaire en partie jusqu’à une côte dans la bâche de

pompage de 237,6 m NGF représentant un volume stocké gravitairement de 2 700 m3.

- Type de vidange : Par pompage avec comptage du débit restitué - Type de nettoyage : Par augets basculants - 4 voies de nettoyages de 7 m de large avec 4 augets basculants

10.4 Contraintes d’exploitation

L’un des principaux objectifs du schéma directeur d’aménagement est de fiabiliser et de sécuriser l’installation. Les équipements mis en place devront être des équipements robustes et de marque ayant un service après vente compétent. Tous les équipements sensibles de la filière de traitement devront être doublés par un secours installés. Le remplacement d’un équipement devra pouvoir être réalisé sans un arrêt complet des prétraitements. Une attention particulière sera portée sur la sécurité du personnel. Tous les équipements assurant cette sécurité devront être installés (trappes avec barreaudage, gardes corps, …). L’accès aux équipements par l’exploitant devra être facilité. Les équipements ou les ouvrages devront pouvoir être isolables. Le démontage d’un équipement ne devra pas entraîner le démontage d’un autre équipement.



Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrite au paragraphe précédent. Les coûts se répartissent de la manière suivante : Prétraitements : TOTAL : 1 225 000 € HT

- Canalisation DN 1200 et aménagements : 150 000 € HT



- Poste de relevage (y/c dégrillage grossier) : Equipement : 250 000 € HT Génie-Civil : 175 000 € HT

425 000 € H.T - Dégrillage fin : Equipement : 15 000 € HT

Génie-Civil : 40 000 € HT 55 000 € H.T

- Dessableur / dégraisseur : Equipement : 150 000 € HT

Génie-Civil : 325 000 € HT 475 000 € H.T

- Comptage : Equipement : 20 000 € HT

Génie-Civil : 25 000 € HT 45 000 € H.T

- Destruction des prétraitements existant : 75 000 € H.T

Bassin d’orage :

- Construction du bassin d’orage: Equipement : 200 000 € HT Génie-Civil : 1 150 000 € HT

1 350 000 € H.T - Destruction du bassin d’orage existant : 75 000 € H.T

Le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 2 650 000 € H.T.


Le coût d’exploitation des nouveaux prétraitements (hors évacuation des sous-produits) est dépendant des débits reçus sur la station d’épuration de Port-Douvot. Par conséquent, le coût d’exploitation est difficile à déterminer. Néanmoins, nous pouvons faire une comparaison entre la consommation électrique des prétraitements de T2 existants en 2008 et la consommation pour les mêmes volumes avec les nouveaux prétraitements. En 2008, les volumes relevés et traités sur les prétraitements de T2 sont 3 404 084 m3/an. La consommation électrique de cette étape de traitement d’après le diagnostic en phase 1 s’élève à 226 610 kWh/an soit un coût annuel de 15 200 €/an. Avec les nouveaux prétraitements nous pouvons attendre une consommation annuelle pour ce même volume de 114 500 kWh/an (hypothèse rendement moyen 65 %), soit un coût annuel de 7 700 €/an et donc un gain de 7 500 €/an par rapport à la situation actuelle. A la capacité nominale, soit 6 745 200 m3/an relevé sur T2, le gain s’élèverait à 8 900 €/an. Concernant les coûts de main d’œuvre, il y aura peu de différence entre les nouveaux prétraitements et les anciens prétraitements. Cependant, les équipements étant neufs et une attention particulière étant apportée au niveau de l’ergonomie et de la fiabilité, nous pouvons penser à une diminution des besoins en main d’œuvre par rapport à la situation actuelle.



11 GESTION DES SOUS-PRODUITS ET DES MATIERES EXTERIEURES


11.1.1 Les sous-produits

Actuellement, les refus de dégrillage fins des tranches T1 et T2 sont mélangées aux graisses issues des prétraitements. Les refus de dégrillage ne sont pas traités et les graisses sont épaissies dans des concentrateurs. Ce « mélange » est stocké dans des bennes puis envoyé sur l’UIOM de Besançon afin d’être éliminé. L’exploitant de la station de Port-Douvot s’est équipé de bennes compactrices afin d’augmenter la siccité de ce mélange et limiter les coûts d’élimination et de transport. La filière d’élimination de ces deux sous-produits sur l’UIOM de Besançon n’est pas pérenne. Par conséquent, il est préférable tout d’abord de ne pas mélanger ces deux sous-produits mais également de trouver une autre voie d’élimination ou de valorisation. Les sables issus des prétraitements de T1 et de T2 ainsi que les sables issus des matières de curage ne subissent pas un traitement poussé sur la station de Port-Douvot. En effet, ceux-ci sont uniquement lavés grossièrement et égouttés avant d’être envoyé sur une unité de traitement spécifique à Dijon. Outre, un bilan environnemental mauvais et un coût d’exploitation élevé, la saturation de l’unité de traitement de Dijon, rend de plus en plus difficile, pour l’exploitant, l’évacuation des sables. Etant donné la taille de la station d’épuration et les quantités de produits de curage reçues, il apparaît préférable de mettre en place une unité de traitement spécifique sur la station d’épuration.

11.1.2 Les matières extérieures

Actuellement, la station d’épuration de Port-Douvot reçoit des produits extérieurs tels que les matières de vidange, les matières de curage, les lixiviats, les graisses et les boues. Nous pouvons noter que les graisses reçues sont mélangées avec les matières de vidange. Ces produits sont dépotés sur la station soit au niveau des prétraitements de T1, soit au niveau des prétraitements de T2. Les sables de curage ne sont pas traités et sont seulement déposés dans le hangar à boues pour égouttager. Ce stockage dans le hangar à boues n’est pas conforme avec la réglementation. Le diagnostic en phase 1 du présent schéma directeur, a révélé que le dépotage des matières extérieurs en amont des prétraitements entraînent des casses sur les dégrilleurs verticaux, des obstructions dans les conduites ou au niveau des concentrateurs à graisses. De plus, le nombre de dépotage étant supérieur à 6 camions par jour, cela entraîne un trafic important sur le site de la station, notamment pour les camions allant dépoter sur T1. Cela représente un danger pour la sécurité du personnel. Il en résulte que le dépotage des matières extérieurs doit être entièrement réaménagé afin d’assurer la sécurité du personnel et limiter les effets sur les filières aval de traitement de la station.



11.1.3 Débourbeur

La station d’épuration de Port-Douvot, n’est pas équipée de débourbeur pour les camions. Certains camions, notamment les camions transportant les boues vers leur lieu d’élimination, engendrent des salissures sur les routes extérieures. Ainsi, la ville de Besançon souhaite que soit mis en place un débourbeur pour permettre le nettoyage des roues des camions.



11.2.1.1 Les refus de dégrillage

Pour rappel, les différents postes de dégrillage installés sur la station de Port-Douvot suite aux différents aménagements prévus dans le cadre du présent schéma directeur sont les suivants : Tranche T1 : - Dégrilleur grossier d’entrefer : 50 mm

- Dégrilleur fin d’entrefer : 15 mm Tranche T2 : - Dégrilleur grossier d’entrefer : 50 mm

- Dégrilleur fin d’entrefer : 15 mm Pour déterminer les quantités de refus de dégrillage, nous ne pouvons pas nous baser sur les quantités actuellement produites étant donné que les refus sont mélangés aux graisses. Ces quantités peuvent donc être déterminées uniquement de manière théorique. Pour cela, nous nous basons sur la répartition des flux de pollution prévus initialement lors de la réhabilitation de la tranche T1, à savoir une répartition 58 / 42 (T1/T2) pour une capacité nominale de la station de 200 000 EH. De plus, nous utilisons la formule suivante :

(15 à 20 l/EH/an) / e e : écartement des barreaux en cm Pour les dégrilleurs grossiers (50 mm), nous avons retenu une quantité de refus de 3,5 l/EH/an et pour les dégrilleurs fins 12 l/EH/an. En conclusion, la production des refus de dégrillage avant compactage et à la capacité nominale (200 000 EH jour moyen semaine maxi) se répartit de la manière suivante :

Tranche T1 Tranche T2 116 000 EH 84 000 EH Dégrillage grossier ≈ 400 m3/an ≈ 300 m3/an Dégrillage fin ≈ 1 400 m3/an ≈ 1 000 m3/an

Total 1 800 m3/an 1 300 m3/an



Tranche T1 Tranche T2 Dégrillage grossier 1,1 m3/j 0,8 m3/j Dégrillage fin 3,8 m3/j 2,7 m3/j

Total ≈ 5 m3/j 3,5 m3/j La production maximale de refus de dégrillage pour le jour maxi (≈ 300 000 EH) se répartit de la manière suivante :

Tranche T1 Tranche T2 174 000 EH 126 000 EH Dégrillage grossier ≈ 600 m3/an ≈ 450 m3/an Dégrillage fin ≈ 2 100 m3/an ≈ 1 500 m3/an

Total ≈ 2 700 m3/an ≈ 2 000 m3/an

Tranche T1 Tranche T2 Dégrillage grossier 1,6 m3/j 1,2 m3/j Dégrillage fin 5,7 m3/j 4,1 m3/j

Total ≈ 7,5 m3/j ≈ 5,5 m3/j Dans le cadre du schéma directeur d’aménagement de Port-Douvot, il a été retenu

- d’une part, la séparation des refus de dégrillage et des graisses ; - d’autre part, la mise en place de compacteur pour les refus de dégrillage fin (pas de

compactage pour le dégrillage grossier). Les compacteurs mis en place devront permettre d’obtenir un taux de compactage de 70 %.

11.2.1.2 Les graisses

Comme pour les refus de dégrillage, nous ne pouvons pas estimer les graisses produites à partir des données d’autosurveillance puisque celle-ci sont mélangées au refus. L’estimation des quantités de graisses futures sont déterminées théoriquement à partir de ratios communément utilisés. Il est usuel de considérer que la DCO des graisses représente environ 30 à 35 % de la DCO des effluents, que les rendements des dégraisseurs oscillent entre 15 et 20% et qu’ainsi la DCO des graisses extraites des dégraisseurs correspond à 4 à 7 % de la DCO des eaux brutes. D'autre part, la concentration des graisses varie le plus souvent entre 50 et 100 g DCO/l. Ces différents paramètres permettent ainsi de définir la quantité de graisses à envisager dans les années futures. De même que pour l’estimation des quantités de refus de dégrillage et des sables, nous nous basons sur la capacité nominale de la station soit 200 000 EH et la répartition entre les deux tranches T1 et T2 initialement prévue soit 58 /42.

Tranche T1 Tranche T2 DCO eaux brutes 16 240 kg/j 11 760 kg/j DCO graisses 1076 kg/j 779 kg/j Concentration 50 g DCO/l 50 g DCO/l Volume graisses 21,5 m3/j 15,6 m3/j



La pollution moyenne reçues à terme sur la station sera d’environ 165 000 EH, ce qui conduit à une production moyenne de graisse de

Tranche T1 Tranche T2 DCO eaux brutes 13 340 kg/j 9 660 kg/j DCO graisses 884 kg/j 640 kg/j Concentration 50 g DCO/l 50 g DCO/l Volume graisses 17,7 m3/j 12,8 m3/j

Pour rappel, la station d’épuration de Port-Douvot reçoit des graisses extérieures. Cependant, ces graisses étant mélangées aux matières de vidange, il est donc difficile de déterminer la quantité de graisses reçues sur la station. Par conséquent, il a été retenu avec la ville de Besançon que la quantité de graisses à traiter sur la station d’épuration (graisses issues des prétraitements et graisses extérieures) correspond à la production nominale, soit la production pour une charge reçue égale à 200 000 EH. Le comité de pilotage n’a pas retenu de solution pour le traitement des graisses. En effet, il paraît souhaitable de réaliser, en préalable des essais sur l’injection de graisses dans les digesteurs afin de déterminer leur impact dans les digesteurs et plus particulièrement le phénomène de moussage. Si ces essais s’avèrent concluants, il faudra par la suite rechercher la meilleure solution technique pour permettre le transfert et l’injection des graisses dans les digesteurs. Par conséquent, dans l’attente des essais d’injection de graisses dans les digesteurs, il est prévu de conserver la filière actuelle, à savoir un épaississement et un mélange avec les refus de dégrillage en vue d’une élimination dans le four d’UIOM de la ville de Besançon. Ainsi, l’épaississeur sur la tranche T1 sera conservé. Pour la tranche T2, étant donné que les prétraitements sont reconstruits, il est nécessaire de prévoir un épaississeur. D’autre part, dans le cas où la ville de Besançon souhaite s’orienter vers un traitement biologique spécifique des graisses, il est nécessaire de prévoir un espace suffisant pour permettre l’implantation d’un tel équipement.

11.2.1.3 Les sables

Lors du diagnostic en phase 1, l’efficacité des dessableurs de chaque tranche de traitement a pu être déterminée. L'efficacité moyenne des dessableurs des deux tranches est :

Tranche T1 Tranche T2 7,5 g / m3 d'eau 26,6 g / m3 d'eau

Les valeurs usuelles d’efficacité des dessableurs sont comprises entre 20 et 50 g/m3. Cela montre que le fonctionnement du dessableur de la tranche T1 est peu satisfaisant et que nous pouvons espérer une meilleure efficacité. Il est également important de noter que les nombreux travaux réalisés pour améliorer le fonctionnement des réseaux d’assainissement et pour limiter les déversements au milieu naturel en temps de pluie, va conduire à un volume arrivant à la station de Port-Douvot plus



important mais également plus chargé en sable. Ainsi, nous pouvons nous attendre à une augmentation de la concentration moyenne en sables des effluents dans les années à venir. Ainsi, il paraît préférable dans le cas du dimensionnement de l’unité de traitement des sables de prendre comme hypothèse les valeurs suivantes :

Tranche T1 Tranche T2 20 g / m3 d'eau

(seuil bas de la fourchette usuelle) 35 g / m3 d'eau

(mise en place de nouveaux prétraitements sur T2)

Les productions de sables, à la capacité nominale et en tenant compte de la répartition initialement prévue (58 /42 entre T1 et T2), pour les deux tranches de traitement peuvent donc être estimées à : Tranche T1 Tranche T2 Total Au débit moyen 510 kg/jour 650 kg/j 1 160 kg/j Au débit maxi semaine de pointe 605 kg/j 765 kg/j 1 370 kg/j Au débit maxi 950 kg/j 1 205 kg/j 2 155 kg/j Remarque : Ces quantités ne sont qu’une estimation car la quantité de sables va dépendre essentiellement de la qualité des effluents reçus sur la station, notamment le volume de temps de pluie. A ces quantités de sables, il est nécessaire d’ajouter les sables issus des matières de curage. Les quantités de matière de curage actuellement reçues sur la station de Port-Douvot, oscillent entre 425 et 750 tonnes/an. Dans les années futures, ce gisement devrait se stabiliser entre 600 et 700 tonnes/an. De plus, comme indiqué précédemment, la ville de Besançon a retenu de prendre en compte les sables de voirie de l’agglomération. Le gisement actuel est de l’ordre de 1 600 tonnes/an. Au final, la ville de Besançon pour le dimensionnement de l’unité de traitement des sables, a retenu un gisement de matières de curage et de sables de voirie de 2 500 tonnes/an. Le dépotage est réalisé 250 jours par an. Dans le cadre du schéma directeur d’aménagement de Port-Douvot, il a été retenu la mise en place d’une unité de lavage/essorage des sables en vue d’une valorisation matière des sables. Les sables ainsi traités devront avoir une siccité minimale de 80 % et une teneur en matière organique inférieure à 5 %. Cette unité de traitement devra traiter les sables issus de la station et ceux provenant des matières de curage et de balayage des voiries.

11.2.1.4 Les matières de vidange et les lixiviats

La ville de Besançon a retenu, pour les années à venir, une stabilisation du volume annuel de matières de vidange reçu sur Port-Douvot, soit : 10 000 m3/an.



Pour les lixiviats, les conventions signées avec les différents centres d’enfouissement autorise au maximum un dépotage de 60 000 m3/an. La ville de Besançon a retenu, dans le cadre du schéma directeur, ce volume annuel. Le dépotage des matières de vidange et de curage est réalisé sur 250 jours par an.

11.2.2 Contraintes d’aménagement


Toutes les aires de dépotage (matières de vidange, lixiviats, produits de curage et graisses extérieures) devront être rassemblées sur une zone unique. En effet, il n’est pas autorisé de dissocier les aires de dépotage comme cela est actuellement le cas (une aire de dépotage sur T1 et une aire de dépotage sur T2). Ainsi, il apparaît souhaitable que les aires de dépotages et le bâtiment associé soient construits à proximité des nouveaux prétraitements de T2. Pour rappel, l’implantation des ouvrages mais également l’implantation des prétraitements doit prévoir une zone permettant l’implantation d’un traitement spécifique des graisses. La surface minimale devant rester libre est de 400 m².




Les aires de dépotage devront être conçues de manières à faciliter et à limiter les manœuvres des camions. De même, l’accès au débourbeur devra être facilité. Actuellement, la station de Port-Douvot est équipée d’un pont bascule à proximité des ateliers existants. La construction du nouveau bâtiment d’exploitation va conduire à déplacer cet équipement. Le nouvel emplacement devra permettre un accès aisé à cet équipement, pour les camions. Le bâtiment abritant les équipements devra limiter l’emprise au sol. Pour cela, il peut être envisagé de positionner certains équipements en hauteur ou sur une partie du bassin d’orage qui sera attenant. La cote des plus hautes eaux étant de 238,40 m NGF, les fosses de stockages devront être stables à vide pour cette cote de crue et l’ensemble des équipements électriques devront être positionnés au dessus de cette cote. Les points de dépotage pour les différents apports extérieurs se répartissent de la manière suivante :

- Matières de vidange : 2 points de dépotage - Lixiviats : 2 points de dépotage - Matière de curage : 1 point de dépotage - Graisses : 1 point de dépotage

Un système d’accès des camions par badge devra être mis en place. Au niveau des zones de dépotage, il devra être prévu des bornes d’alimentation en eau industrielle. Les matières de vidanges qui sont plus chargées que les lixiviats seront préférentiellement dirigées en amont des prétraitements de la tranche T1 alors que les lixiviats seront eux dirigés en amont des prétraitements de T2. Cependant, la conception des ouvrages devra permettre de pouvoir transférer ces matières vers l’une ou l’autre des deux tranches. Pour permettre le transfert vers T1, il peut être envisagé d’utiliser la canalisation existante DN 400 qui permet actuellement de transférer les effluents provenant d’Avanne et les centrats de déshydratation des boues digérées. Cependant, cette canalisation présente des contre-pentes ou des pentes très faibles engendrant des mises en charge. Il est donc nécessaire de la remplacer. Le remplacement de cette canalisation est présenté au paragraphe 13.3.2 ci-après. Les matières de vidange devront obligatoirement être dégrillées et deux fosses de contrôle et une fosse de stockage devront être mises en œuvre. Les deux pré-fosses auront un volume unitaire minimal de 15 m3 et la fosse de stockage un volume de 70 m3. Les lixiviats peuvent être dépotés sans dégrillage dans une unique fosse de 300 m3 minimum. La mise en place de préfosse n’est pas utile pour ces produits car ils sont préalablement analysés et vérifiés par les CET. L’autorisation de vidange pour ces deux types d’apport extérieur se fera par l’intermédiaire d’une vanne automatique qui s’ouvrira sur identification du badgeur et contrôle du niveau dans les bâches. Pour le transfert des sables de T1 vers l’unité de lavage placé vers T2, il peut être envisagé de conserver la conception actuelle : les sables sont stockés dans une benne puis évacués vers



l’unité de traitement. Ainsi, les sables de T1 peuvent être dépotés directement dans la fosse de réception des matières de curage. Les graisses seront dépotées dans une fosse de 20 m3 via une canalisation équipée d’un raccord pompier et d’une vanne automatique autorisant le dépotage (choix de l’exploitant). Remarque : Dans le cas où des boues extérieures doivent être dépotées sur la station de Port-Douvot, cela pourra être réalisé au niveau des points de dépotage des matières de vidange. Concernant le traitement des refus de dégrillage, il est prévu à terme un compactage des refus en vue de l’incinération à l’UIOM de la ville de Besançon. Etant donné que la solution pour la gestion des graisses n’est pas arrêtée et que la filière d’élimination est l’incinération à l’UIOM, celles-ci, pour être acceptées à l’UIOM, doivent être mélangées aux refus de dégrillage. Par conséquent, tant que la filière de gestion des graisses n’est pas choisie, il est préférable de ne pas compacter les refus et de conserver la filière actuelle : mélange des refus et des graisses dans une benne compacteuse. Ainsi, la conception de la filière des refus de dégrillage doit prévoir l’espace suffisant pour permettre la mise en place d’un compacteur. Afin de protéger les différents équipements des conditions climatiques et limiter les nuisances olfactives, ceux-ci devront être placés dans un bâtiment unique. Une extraction d’air vicié de ce bâtiment et des différentes fosses devra être mise en place. L’air vicié devra être traité sur une unité de désodorisation. Il peut être envisagé que le traitement de cet air soit réalisé sur l’unité de désodorisation qui sera installée pour le bâtiment de stockage des boues (cf. chapitre 14).


La construction des aires de dépotage et la mise en place des équipements pour la gestion des sous-produits sont liées aux travaux de construction des nouveaux prétraitements de la tranche T2 et ne peuvent pas débuter avant. Ainsi, les mêmes contraintes de phasage et de construction que celles des prétraitements s’appliqueront. La continuité de service de la station d’épuration devra être assurée et le nombre de by-pass en phase travaux devront être limité au minimum. En phase travaux, les apports extérieurs seront reçus uniquement sur la tranche T1, excepté les matières de curage. En effet, il n’existe actuellement pas d’aire de dépotage des matières de curage sur T1. Le pont bascule devra pouvoir être opérationnel pendant toute la phase de travaux.


La forme et l’emplacement des ouvrages, les équipements proposés et les différents agencements indiqués ci-dessous sont des propositions faites dans le cadre du schéma directeur et ont pour objectifs de vérifier la faisabilité technique du projet. Toutes modifications en vue d’obtenir un optimum technico-économiques peuvent être proposées.



11.3.1 Gestion et traitement des refus de dégrillage

Comme nous l’avons indiqué précédemment, aucun traitement (compactage) n’est prévu tant que la filière d’élimination des graisses est l’incinération sur l’UIOM de la ville de Besançon. De plus, les graisses et refus de dégrillage seront toujours mélangés. Il est nécessaire, néanmoins, de prévoir l’espace suffisant pour mettre en place un compactage des refus dans le cas où la filière d’élimination des graisses est modifiée. Ce compactage sera mis en place uniquement sur les dégrillages fins. En effet, le compactage des dégrillages grossiers conduit très souvent à des difficultés d’exploitation de part la nature des déchets et la présence d’encombrants. Remarque : Si la filière d’élimination est modifiée, il sera nécessaire de mettre aussi en place un compactage des refus des dégrilleurs fins de la tranche T1.

11.3.2 Gestion et traitement des graisses

Comme nous l’avons indiqué précédemment, la filière d’élimination actuelle des graisses n’est pas modifiée (mélange avec les refus et incinération à l’UIOM de la ville de Besançon). Il est donc nécessaire de prévoir pour les graisses extraites des nouveaux prétraitements de T2, un épaississement de celle-ci. Les graisses raclées en surface des ouvrages de dessablage/dégraissage sont stockées puis évacuées vers une bâche de stockage. Depuis cette bâche, les graisses sont transférées par pompage vers le concentrateur. Les graisses épaissies sont ensuite déversées dans la benne compactrice. Rappel :

Il est nécessaire de prévoir un espace suffisant à proximité des prétraitements de T2 afin de permettre, le cas échéant, la mise en place d’un traitement biologique des graisses. La surface minimale nécessaire est de 400 m².

11.3.3 Réception des graisses extérieures

L’objectif de ce poste est de pouvoir réceptionner les camions venant dépoter les graisses issus des bacs à graisses des particuliers, restaurateurs ou industriels. Les graisses sont acheminées sur la station par camion citerne et dépotées via une canalisation équipée d’un raccord pompier et d’une vanne automatique qui s’ouvrira uniquement sur identification du badgeur. Un caniveau sera prévu afin de récupérer les égouttures dues aux opérations de dépotage. Un dilacérateur est prévu pour déliter les gros détritus éventuels et un piège à cailloux, placé en amont, permet de retenir les éléments les plus gros (pierres, verre ou pièces métalliques) pompés par l’hydrocureur.



La fosse aura un volume de 20 m3 et sera équipée d’une trappe pour réaliser des échantillons et d’une rampe de lavage à l’eau industrielle. L’eau industrielle sera chaude afin de permettre un décolmatage plus facile de la graisse. Le transfert des graisses se fera par pompage vers la fosse de stockage des graisses issues des prétraitements de T2. Les caractéristiques des équipements et des ouvrages sont les suivantes :

- Contrôle des apports extérieurs : Par pesée sur pont bascule - Equipements : Dilacérateur, 1 agitateur et rampes

de lavage à l’eau chaude - Fosse de stockage : 1 fosse de 20 m³ - Transfert vers traitement bio. des graisses : 1 pompe volumétrique de 3 m³/h

11.3.4 Réception des lixiviats

L’objectif de ce poste est de pouvoir réceptionner les camions venant dépoter les lixiviats issus des centres d’enfouissement technique. Les lixiviats sont acheminés sur la station par camion citerne et dépotés via une canalisation équipée d’un raccord pompier et d’une vanne automatique qui s’ouvrira uniquement sur identification du badgeur. Un caniveau sera prévu afin de récupérer les égouttures dues aux opérations de dépotage. Deux points de dépotage sont prévus. Les lixiviats dépotés seront transférés directement vers une fosse de stockage commune de 300 m3. Cette fosse sera équipée d’une trappe pour réaliser des échantillons et d’une rampe de lavage à l’eau industrielle. Les lixiviats sont ensuite envoyés progressivement vers la filière de traitement des eaux choisie et plus particulièrement la tranche T2. Des vannes permettront de diriger les matières de vidange soit vers la tranche T1 soit vers la tranche T2.

11.3.5 Matières de vidange

L’objectif de ce poste est de pouvoir réceptionner les camions venant dépoter les matières de vidange provenant des fosses sceptiques et des fosses étanches des particuliers.



L’effluent dépoté est consigné dans une pré-fosse de contrôle avant d’être transféré vers la fosse de stockage puis envoyé vers la filière de traitement. Un caniveau sera prévu afin de récupérer les égouttures dues aux opérations de dépotage. Deux points de dépotage sont prévus. La vidange se fait par l’intermédiaire d’une canalisation équipée d’une vanne automatique qui s’ouvrira uniquement sur identification du badgeur. Avant d’être transféré vers la pré-fosse correspondante au point de dépotage, les matières de vidange sont préalablement dégrillées. Un dégrilleur automatique par point de dépotage sera installé. Le volume unitaire de chaque pré-fosse est de 15 m3. Les refus de dégrillage seront compactés avant stockage dans un container ou une benne.

Dégrilleur automatique pour la réception des matières de vidange

Exemple de point de dépotage en façade d’un bâtiment

Après vérification, les matières de vidange sont évacuées gravitairement vers la fosse de stockage dont la capacité est de 70 m3. Les pré-fosses ainsi que la fosse de stockage seront équipées d’un réseau de lavage à l’eau industrielle Les matières de vidange sont ensuite envoyées progressivement vers la filière de traitement des eaux choisie et plus particulièrement la tranche T1. Des vannes permettront de diriger les matières de vidange soit vers la tranche T1, soit vers la tranche T2.



Les caractéristiques des équipements et des ouvrages sont les suivantes :

- Contrôle des apports extérieurs : Par pesée sur pont bascule - Dégrilleur : 2 de type automatique et de maille 7 mm - Pré - fosses de contrôler : nombre : 2, volume unitaire : 15 m³

fosses enterrées 3,5 m x 2,5 m, prof : 2 m équipement : vanne automatique pour transfert gravitaire vers la fosse de stockage

- Fosse de stockage : nombre 1, volume : 70 m3 fosse enterrée 7 m x 9 m, prof : 2 m équipements : agitateur et pompe immergée d’un débit de 20 m3/h pour reprise des MV

11.3.6 Lavage des sables et des matières de curage

L’objectif de cette unité est de traiter les produits issus du curage des réseaux d’eaux pluviales et du balayage mécanisé des voiries. Elle permet également de traiter les sables produits par la station qui sont captés au niveau des dessableurs/déshuileurs et de la fosse à bâtard mise en place sur les prétraitements de T2. L’unité de traitement comprend plusieurs étapes régies par un automatisme permettant un fonctionnement autonome et une alimentation régulière de l’installation de traitement.

11.3.6.1 Etape 1 : dépotage

Le véhicule transportant les déchets sableux est dirigé vers l’aire de dépotage. L’intégralité du contenu du camion est déversée gravitairement dans la fosse. Le volume de cette fosse est de 80 m3. La conception du fond de la fosse doit permettre au grappin, la reprise de la totalité des matières dépotées. Les caractéristiques dimensionnelles de cet ouvrage sont les suivantes :

- Forme : en pointe de diamant - Dimension en fond : Longueur : 2 m – Largeur : 2 m - Dimension au sommet : Longueur : 5,5 m Largeur : 5 m - Profondeur : de 3 à 3,5 m

Après vidange et lavage sur place de l’intérieur de la citerne, le camion se retire, la porte est refermée et l’alimentation de l’unité de traitement peut reprendre. Les sables issus des prétraitements de T1 seront stockés dans une benne puis dépotés dans la fosse de réception des matières de curage.



Fosse de réception Vidange camion hydrocureur

11.3.6.2 Etape 2 : reprise et alimentation du traitement

La fraction solide et l’eau libre sont reprises par un grappin submersible à deux coquilles, spécialement profilé pour prendre ce type de matériaux, et chargées dans une trémie qui alimente un crible rotatif nommé usuellement trommel.

Grappin

11.3.6.3 Etape 3 : évacuation des encombrants

Ce crible de grande dimension ou trommel a pour fonctions essentielles : - La nécessité de « déstructurer » le produit : dans sa première partie, dite partie

débourbeur, l’appareil est en tôle pleine et retourne en permanence le matériau. Compte tenu de la très faible charge de matériau en cette zone suite à l’alimentation progressive, la déstructuration est totale.

- La nécessité de laver les encombrants et de les débarrasser au maximum de leurs sables : pour cela, une rampe de lavage située à l’intérieur de l’appareil alimentée par l’eau industrielle assure un nettoyage efficace du matériau.

L’appareil est équipé d’une tôle perforée. Sous l’action de l’eau et de la rotation du cylindre, les sables traversent les mailles du crible avec l’eau de lavage. La fraction graviers et « encombrants » assimilable aux ordures ménagères s’évacue vers la benne. Le mélange sable - eau - matières organiques récupéré sous le crible avec les eaux sableuses des dessableurs de la station est pompé vers l’unité de lavage et de classification des sables.



Trommel

11.3.6.4 Etape 4 : traitement des eaux sableuses

L’essorage et le lavage des sables s’effectuent grâce à un laveur - classificateur. Celui-ci permet d’une part de « détacher » la matière organique des sables grâce à l’action de l’eau industrielle de lavage et d’une forte agitation afin d’obtenir la garantie exigée sur la fraction de matière volatile, d’autre part d’égoutter les sables grâce à une vis sans fin afin d’obtenir la garantie sur la siccité du sable égoutté. Ce laveur classificateur est commun aux sables de la station (tranches T1 et T2) et aux produits de curage. Les sables issus de la tranche T2 seront extraits directement de l’ouvrage de dessablage par pompage et envoyés vers cette unité de lavage. Les eaux de lavage des sables rejoignent le poste toutes eaux de la tranche T2.

Laveur à sable



Les caractéristiques des équipements et des ouvrages sont les suivantes : - Contrôle des apports extérieurs : par pesée sur pont bascule - Fosse de réception MC : 1 fosse de réception de 80 m³ - Grappin : 1 automatique sur pont roulant

capacité 200 l - Trommel : 1 type rotatif à lavage continu

maille 10 mm débit liquide maxi 100 m3/h

- Pompe de reprise eaux sableuses sous trommel : 1 pompe débit 30 à 60 m³/h

- Laveur à sable : 1 classificateur à alimentation tangentielle 1,5 t/h

- benne de stockage des sables : 1 benne type Ampliroll de 6 à 8 m³ - benne de stockage des refus de trommel : commune aux dégrilleurs

11.3.7 Débourbeur

Le principal objectif de cet équipement, dans le cas de la station d’épuration de Port-Douvot, est de nettoyer les roues des camions de boues. En effet, lorsque les camions entrent dans le bâtiment de stockage des boues, ceux-ci roulent dans la boue ce qui engendre alors de nombreuses salissures sur la voirie de la station mais également sur les voiries extérieures. Concernant les camions de dépotage des matières de curage, le nettoyage de leur cuve se fera directement au niveau de la fosse de dépotage au moyen d’un point d’eau industrielle installé à demeure. Il n’apparaît donc pas nécessaire de mettre en place une zone de lavage spécifique des camions. Nous proposons de mettre en place un décrotteur à roues tel que ceux qui sont mises en place sur des chantiers. Pour cela, il est nécessaire de mettre en œuvre une « fosse » plane de 20 m par 3,5 m et d’une hauteur de 0,6 m. Des grilles pour nettoyer les roues des camions (les vibrations fon tomber la boue accrochée aux pneus) sont installées à l’intérieur, à l’entrée et à la sortie de cette fosse remplie d’eau. Pour remplir cette fosse, l’eau industrielle sera utilisée et les eaux sales seront transférées vers la bâche de pompage de T2.

Exemple de décrotteur




L’un des principaux objectifs du schéma directeur d’aménagement est de fiabiliser et de sécuriser l’installation. Ainsi, les équipements mis en place devront être des équipements robustes et de marque ayant un service après vente compétent. Tous les équipements sensibles, notamment les pompes de reprises, seront doublés par un secours installésou en magasin. Le remplacement d’un équipement devra pouvoir être réalisé sans démontage d’un autre équipement. Une attention particulière sera portée sur la sécurité du personnel. Tous les équipements assurant la sécurité du personnel devront être installés (trappes avec barreaudage, gardes corps, …). L’accès aux équipements par l’exploitant devra être aussi facilité.



Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrite au paragraphe précédent. Les coûts se répartissent de la manière suivante : Gestion des sous-produits et des refus

- Refus de dégrillage : tranche T2 : 110 000 € HT Tranche T1 : 35 000 € HT

145 000 € H.T - Traitement des graisses (concentrateur) : Equipement : 80 000 € HT

Génie-Civil : / € HT 80 000 € H.T

- Réception des graisses : Equipement : 30 000 € HT

Génie-Civil : 20 000 € HT ….. 50 000 € H.T

- Réception matières de vidange : Equipement : 140 000 € HT

Génie-Civil : 70 000 € HT 210 000 € H.T

- Réception des lixiviats : Equipement : 30 000 € HT

Génie-Civil : 110 000 € HT 140 000 € H.T

- Lavage des sables et produit de curage : Equipement : 450 000 € HT

Génie-Civil : 75 000 € HT 525 000 € H.T

- Décrotteur : Equipement : 50 000 € HT

Génie-Civil : 25 000 € HT 75 000 € H.T



Bâtiment de gestions des sous-produits et des apports extérieurs :

- Construction du bâtiment: 500 000 € HT Le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 1 725 000 € H.T.


Le coût d’exploitation de gestion des sous-produits et des apports extérieurs est dépendant des débits reçus sur la station d’épuration de Port-Douvot et des quantités dépotées sur la station. Par conséquent, le coût d’exploitation est difficile à déterminer. Néanmoins, nous pouvons faire une comparaison entre le coût d’évacuation des sous-produits en 2008 et le coût pour les mêmes volumes avec les nouveaux équipements. Les sables n’étant plus évacués sur l’unité de traitement de Dijon mais lavés sur site puis revaloriser, leur d’évacuation va être fortement réduit. En 2008, les sous produits évacués sont :

- Refus et graisses : 305 t/an. - Sables : 210 t/an - Sables issus des produits de curage : 466 t/an

Le coût d’évacuation des graisses et des refus en incinération s’élève à 25 000 € et le coût d’évacuation des sables hors transport est de 20 300 €. Le coût d’exploitation annuel de gestion des sous-produits est d’environ 45 000 €/an hors électricité. Le coût de la consommation électrique actuel est faible comparativement aux coûts d’évacuation, soit environ 3 500 €. Si les aménagements proposés dans le cadre du schéma directeur sont mis en œuvre, le coût de gestion des sous-produits est le suivant :

- Refus et graisses : 10 000 €/an. - Graisses : 4 000 €/an - Sables : 0 €/an

La main d’œuvre impactera majoritairement les coûts d’exploitation de ce poste par rapport à la situation actuelle. En effet, l’exploitation de l’unité de lavage des sables et des matières de curage demande la présence de personnel malgré l’automatisation des équipements. Ainsi, nous pouvons estimer que cette unité demande un technicien à mi-temps. Le coût de la main d’œuvre supplémentaire par rapport à la situation actuelle est de 30 000 €/an. Au total, le coût annuel de gestion des sous-produits serait d’environ 45 000 €/an également. A l’heure actuelle, les aménagements proposés semblent peu intéressants. Il est donc important de le comparer au coût de gestion à la capacité nominale de la station d’épuration. Si les sables traités sont évacués sur l’unité de traitement de Dijon, le coût pour 2 920 tonnes de sables s’élève à environ 115 000 €/an. Or, la mise en place d’une unité sur site conduit essentiellement à un coût de main d’œuvre qui est de 30 000 €/an (un poste à mi-temps) et le coût de renouvellement et d’entretien d’environ 20 000 €/an, soit 50 000 €/an Concernant les refus de grille, sans compactage le coût d’élimination s’élève à environ 65 000 €/an, à comparer à un coût d’environ 30 000 €/an avec compactage. Ainsi, au total le gain sur les coûts d’exploitation s’élève à 100 000 €/an à la capacité nominale.



12 AGRANDISSEMENT DU BATIMENT DE STOCKAGE DES BOUES


Le bâtiment de stockage des boues déshydratées en vue d’une valorisation agricole est composé de trois casiers. Un grappin automatique permet de répartir les boues dans chacun des casiers. Les casiers sont remplis de telle manière (de la fin du casier vers le début) que les premières boues évacuées en épandage agricole aient pu être analysées. Les caractéristiques dimensionnelles de chaque casier sont :

- Longueur : 33,5 m - Largeur : 11,85 m

Les boues sont stockées sur une hauteur de 3,5 m environ. La capacité unitaire maximale de stockage des casiers est donc de 1 385 m3, soit un total de 4 150 m3. Les boues déshydratées (sortie centrifugeuse) sont transférées par des vis de convoyage en tête du casier 1. Cette conception conduit à n’utiliser qu’une partie de ce casier afin de conserver l’accès à un chargeur en tête du casier, au niveau du dépotage des boues. En effet, en cas de panne du grappin (panne qui peut durer plusieurs jours), le chargeur doit pouvoir accéder en tête du casier et évacuer les boues sortant de l’unité de déshydratation. Ainsi, la capacité de stockage du casier 1 est diminuée de près de moitié et la capacité réelle de stockage du bâtiment des boues est de 3 500 m3.

Casier 1 : arrivée des boues depuis les centrifugeuses



En 2009, environ 1 500 m3 de boues qui pouvaient être évacuées en épandage ont été envoyée en compostage en raison d’une capacité de stockage trop faible du bâtiment. Cela représente un coût financier d’environ 75 000 €/an. L’augmentation des charges reçues sur la station dans les années à venir va conduire à augmenter les quantités de boues produites. Ainsi, le volume de boues envoyées en compostage augmentera d’autant ainsi que les coûts d’exploitation. Dans un premier temps, il a été étudié la possibilité d’agrandir le bâtiment de stockage des boues (prolongement des casiers) pour augmenter la capacité de stockage. Le coût d’investissement étant très élevé, le taux de retour sur investissement trop long (supérieur à 10 ans) et l’absence de visibilité sur la pérennité de la filière de valorisation agricole des boues ont conduit à abandonner cette solution. Le comité de pilotage n’a retenu qu’un réaménagement du casier n°1 afin que celui-ci soit utilisé au maximum de sa capacité.


12.2.1 Objectif

L’objectif de cette opération est d’augmenter la capacité de stockage du casier n°1, tout en maintenant l’accès à la zone de dépotage des boues déshydratées en tête du casier et permettre ainsi au bâtiment d’atteindre une capacité totale de l’ordre de 4 000 m3.


Les modifications apportées au bâtiment actuel devront être minimales et l’impact du réaménagement aux abords de ce bâtiment devra être limité. L’aménagement proposé devra tenir compte des aires de dépotage des produits extérieurs qui seront installées en face du bâtiment de stockage. Ainsi, l’aire située entre le bâtiment et les aires de dépotage serviront de zone de retournement pour les camions.



D’autre part, il faut tenir du fait que l’aménagement proposé doit obligatoirement permettre l’accès à un chargeur au droit des vis de convoyage des boues. En effet, lors d’une panne du grappin, le chargeur doit pouvoir évacuer les boues en pied de vis étant donné que l’extraction des boues depuis les bassins d’aération ne peut être interrompue sur une période de plus de 2 à 3 jours, en raison des risques de rejet non-conformes. Enfin, il doit pris en compte dans les aménagements la nécessité de remplir tous les casiers depuis la fin du casier vers le début du casier afin de pouvoir réaliser les analyses de boues avant leur évacuation.


Les travaux d’aménagement du bâtiment de stockage des boues devront permettre, dans la mesure du possible, d’assurer la continuité de service de la filière boue. Il pourra cependant être envisagé d’arrêter, pendant des périodes de deux à trois jours maximum, la filière de traitement des boues. Les travaux d’aménagement devront être réalisés hors période d’évacuation des boues en valorisation agricole et lorsque le casier n°1 est vide.


Les aménagements décrits ci-dessous sont des propositions faites dans le cadre du schéma directeur d’aménagement et ont pour objectif de vérifier la faisabilité technique du projet. Toutes modifications en vue d’obtenir une autonomie de stockage plus importante avec un taux de retour sur investissement intéressant peuvent être proposées. Pour permettre l’utilisation optimale du casier n°1, nous proposons de créer une ouverture dans la façade latérale du bâtiment de stockage des boues. L’objectif de cette ouverture est de permettre à un chargeur d’accéder au pied des vis de convoyage lorsque ce que le casier est plein. Une partie du voile du casier n°1 doit donc être également détruit afin de permettre cet accès.

Ouverture à créer dans 1a façade du bâtiment



Cependant, l’ouverture créée ne doit pas empêcher le stockage des boues en pied de vis. Par conséquent, en fonctionnement normal, il est nécessaire que cette ouverture soit fermée et que celle-ci puisse être ouverte lors d’une panne ou en période de maintenance du grappin. Pour cela, nous proposons de mettre en place un système de batardeaux en bois

Exemple de batardeau en bois assurant le cloisonnement

De plus, le chemin de roulement du grappin positionné sur l’arase du voile existant devra être conservé. Pour cela, un IPN servant de poutre pour le chemin de roulement sera mis en place. Enfin, une rampe d’accès devra être créée pour permettre l’accès au chargeur dans le bâtiment étant donné la différence de niveau entre la dalle du bâtiment et la nouvelle voirie qui sera créée. Cet aménagement peut permettre également de mettre en place une benne de stockage sous les vis de convoyage lors d’une panne du grappin. L’intérêt est de limiter la manutention des boues au chargeur. Afin d’améliorer le remplissage de cette benne et diriger l’évacuation des boues, une tôle amovible peut être installée.

Ouverture à créer dans le voile du casier n°1





Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrit au paragraphe précédent. Ainsi, le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 40 000 € H.T.


Cette opération a pour principal objectif de diminuer les volumes de boues envoyés en compostage et diminué les coûts d’évacuation des boues. Ainsi, en se référant aux quantités actuellement envoyées en compostage (1 500 m3) Les aménagements proposés doivent permettre d’éviter l’envoi de 700 m3 de boues en compostage. Le coût d’évacuation des boues étant de 65 €/tonne boues, cela représente une économie de 45 500 €/an.



13 AMELIORATION DE FONCTIONNEMENT DE LA TRANCHE T2


Le diagnostic réalisé en phase 1 et plus particulièrement l’analyse des résultats d’autosurveillance a mis en évidence que la tranche T2 présente certains dysfonctionnements.

13.1.1 Sous dimensionnement de la zone d’anoxie

Les performances de traitement sur le paramètre NGL ne répondent pas aux exigences des niveaux de rejet de l’arrêté préfectoral d’autorisation (concentration en moyenne annuelle de 12,5 mg/l au lieu de 10 mg/l comme exigé). Il est à noter que la tranche T1 ayant des niveaux de rejet en NGL inférieur à 8 mg/l, cela permet tout de même d’avoir un rejet moyen de la station qui répond aux exigences. En phase 1, des hypothèses de ce dysfonctionnement ont été émises (charge en azote trop élevée due à l’apport des matières de vidange ou aux centrats de digestion, volume de la zone d’anoxie trop faible, sous-dimensionnement des surpresseurs…). En première approche, il a été mis en évidence qu’il n’y avait pas de corrélation entre les apports de matières de vidange et les dépassements sur le paramètre NGL. Le dimensionnement des surpresseurs n’est également pas à remettre en cause. Par conséquent, les deux principales causes sont une charge importante en azote due aux centrats de digestion et/ou un sous-dimensionnement de la zone d’anoxie de la tranche T2. Suite à une mesure réalisée par l’exploitant au cours de la phase 1, il apparaît que les centrats présentent des charges importantes en azote mais également en DCO et en Phosphore. Pour un volume journalier de centrats d’environ 160 m3/jour, les charges sont les suivantes :

- NTK : 200 kg/j

- N-NH4 : 200 kg/j

- DCO : 350 kg/j

- Pt : 45 kg/j

- DBO5 : 25 kg/j

- MES : 30 kg/j Lors de la réhabilitation de la tranche T1, l’hypothèse prise en compte pour la charge apportée en azote (NTK = 150 kg/jour) est sous-estimée. Cependant, la charge totale entrant actuellement sur T2 n’est pas supérieure à la charge maximale admissible (1 095 kg/jour) et n’explique pas les dépassements en NGL. En synthèse, seul, un sous-dimensionnement de la zone d’anoxie de la tranche T2 peut expliquer les mauvais rendements observés. Remarque : Il faut noter que les centrats peuvent être envoyés en pied des vis de relevage de T1 ou au niveau du décanteur primaire de T2. L’exploitant transfère préférentiellement les centrats sur T2 en raison des mises en charges observées dans la canalisation permettant le transfert vers T1. Ces mises en charge sont dues à des contre-pentes et à une pente moyenne trop faible (0,02 % sur certains tronçons). La canalisation est aussi utilisée pour le transfert des effluents d’Avanne. Pour permettre le transfert des centrats, il serait donc nécessaire de remplacer cette canalisation.



Calcul du volume d’anoxie nécessaire :

Le fonctionnement du traitement biologique de la tranche T2 est le suivant :

- la cuve d'anoxie en tête reçoit la totalité des effluents à traiter ainsi que le débit de recirculation des boues et le débit de recirculation de la liqueur mixte. La dénitrification a lieu partiellement dans cet ouvrage.

- les effluents sont ensuite transférés vers le bassin d’aération. Dans cet ouvrage s'effectue la nitrification et une dénitrification partielle par syncopage de l’aération. Dans le cas de la tranche T2, le flux est un flux piston et non un mélange intégral.

Les caractéristiques du traitement biologique de la tranche T2 sont :

- Volume total bassins biologiques : 13 000 m3 - Volume total des zones anoxies : 2 600 m3 soit 20 % du volume total - Recirculation des boues :

o Trois pompes dont une en secours, à débit fixe (débit unitaire : 950 m3/h) � Fonctionnement 24h/24 � Débit : 950 m3/h pour un débit d'entrée < 1200 m3/h

1900 m3/h pour un débit d'entrée > 1200 m3/h - Recirculation des liqueurs mixtes :

o Deux pompes à débit fixe (débit unitaire : 1 476 m3/h) o Fonctionnement en cadence-durée 5 min/heure entre 8h et 18 h et 10 min/heure

entre 18h et 8 h Un décanteur primaire en amont du traitement biologique permet d’abattre une partie de la pollution. Ainsi, d’après la charge en DBO5 reçue sur le traitement biologique à la capacité nominale (30 % de rendement du décanteur primaire plus la charge amenée par les centrats de digestion), la quantité d’azote potentiellement dénitrifiable est de 500 kg N. La quantité d’azote à dénitrifier pour respecter les niveaux de rejet est de 730 kg N. Cela montre qu’une zone d’anoxie est nécessaire. Par rapport à la concentration en MVS dans le bassin (2,2 g/l), le volume nécessaire de la zone d’anoxie pour dénitrifier la totalité de l’azote (730 kg N) serait de 4 740 m3. Si la capacité du bassin d’anoxie se limite uniquement à l’azote potentiellement dénitrifiable (500 kg N), le volume d’anoxie nécessaire serait alors de 3 250 m3.

Zone anoxie Zone

aérée Clarification

Recirculation des boues

Recirculation liqueur mixte

Rejet

Recirculation globale = recirculation liqueur mixte + recirculation des boues



Le volume de la zone d’anoxie actuelle est de 2 600 m3.Cela ne permet de dénitrifier, au maximum, seulement 400 kg N. Dans ce cas (400 kg N à dénitrifier), le volume journalier de recirculation devrait être de 80 000 m3/j soit 3 330 m3/h. Dans cette configuration, le temps de séjour de l’effluent dans la zone d’anoxie actuelle serait de 36 minutes, ce qui est trop faible (temps minimum recommandé 40 minutes). Pour respecter un temps de séjour de 40 minutes, le volume journalier de recirculation serait de 72 000 m3/jour. La zone d’anoxie actuelle permet donc de ne dénitrifier que 360 kg N/jour, ce qui conduit à devoir dénitrifier 370 kg N/jour dans le bassin d’aération par syncopage. Le volume du bassin d’aération est de 10 400 m3. En prenant comme hypothèse, une concentration en boues dans le bassin de 2,2 g MVS/l et une vitesse de dénitrification de 1 mg N-NO3/gMVS.h, le temps de non aération est d’environ 16 heures, soit un taux d’aération maximale de 8 heures. Ce temps d’aération est trop faible pour permettre le traitement des autres composés et notamment pour la nitrification. Par conséquent, ces calculs montrent que la capacité de la zone d’anoxie actuelle et la configuration de la filière ne permet pas le respect des niveaux de rejet. La recirculation, et plus particulièrement la recirculation de la liqueur mixte, constitue un autre dysfonctionnement de la zone d’anoxie. Si les capacités des pompes de recirculation sont adaptées, leur fonctionnement ne l’est pas. En effet, les deux pompes de liqueurs mixtes fonctionnent en cadence-durée : 5 mn/heure de 8h à 18h et 10mn/heure de 18h à 8h. Pour permettre une dénitrification totale, il est nécessaire que la recirculation des liqueurs mixtes soit effective 24 heures sur 24 et proportionnellement au débit en entrée de la tranche T2. Pour ce dernier point, les pompes n’étant pas équipées de variateurs de fréquence, il est difficile pour l’exploitant d’adapter le taux de recirculation. Il serait donc nécessaire d’équiper les pompes des liqueurs mixtes de variateur de fréquence. En outre, les pompes de recirculation des boues ne sont pas équipées de variateurs de fréquence. Si le débit en entrée de station est inférieur à 1 200 m3/h, une seule pompe de recirculation est en fonctionnement. Dès que le débit en entrée de station dépasse 1 200 m3/h, la deuxième pompe de recirculation est mise en route. Ce fonctionnement provoque des à-coups-hydrauliques sur la filière qui peuvent entraîner des remontées de boues dans les clarificateurs et des rejets non-conformes. De plus, l’absence de variateurs de fréquence ne permet pas un fonctionnement optimum énergétique des pompes suivant le débit entrant sur T2. Il serait donc nécessaire d’équiper les pompes de recirculation des boues, de variateur de fréquence. Ces constats impliquent d’améliorer le fonctionnement de la tranche T2 afin de garantir les niveaux de rejets de la station d’épuration. En effet, des rejets non-conformes trop fréquents pourraient conduire à une diminution de la prime de bonne épuration.

13.1.2 Sous dimensionnement du dégazeur de T2

La vérification des capacités hydrauliques des différents ouvrages de T2, a montré que le dégazeur est sous dimensionné. Sa surface actuelle est de 29 m² et son volume atteint 105 m3. Le débit traversant le dégazeur est de 3 900 m3/h (2 000 m3/h débit nominal de la filière et 2 x 950 m3/h débit de recirculation des boues). Le temps de séjour au débit nominal est donc de 1,5 minute et de 3,15 minutes au débit moyen de temps sec. La vitesse ascensionnelle dans le dégazeur est de 135 m/h au débit nominal et 65 m/h au débit moyen de temps sec.



Les valeurs usuelles pour ce type d’ouvrage sont :

- Temps de séjour : supérieur à 3 minutes

- Vitesse ascensionnel : entre 60 et 80 m/h Cela démontre la nécessité d’augmenter la capacité du dégazeur existant.


13.2.1 Objectif

Le principal objectif de cette opération est d’améliorer le fonctionnement de la tranche T2 afin de limiter les rejets non-conformes en :

- Limitant les à coups hydrauliques dus aux pompes de recirculation des boues ;

- Augmentant la capacité de dégazage ;

- Améliorant le niveau de traitement sur le paramètre NGL. De plus, il sera recherché une optimisation des débits de recirculation par rapport au débit traité sur la filière biologique afin de réduire la consommation énergétique de ce poste.


L’objectif des aménagements est d’améliorer les niveaux de rejet en NGL en limitant au minimum les travaux et le coût d’investissement. La solution consistant à construire une nouvelle zone d’anoxie a été abandonnée car elle est complexe à réaliser (surface disponible insuffisante) et onéreuse. La solution à privilégier est de réaliser les modifications sur le fonctionnement de la filière biologique de T2 pour améliorer les niveaux de rejet en NGL. Les modifications apportées devront ternir compte des ouvrages et équipements existants notamment la proximité du bâtiment de déshydratation, du décanteur primaire et des clarificateurs. La cote des plus hautes eaux étant de 238,40 m NGF, l’ensemble des équipements électriques devront être placés au-dessus de cette cote.


Le phasage et l’organisation des travaux d’amélioration de la tranche T2 devront permettre d’assurer la continuité de service de la station d’épuration et tenir compte de la présence du personnel. Le nombre de by-pass devra être limité au minimum.




Les aménagements décrits ci-dessous sont des propositions faites dans le cadre du schéma directeur d’aménagement et ont pour objectif de vérifier la faisabilité technique du projet. Toutes modifications en vue d’une diminution des coûts d’investissement, d’une amélioration du fonctionnement de T2 peuvent être proposées.

13.3.1 Augmentation de la capacité du dégazeur.

L’étape de dégazage est indispensable au traitement biologique. Elle permet de libérer une partie de l'air présente dans l’effluent en sortie d’aération et évite que ce phénomène se produise dans les clarificateurs, ce qui perturberait la décantation des boues. Actuellement, les effluents issus du bassin d’aération sont transférés par une canalisation DN 1200 vers le dégazeur existant. Ce dégazeur est compartimenté afin d’alimenter les deux clarificateurs de manière homogène. Comme indiqué précédemment, il est sous dimensionné par rapport aux charges hydrauliques (50 % du débit nominal) L’agrandissement du dégazeur existant afin de doubler sa capacité n’est pas envisageable techniquement en raison de l’implantation de l’ouvrage actuel et de la trop faible surface disponible autour de lui. Une autre possibilité consisterait à détruire l’ouvrage actuel et à construire un nouvel ouvrage en lieu et place ou non du dégazeur existant. En terme de phasage et de réalisation des travaux, cette solution est très délicate à mettre en œuvre. La répartition des effluents entre les deux clarificateurs, qui actuellement donne satisfaction, devra être modifiée. Ces travaux seront difficiles et engendreront des coûts importants car ils peuvent conduire à remplacer les canalisations alimentant les clarificateurs et à modifier la recirculation des boues. Cette solution nécessiterait à un arrêt de la tranche T2 pendant une période relativement longue, ce qui est difficilement acceptable. Afin de s’affranchir des inconvénients ci-dessus, nous proposons de conserver le dégazeur actuel et de construire un nouveau dégazeur en série qui aura la capacité d’accepter seul, le débit nominal (2 000 + 1 900 = 3 900 m3/h). Cette solution permet de ne pas modifier la répartition actuelle entre les deux clarificateurs et de ne pas impacter l’ouvrage de recirculation des boues. La majeure partie des travaux peuvent être réalisés sans intervenir sur des ouvrages existants ce qui facilite la continuité de service et limite le nombre de by-pass en cours de travaux. En sortie du bassin d’aération, une nouvelle canalisation de diamètre DN 1200 équipée d’une vanne manuelle (permettant d’isoler l’ouvrage) sera mise en place et alimentera le nouveau dégazeur. La canalisation existante sera conservée et sera équipée d’une vanne manuelle de diamètre DN 1200. Elle permettra, en cas d’interventions futures sur le nouveau dégazeur, de le by-passer et d’assurer la continuité de traitement. La canalisation de sortie du dégazeur sera raccordée sur la canalisation DN 1200 alimentant le dégazeur existant. Le nouveau dégazeur sera dimensionné pour accepter la totalité du débit traversier (3 900 m3/h) à une vitesse ascensionnelle de 70 m/h au débit de pointe. Cette vitesse correspond aux dimensionnements des dégazeurs de la tranche T1. Le temps de séjour dans l’ouvrage au débit de pointe sera de 3 minutes.



La reprise des flottants sera assurée par un système d’écope de surface automatique. Les flottants ainsi récupérés seront dirigées vers une fosse attenante. Ils seront ensuite dirigés par pompage dans la fosse d’extraction des boues, évitant ainsi leur recyclage dans le traitement biologique. La fosse à écume sera équipée de deux pompes immergées. Les caractéristiques dimensionnelles du dégazage seront les suivantes :

- Charge superficielle retenu : 70 m³/m².h

- Débit de pointe (eaux brutes + recirculation) : 3 900 m³/h

- Surface de dégazage : 56 m² (l : 10 m ; L : 5,6 m)

- Volume unitaire de l’ouvrage : 195 m³

- Temps de séjour en pointe : 3 minutes

13.3.2 Amélioration du traitement NGL

13.3.2.1 Recirculation de la liqueur mixte

Nous avons recherché une solution permettant d’améliorer le traitement de l’azote en limitant le coût d’investissement. Tout d’abord, il est nécessaire que les pompes de recirculation des liqueurs mixtes fonctionnent 24 heures sur 24 proportionnellement au débit entrant. Par conséquent, les pompes actuelles seront équipées de variateurs de fréquence qui sera asservi au débit entrant mesuré dans le canal de comptage « entrée tranche T2 ».

Nouveau dégazeur

Dégazeur existant



13.3.2.2 Devenir des centrats

Nous avons vérifié de manière théorique quel était l’impact des centrats sur le fonctionnement de T2. Pour rappel, les charges de dimensionnement de la tranche T2 (jour moyen semaine maxi), hors retours des centrats sont les suivantes :

Débit 2 000 m3/h Volume journalier 21 840 m3/j DBO5 4 746 kg/j DCO 11 760 kg/j MES 7 560 kg/j NTK 1 050 kg/j Pt 216 kg/j

L’abattement pris en compte du décanteur primaire pour les différents paramètres (mémoire technique de la réhabilitation de la tranche T1) est le suivant :

DBO5 30 % DCO 30 % MES 50 % NTK 10 % Pt 12 %

Sans les centrats de digestion, la quantité d’azote à dénitrifier pour atteindre les niveaux de rejet est de 560 kg N environ au lieu de 730 kg N. Comme nous l’avons indiqué précédemment, la zone d’anoxie peut, au mieux, dénitrifier 360 kg N-NO3/jour (volume de recirculation limité à 72 000 m3/jour : temps de séjour de 40 minutes) Le volume de la zone d’anoxie actuelle est de 2 600 m3 ce qui permet de dénitrifier au maximum 360 kg N, ce qui conduit à devoir dénitrifier 200 kg N-NO3/jour dans le bassin d’aération par syncopage (au lieu de 370 kg N-NO3/jour avec les centrats). Dans ce cas de figure, le temps de non aération dans le bassin d’aération est d’environ 9 heures, soit un taux d’aération maximale de 15 heures, ce qui est tout à fait satisfaisant. Il est donc nécessaire de pouvoir assurer correctement le transfert des centrats des boues digérées en tête de la tranche T1. Actuellement, tous les équipements en sortie des centrifugeuses sont prévus pour permettre le transfert des centrats soit vers le décanteur primaire de T2, soit vers les vis de relevage de T1. En raison des mises en charge récurrentes de la canalisation DN 400, l’exploitant privilégie le transfert des centrats vers T2. Faute de données sur les débits en provenance de la commune d’Avanne ainsi que sur les réseaux qui sont raccordées sur cette canalisation à l’intérieur de la station d’épuration, et en intégrant le fait que les matières de vidange et lixiviats seront transférés par ce réseau, nous proposons de remplacer la canalisation existante de diamètre DN 400 par une canalisation de même diamètre mais avec un profil en long revu. La pente moyenne sera de 0,7 %, ce qui permet d’avoir une capacité de transfert maximale de 600 m3/h. Pour information, les tronçons actuels de pente 0,02 %, ont une capacité de transfert de l’ordre de 100 m3/h. L’aménagement proposé ci-dessus est envisageable à condition que la tranche T1 puisse accepter les charges supplémentaires apportées par les centrats des boues digérées. Dans les



conditions de charge actuelle la capacité nominale de T1 n’est pas atteinte. Cependant, il nous paraît préférable de conserver la possibilité de transférer les centrats vers les deux exutoires en simultanée. Remarque : Les centrats sont chargés en phosphore. Cela engendrera une augmentation de la consommation de chlorure ferrique sur la tranche T1. A l’inverse, la consommation de PAX 18 sur T2 diminuera, ce qui d’un point de vue économique est intéressant puisque le coût à la tonne du PAX 18 est deux fois plus élevé que le FeCl3.

13.3.2.3 Zone d’anoxie

Le facteur limitant le plus contraignant de la zone d’anoxie de la tranche T2 est le temps de séjour des effluents dans ce bassin. Le débit journalier traversant cet ouvrage ne peut pas dépasser 72 000 m3/j, soit un taux de recirculation globale de 327 % pour avoir un temps de séjour minimal de 40 minutes. Ce taux de recirculation, permet de dénitrifier au maximum environ 360 kg N-NO3/j alors que le volume de la zone d’anoxie (2 600 m3) permet de dénitrifier au maximum 400 kg N-NO3/j, soit un taux de recirculation global de 364 %. Pour remédier à ce problème, nous proposons d’admettre sur cet ouvrage uniquement la quantité d’effluents (venant du décanteur primaire) correspondant à la quantité d’azote qu’il est capable de dénitrifier. Actuellement 100 % du débit entrant sur T2 arrive en tête de la zone d’anoxie. En limitant à deux tiers du débit entrant dans la zone d’anoxie, le dernier tiers étant by-passé dans le bassin d’aération, le temps de séjour dans la zone d’anoxie serait augmenté. Avec cette configuration, et avec taux de recirculation globale de 364 %, le temps de séjour dans la zone d’anoxie est de 40 minutes. Nous proposons, pour permettre cette répartition, de by-passer une partie des effluents en sortie du décanteur primaire. Actuellement, en sortie de cet ouvrage, une canalisation DN 900 permet de by-passer le traitement biologique. Au niveau de cette canalisation, nous proposons de créer une dérivation qui alimentera un ouvrage de répartition. Au niveau de ce nouvel ouvrage, deux canalisations DN 400 permettront d’alimenter respectivement chacun des deux bassins d’aération de T2. Sur chaque départ des canalisations DN 400 seront mises en place des vannes manuelles et des débitmètres électromagnétiques qui permettront de réguler les débits transférés vers chacune des files. Au niveau de la dérivation de la canalisation DN 900, sera construit un regard et une vanne manuelle sera installée sur cette dernière pour conserver le by-pass du traitement biologique. Cette solution présente comme principaux avantages :

- d’alimenter gravitairement les bassins d’aération (pas de pompes installées) ;

- d’avoir un phasage simple des travaux qui permet d’assurer la continuité de service et de limiter les by-pass au milieu naturel.

L’absence de variateur de fréquence sur les pompes de recirculation des boues induit des à-coups-hydrauliques sur la filière aval. De plus, n’étant pas asservies au débit d’entrée, elles fonctionnent à leur débit nominal (950 m3/h). Ainsi, nous proposons de mettre en place des variateurs de fréquence sur chacune des pompes de recirculation. Cet aménagement permet également d’optimiser les consommations énergétiques.



Le débit de recirculation des liqueurs mixtes doit être adapté à la réduction du volume entrant et doit garantir de ne pas dépasser le temps de séjour admissible dans le bassin d'anoxie. Dans ce sens, nous proposons d'équiper les deux pompes de recirculation des liqueurs mixtes de variateur de fréquence afin que l'exploitant puisse adapter le débit de recirculation au besoin.


L’un des principaux objectifs du schéma directeur d’aménagement est de fiabiliser et de sécuriser l’installation. Ainsi, les nouveaux équipements mis en place devront être des équipements robustes et de marque ayant un service après vente compétent. Les moyens de manutention des nouveaux équipements devront être également prévus. Une attention particulière sera portée sur la sécurité du personnel. Tous les équipements assurant la sécurité du personnel devront être installés (trappes avec barreaudage, gardes corps, …). L’accès aux nouveaux équipements par l’exploitant devra être aussi facilité.





Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrit au paragraphe précédent. Dégazeur :

- Equipement : 50 000 € - Génie-Civil : 100 000 € - VRD : 20 000 € Total : 170 000 €

Canalisation de transfert des centrats (230 ml) :

- VRD : 100 000 € HT Total : 100 000 € Variateurs de vitesse sur pompes de recirculation :

- Equipement : 35 000 € - Automatisme : 15 000 € Total : 50 000 €

Aménagement de la répartition des effluents zone anoxie/zone aérée :

- Equipement : 35 000 € - Génie-Civil : 30 000 € - VRD : 35 000 € Total : 100 000 €

Ainsi, le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 420 000 € H.T.


La mise en place de variateur de fréquence sur les pompes de recirculation des boues permettra de diminuer la consommation énergétique. En se basant sur les volumes en 2008, l’économie réalisée s’établit à gain annuel de 125 000 kWh/an, soit un gain annuel de 8 400 €/an. Cependant, la recirculation des liqueurs mixtes est jusqu’à présent insuffisante puisque le taux de recirculation est d’environ 0,7 alors qu’il devrait atteindre au minimum 2,5. Par conséquent, la consommation annuelle supplémentaire pour atteindre le taux de recirculation exigé s’élève à 103 300 kWh/an, soit une dépense supplémentaire par rapport à la situation actuelle de 6 900 €/an environ. Au total le gain annuel est de 1 500 €/an. Le transfert des centrats vers T1, engendrera un gain sur le coût de consommation de réactifs. En effet, 110 tonnes de PAX18 seront remplacées par 110 tonnes de FeCl3. La différence de coût entre les deux réactifs étant de 124,16 €/t, cela représente un gain annuel de 13 500 €/an. Au total, les aménagements sur T2 peuvent représenter une économie d’environ 15 000 €/an.



14 L IMITATION DES NUISANCES OLFACTIVES ET DES GAZ NOCIFS


En phase 1, deux campagnes de mesures des nuisances olfactives ont été réalisées. Ces campagnes ont permis de déterminer les émissions d’odeurs des différents ouvrages de la station et les nuisances olfactives dans l’environnement liées à la station d’épuration de Port-Douvot. A partir des mesures de chaque campagne, une modélisation de l’impact olfactif dans l’environnement a été réalisée. Les principaux résultats de cette étude olfactive sont présentés ci-dessous. Le diagnostic odeur a mis en évidence que le bâtiment des boues, les épaississeurs et les prétraitements sont les ouvrages présentant les débits d’odeurs instantanés les plus élevés :

Synthèse des débits d’odeurs instantanés maximaux

Contribution de chaque type d’ouvrage aux émissions globales de la station d’épuration



Les campagnes de mesures des impacts olfactifs dans l’environnement ont montré que, hormis en limite de propriété de la station d’épuration, les odeurs perçues ont toujours été qualifiées de faibles à très faibles.

Intensité des odeurs perçues dans l’environnement au cours de la 1ère campagne d’observations olfactives

D’autre part, les campagnes de mesures ont permis de montrer si l’odeur était perçue :

- en continu,

- à chaque inspiration ou par bouffées,

- seulement sur quelques inspirations. D’après ces résultats, les odeurs ont plutôt été perçues en continu au cours de la 1ère campagne et par bouffées au cours de la 2ème campagne. Il faut noter qu’à 150 m au Nord-Est des limites de propriété (pont n°14 et n°15 respectivement sur les campagnes 1 et 2), les odeurs, attribuées au traitement des boues, ont toujours été perçues en continu.



Type de perception des odeurs dans l’environnement au cours de la 1ère campagne d’observations olfactives

Type de perception des odeurs dans l’environnement au cours de la 2ème campagne d’observations olfactives

A partir des deux campagnes de mesures d’odeurs, deux modélisations des nuisances olfactives dans l’environnement ont été réalisées. Les résultats de la simulation de la dispersion atmosphérique des odeurs émises par la station d’épuration sur la base des mesures de la 2ème campagne montrent que :

- Les odeurs de la station d’épuration sont perceptibles plus de 2% du temps (soit 7 jours non consécutifs par an) jusqu’à une distance maximale de 800 m des limites de propriété du site dans l’axe de la vallée.

- Les tiers les plus impactés situés au Nord-Ouest à moins de 50 m des limites de propriétés, peuvent percevoir des odeurs environ 10 % du temps.

- Une petite partie des habitants de Beure sont susceptibles de percevoir des odeurs de la station d’épuration entre 2 et 3 % du temps.



Fréquence de dépassement dans l’environnement du seuil de perception (campagne 1)

Les résultats de la simulation de la dispersion atmosphérique des odeurs émises par la station d’épuration sur la base des mesures de la 2ème campagne montrent que :

- Les odeurs de la station d’épuration sont perceptibles plus de 2% du temps (soit 7 jours non consécutifs par an) jusqu’à une distance maximale de 800 m des limites de propriété du site dans l’axe de la vallée.

- Les tiers les plus impactés situés au Nord-Ouest à moins de 50 m des limites de propriétés, peuvent percevoir des odeurs environ 10 % du temps.

- Une petite partie des habitants de Beure sont susceptibles de percevoir des odeurs de la station d’épuration entre 2 et 3 % du temps.

Fréquence de dépassement dans l’environnement du seuil de perception (campagne 2)

En conclusion, ces résultats montrent que l’impact des émissions d’odeurs de la station d’épuration dans l’environnement est localisé à proximité du site. De ce fait, les nuisances olfactives dans l’environnement de la station de Port Douvot restent limitées et la mise en place d’une unité de désodorisation n’est pas nécessaire.



Cependant, les mesures olfactométriques au cours des deux campagnes ont montré que les concentrations en ammoniac dans le bâtiment des boues, en ambiance de travail, sont supérieures aux valeurs limites d’exposition professionnelles contraignantes imposées par la réglementation du travail (VME et VLE respectivement de 7 et 14 mg/m3).

Concentration en ammoniac et débit moyen extrait

Il est donc indispensable d’augmenter le taux de renouvellement d’air dans le bâtiment. En prenant comme hypothèse, les concentrations observées lors de la première campagne de mesure, le débit minimal d’extraction pour respecter la VME en ammoniac (7 mg/m3) est de 11 000 m3/h. Actuellement, seuls les surpresseurs de la tranche T2 (2 surpresseurs de 4 000 m3/h fonctionnant 7 h/jour) sont utilisés pour le renouvellement d’air de ce bâtiment. Les surpresseurs de la tranche T1 (2 surpresseurs de 9 000 m3/h fonctionnant 12h/j) doivent également permettre la ventilation du bâtiment. Cependant, le réseau d’extraction d’air n’est pas encore opérationnel. La simulation dans ce cas de figure montre que, même avec l’extraction d’air depuis les surpresseurs des deux tranches, cela ne permet pas d’atteindre un taux de renouvellement d’air suffisant pour respecter la valeur moyenne d’exposition de la réglementation du travail. En effet, le fonctionnement par syncopage des bassins d’aération conduit à des périodes dans la journée où il n’y a que les surpresseurs d’une seule tranche (T1 ou T2) voire aucun des tranches qui assure l’aération. Il est donc nécessaire d’ajouter une extraction d’air complémentaire. L’air extrait de ce nouveau réseau de ventilation pourrait être évacué directement dans l’atmosphère. Cependant, cette solution engendrera une augmentation des odeurs émises par la station dans l’environnement. Or, l’un des objectifs du schéma directeur est de ne pas augmenter les nuisances (sonores et olfactives) vis-à-vis des riverains. Il apparaît donc préférable dans le cas de l’installation d’un complément de ventilation du bâtiment des boues de traiter l’air vicié afin de ne pas augmenter les nuisances olfactives dans l’environnement.

Débit d’air extrait (m 3/h) T1 T2

Débit total d’air extrait (m 3/h)

Débit manquant d’air extrait (m 3/h)

0 0 0 11 000 0 4 000 4 000 7 000 0 8 000 8 000 3 000

9 000 0 9 000 2 000 9 000 4 000 13 000 0 9 000 8 000 17 000 0 18 000 0 18 000 0 18 000 4 000 22 000 0 18 000 8 000 26 000 0

Configuration possible de ventilation du bâtiment boues actuellement



Le bâtiment de traitement des apports extérieurs, dont les nuisances olfactives sont importantes, doit être également ventilé. Etant donné qu’il est nécessaire de mettre en place un traitement d’air pour le nouveau système de ventilation du bâtiment de stockage des boues et que les aires de dépotage des apports extérieurs sont situées à proximité de ce bâtiment, il apparaît opportun de traiter également l’air vicié des apports extérieurs. L’objectif étant là aussi que les nouveaux ouvrages ou aménagement n’augmentent pas les nuisances olfactives vis-à-vis des riverains. La mise en place d’une couverture sur les épaississeurs et le traitement de l’air vicié n’est à l’inverse pas envisagé. En effet, étant donné l’éloignement entre les épaississeurs et le bâtiment de stockage, il ne peut pas être envisagé de traiter l’air vicié des épaississeurs sur l’unité de désodorisation du bâtiment de stockage. Il serait alors nécessaire de mettre en œuvre une seconde unité de désodorisation mais le comité de pilotage n’a pas retenu cette solution.


14.2.1 Objectifs

Le principal objectif de cette opération est d’obtenir dans le bâtiment de stockage des boues, un taux de renouvellement d’air suffisant pour respecter une ambiance de travail répondant aux exigences de la réglementation. Cela conduit à créer un réseau d’extraction d’air vicié supplémentaire. Un réseau d’extraction d’air vicié sera également mis en œuvre dans le bâtiment de dépotage des apports extérieurs. Afin de réduire les émergences olfactives dans l’environnement liées à ces nouvelles sources d’odeurs sur la station d’épuration de Port-Douvot, il apparaît nécessaire de mettre en place un traitement d’air .


Comme indiqué au paragraphe 14.1 ci-avant, le débit d’air extrait minimal pour respecter la VME sur le paramètre ammoniac (7 mg/m3) est de 11 000 m3/h. Le débit total d’extraction à partir des surpresseurs d’air de la tranche T1 et de la tranche T2 est de 26 000 m3/h. Cependant, le syncopage de l’aération dans les différents bassins biologiques asservi à la mesure du potentiel redox et partiellement à la concentration en O2,

conduit à des plages horaires où l’extraction d’air dans le bâtiment est nulle. Etant donné qu’il n’est pas possible de modifier la régulation de l’aération des bassins biologiques (faute de quoi le traitement peut se dégrader), il est donc nécessaire de mettre en œuvre une extraction d’air ayant une capacité minimale de 11 000 m3/h pour respecter la VME sur le paramètre ammoniac. Cependant, le volume du bâtiment de stockage des boues est d’environ 15 000 m3. Une ventilation de 11 000 m3/h ne permettrait pas d’avoir un taux de renouvellement de l’air de 1, taux minimal à atteindre pour obtenir une qualité de l’air compatible avec la conservation des matériaux constitutifs du bâtiment. Par conséquent, afin d’avoir un taux de renouvellement d’air de 1, il est nécessaire de mettre en œuvre un système d’extraction d’air de 15 000 m3/h. Pour la solution proposée dans le cadre du schéma directeur, le débit d’extraction d’air vicié du bâtiment de dépotage des matières extérieures est d’environ 15 000 m3/h.



L’unité de désodorisation de l’air vicié devra être dimensionnée pour traiter un débit maximal de 30 000 m3/h. Les performances de l’unité de désodorisation seront les suivantes :

Nom Sortie mg/Nm3 Hydrogène sulfuré 0,2 Méthylmercaptan 0,5 Ammoniac 0,5



L’unité de désodorisation devra être positionnée au plus près des ouvrages qui seront désodorisés (bâtiment de stockage des boues, bâtiment de dépotage des matières extérieures). Deux choix d’implantation sont envisageables :

- Entre le bâtiment des boues et l’entrée de la station d’épuration

- Dans la continuité du bâtiment de dépotage en direction du nouveau bâtiment d’exploitation.

La seconde solution présente l’avantage de regrouper tous les points de dépotage (matières extérieures et réactifs) dans une même zone. Cette solution est cependant dépendante du phasage des opérations de travaux du schéma directeur et elle n’est envisageable que si cette opération est réalisée en même temps que l’opération « gestion des sous-produits et des matières extérieures ».


Il sera privilégié dans le choix de la filière de désodorisation une technologie qui limitera l’emprise au sol. La cote des plus hautes eaux étant de 238,40 m NGF, l’ensemble des équipements électriques devront être positionnés au dessus de cette cote. Les cuves de stockage des réactifs dangereux devront être équipées d’une rétention d’un volume au moins égal au volume de stockage.


La construction de l’unité de désodorisation et du réseau d’extraction d’air du bâtiment de stockage devra permettre, dans la mesure du possible, d’assurer la continuité de service de la filière boue. Il pourra cependant être envisagé d’arrêter, pendant des périodes de quelques jours, la filière de traitement des boues. Les travaux d’aménagement devront être réalisés hors période d’évacuation des boues en valorisation agricole et lorsque que le bâtiment est vide.




Comme nous l’avons présenté en phase 1, de nombreuses techniques de désodorisation existent. A la vue des performances attendues et des débits à traiter, deux technologies peuvent être envisagées dans le cas présent :

- La désodorisation biologique ; - La désodorisation physico-chimique ;

La désodorisation sur charbon actif aurait été intéressante dans le cas où les débits à traiter seraient moins importants. La désodorisation biologique qui présente l’avantage d’être simple et peu onéreuse en exploitation, ne nous paraît pas adaptée dans le cas de figure de la station de Port-Douvot. En effet, cette technologie est très sensible aux faibles températures (< 5°C) et son emprise au sol est importante. Or, dans le cas présent, les températures hivernales sur Port-Douvot peuvent souvent être inférieures à 5°C et l’un des principaux objectifs du schéma directeur est de limiter l’emprise au sol des nouveaux ouvrages. De plus, ce type de désodorisation est peu performant sur le paramètre ammoniac. Or, dans le cas présent la concentration en entrée de l’unité de désodorisation sera très important (forte concentration d’ammoniac dans le bâtiment de stockage des boues). La désodorisation physico-chimique apparaît donc comme la technologie la plus adaptée de part sa compacité, sa souplesse d’utilisation suivant les débits à traiter et son excellente fiabilité. Nous proposons de mettre en œuvre une filière de désodorisation physico-chimique sur deux tours. La première tour sera une tour de lavage acide (pH entre 3 et 4) qui permet d’éliminer les composés azotés. La seconde est une tour de lavage oxydo-basique (pH 9) qui permet d’éliminer les composés soufrés. Pour le bâtiment de stockage des boues, deux réseaux d’extraction d’air seront mis en place. Un ventilateur bi-vitesse asservi au fonctionnement des surpresseurs sera installé par réseau d’extraction. Le débit unitaire des ventilateurs sera de 7 500 m3/h / 3 250 m3/h. Afin d’assurer la sécurité du personnel, notamment les chauffeurs, nous proposons de mettre en place un by-pass au niveau du réseau d’extraction alimentant les surpresseurs de T2. Ce by-pass sera raccordé à un ventilateur de 15 000 m3/h qui fonctionnera uniquement lorsque le personnel est présent dans le bâtiment. L’air extrait sera rejeté directement à l’atmosphère sans traitement. En parallèle, le nouveau réseau d’extraction raccordé à la désodorisation sera en fonctionnement (débit 15 000 m3/h). L’objectif de cet aménagement est de pouvoir assurer une extraction d’air minimale de 30 000 m3/h dans le bâtiment de stockage, soit un taux de renouvellement d’air de 2 et permettre ainsi au personnel d’intervenir en sécurité. Pour le bâtiment de dépotage des matières extérieures, un réseau d’extraction avec un ventilateur dédié de débit unitaire 15 000 m3/h sera installé. L’unité de désodorisation devra être capable de traiter entre 15 000 et 30 000 m3/h. Un plénum et un ventilateur bi-vitesse permettront d’alimenter en air vicié l’unité de désodorisation.



Les caractéristiques dimensionnelles de l’unité de désodorisation sont les suivantes : - Diamètre des tours : 2,5 m - Hauteur de garnissage : 2 m - Hauteur des tours : 8 m - Solution de lavage :

o Acide sulfurique pour la tour de lavage acide o Javel/soude pour la tour de lavage oxydo-basique


L’un des principaux objectifs du schéma directeur d’aménagement est de fiabiliser et de sécuriser l’installation. Ainsi, les nouveaux équipements mis en place devront être des équipements robustes et de marque ayant un service après vente compétent. Une attention particulière sera portée sur la sécurité du personnel et sur l’environnement. Ainsi, les points de dépotage et de stockage des réactifs dangereux seront regroupés dans un local fermé et sécurisé. L’armoire de dépotage devra être commune aux différents réactifs et devra être cloisonnée de manière à éviter les contacts entre produits non compatibles. Les raccords seront standardisés et verrouillables avec des clefs différentes selon la nature des produits. A proximité de l’armoire de dépotage et des cuves de stockage, seront prévues des douches avec rince-œil, conformes à la réglementation et en nombre suffisant.



Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrit au paragraphe précédent. Désodorisation :

- Equipement : 275 000 € HT - Génie-Civil : compris dans « bâtiment gestion des sous-produits »

Ventilation :

- Equipement : 100 000 € HT - Génie-Civil : compris dans « bâtiment gestion des sous-produits »

Ainsi, le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 375 000 € H.T.


La mise en place d’une désodorisation physico-chimique va entraîner une consommation énergétique supplémentaire par rapport à la situation actuelle et une consommation de réactifs (acide sulfurique et soude). En prenant une hypothèse majorante (fonctionnement 24 heures sur 24 de l’ensemble des ventilateurs), le coût annuel d’exploitation serait de l’ordre de 50 000 €/an :

- Electricité : 35 000 €/an - Réactifs : 15 000 €/an



15 RENOVATION DE LA DIGESTION

15.1 Principe - constat

La construction des ouvrages composant la digestion s’étale sur une quinzaine d’années. Ceci conduit à des états structurels et des vieillissements relativement disparates. La ligne de digestion n°3, qui est la plus ancienne (40 ans), est dans un état de vétusté avancé. Sa pérennité est sérieusement engagée. Le diagnostic en phase 1 a relevé que cet ouvrage présente plusieurs dysfonctionnements et désordres (fissures avec suintements, dégradation importante du béton, absence d’isolation du gazomètre, absence de pièces de rechange pour le compresseur, …). Par conséquent, le comité de pilotage a retenu l’abandon de la file n°3. Les files n°1 et 2 sont en bon état et sont conservées dans le cadre du schéma directeur. Cependant, une mise aux normes vis-à-vis de la réglementation ICPE, de la sécurité du personnel et de l’ergonomie est nécessaire. Les fiches de conformité ICPE sont annexées au présent document (annexe n°3). D’importants phénomènes de moussage sur les digesteurs, provoquant parfois, des débordements, ont conduit l’exploitant à baisser significativement le niveau des boues dans les digesteurs. Ainsi, seulement 70 % de la capacité des ouvrages est actuellement utilisée. Le tableau suivant rappelle les caractéristiques dimensionnelles des deux lignes de digestion :

Ligne n°1 Ligne n°2 Digesteur primaire Volume : 2 420 m3

Diamètre : 18,2 m Hauteur : 9,3 m

Volume : 1 570 m3 Diamètre : 15,7 m Hauteur : 8,1 m

Digesteur secondaire Volume : 1 415 m3 Diamètre : 15,5 m Hauteur : 7,5 m

Volume : 785 m3 Diamètre : 13 m Hauteur : 5,9 m

Gazomètre Volume de la cloche : 600 m3 Volume de la cloche : 400 m3 Le niveau des boues de chaque digesteur et leur volume utile sont présentés dans le tableau ci-après :

Ligne n°1 Ligne n°2 Digesteur primaire Hauteur boues : 5,4 m

Diamètre : 18,2 m Volume réel : 1 400 m3

Hauteur boues : 5,4 m Diamètre : 15,7 m Volume réel : 1 050 m3

Digesteur secondaire Hauteur boues : 5,4 m Diamètre : 15,5 m Volume : 1 020 m3

Hauteur boues : 5,4 m Diamètre : 13 m Volume réel : 720 m3

La ligne de digestion de la station de Port-Douvot a donc une capacité réelle de 2 450 m3 sur le primaire et de 1 740 m3 sur le secondaire soit environ 4 190 m3 au total.



L’analyse de ces phénomènes de moussage n’a pas permis de définir leur cause et de fournir des solutions pour y remédier. Par conséquent, dans le cadre du schéma directeur, les niveaux de boues dans les digesteurs actuels seront conservés, soit une capacité totale des deux lignes de digestion de 4 200 m3. La concentration des boues mixtes est inférieure à ce qui était prévu dans le mémoire technique du marché de la réhabilitation de la tranche T1. La concentration actuelle des boues mixtes est de 63 g/l au lieu de 75 g/l. Une concentration plus faible des boues mixtes est un choix volontaire de l’exploitant. En effet, si les boues sont trop concentrées, des difficultés apparaissent pour alimenter les digesteurs (bouchage des canalisations de transfert) et soutirer les boues digérées. Il est donc préférable pour le fonctionnement de l’unité de digestion que les boues aient une concentration comprise entre 60 et 65 g/l.

15.2 Objectifs - contraintes

15.2.1 Type de digestion

La digestion actuellement en place est une digestion anaérobie mésophile. La transformation des digesteurs actuels en digesteurs thermophiles pourrait permettre d’éviter la construction d’une troisième file ou de diminuer le volume du troisième digesteur. Cette solution est difficile à mettre en œuvre et comporte des incertitudes. Les digesteurs actuels sont d’ancienne génération à deux étages alors qu’actuellement les digesteurs thermophiles sont construits en un seul étage. Il n’y a pas de retour d’expérience de digesteurs thermophiles sur deux étages. De plus, il est difficile aussi de maîtriser l’isolation nécessaire des digesteurs et les modifications à apporter dues aux températures différentes. Le comité de pilotage a retenu de conserver la technologie existante, une digestion anaérobie mésophile.

15.2.2 Mise en place d’un prétraitement des boues

Contrairement aux boues primaires, les boues secondaires d’aération prolongée sont des boues biologiquement difficiles à digérer pour des temps de séjour classiques en digestion mésophile. Différentes sociétés ont recherché des solutions pour attaquer la protection cellulaire des boues biologiques. Ces solutions consistent toutes à prétraiter la boue, avant son admission en digestion, afin de détruire les flocs et les parois cellulaires entraînant une lyse du contenu cellulaire des bactéries. Ce phénomène accélère considérablement la première étape du processus de fermentation, celle de l’hydrolyse de la boue et améliore sa capacité à fermenter et donc à se transformer en produisant du biogaz. La quantité de boues en sortie de la digestion est donc réduite et la production de biogaz augmente. Comme indiqué précédemment, la capacité de stockage du bâtiment boues n’est pas suffisante. Cela implique d’évacuer les boues excédentaires non stockables. Ceci conduit à un surcoût d’exploitation. L’intérêt de diminuer la quantité de boues est donc évident. Le biogaz, produit par la digestion, sera valorisé en énergie électrique et thermique à partir d’une cogénération (cf. chapitre 16 ci-après). L’électricité sera revendue à EDF à un tarif



préférentiel. D’un point de vue financier, il est donc avantageux d’augmenter la quantité de biogaz produit afin d’augmenter la part d’électricité revendue. Ces deux raisons, justifient la mise en place, en amont de la digestion, un prétraitement des boues afin d’améliorer les rendements de la digestion. Le comité de pilotage a retenu le principe d’une installation de prétraitement des boues, en amont de la digestion, à condition que :

- La quantité d’électricité revendue soit au minimum égale à une digestion sans prétraitement ;

- Le tonnage de boues (en tonne de boues humides) soit au maximum égale à une digestion sans prétraitement ;

Le type de prétraitement qui sera installé sur la station d’épuration de Port-Douvot n’est pas arrêté. Une analyse des retours d’expérience, compte tenu du côté novateur de certaines technologies, sera nécessaire.


15.2.3.1 Production actuelle de boues

Le tableau suivant présente les quantités de production de boues de ces trois dernières années avant digestion.

Boues Primaires Boues secondaires Boues mixtes Année 2006-2008


Production annuelle 1 789 t/an 2 615 t/an 897 t/an 1 297 t/an 2 686 t/an 3 913 t/an

Production moyenne journalière 4 912 kg/j 7 179 kg/j 2 530 kg/j 3 657 kg/j 7 365 kg/j 10 730 kg/j

Volume moyen journalier 105 m3/j 69 m3/j 171 m3/j

Concentration moyenne 69 g/l 53 g/l 63 g/l

La moyenne glissée sur 21 jours pour l’ensemble des trois dernières années est présentée dans le tableau ci-dessous.



Production moyenne journalière 4 903 kg/j 7 109 kg/j 2 522 kg/j 3 651 kg/j 7 362 kg/j 10 739 kg/j

Production maximale journalière 6 590 kg/j 10 080 kg/j 4 087 kg/j 6 006 kg/j 9 809 kg/j 14 646 kg/j

Volume moyen journalier 106 m3/j 69 m3/j 171 m3/j

Volume maxi journalier 152 m3/j 109 m3/j 220 m3/j Le rapport entre la production de boues primaires et la production de boues secondaires est de 66 / 34 en moyenne.



15.2.3.2 Evolution et saisonnalité de la production actuelle de boues

Les productions de boues, en moyenne glissée 21 jours (cf. chapitre précédent), présentent des écarts importants entre les valeurs moyennes et maximales. Ainsi, nous avons vérifié qu’elle est l’évolution de la production de boues au cours de ces trois dernières années. Le graphique ci-dessous présente cette évolution en moyenne glissée sur 21 jours.

De ce graphe, il ressort qu’il y a une saisonnalité très marquée de la production de boues sur la station de Port-Douvot. Etant donné les périodes de pointes qui peuvent durées 3 à 4 mois, il est nécessaire, pour le dimensionnement des digesteurs, de prendre comme hypothèse de base les valeurs de pointes et non les valeurs moyennes. Les valeurs minimales sont également à prendre en considération afin de déterminer la production minimale de biogaz. Les valeurs les plus représentatives des productions de pointe sont les valeurs non dépassées 90 % du temps. Les productions de boues, à prendre en compte pour le dimensionnement de l’unité de digestion en situation actuelle, sont les suivantes :



Production 90 % du temps 5 650 kg/j 8 450 kg/j 3 230 kg/j 4 670 kg/j 6 140 kg/j 8 950 kg/j




Production de boues mixtes (moyenne glissée 21 j)

100

125

150

175

200

225

01/0

1/20

06

01/0

4/20

06

01/0

7/20

06

01/1

0/20

06

01/0

1/20

07

01/0

4/20

07

01/0

7/20

07

01/1

0/20

07

01/0

1/20

08

01/0

4/20

08

01/0

7/20

08

01/1

0/20

08

Vol

ume

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

Qua

ntité

de

MV

S

Volume de boues mixtes

Production MVS (boues mixtes)



De même, les valeurs qui sont le plus représentatives des productions minimales sont les valeurs non dépassées 10 % du temps. Les productions de boues, à prendre en compte pour le dimensionnement de l’unité de digestion en situation actuelle, sont les suivantes :



Production 10 % du temps 4 215 kg/j 6 130 kg/j 1 890 kg/j 2 805 kg/j 8 660 kg/j 12 815 kg/j




15.2.3.3 Production future de boues à traiter

Pour le dimensionnement de l’unité de digestion des boues de Port-Douvot, la production de boues qui a été retenue par le comité de pilotage correspond à la capacité nominale de la station pour une charge entrante de 200 000 EH. Les concentrations des boues, la teneur en MVS et la répartition entre les boues primaires et les boues biologiques qui ont été retenues, sont celles observées au cours de ces trois dernières années, à savoir :

- Concentration boues primaires : 69 g/l

- Concentration boues secondaires : 53 g/l

- Teneur en MVS boues mixtes : 69 %

- Répartition boues primaires / boues biologiques : 60 / 40

Le tableau suivant synthétise, les projections de productions futures de boues sur la station d’épuration de Port-Douvot, à capacité nominale.

Boues Primaires Boues secondaires Boues mixtes Production future à capacité nominale MVS MS MVS MS MVS MS

Production annuelle 2 610 t/an 3 815 t/an 1 780 t/an 2 545 t/an 4 390 t/an 6 360 t/an

Production moyenne journalière

7 150 kg/j 10 450 kg/j 4 870 kg/j 6 970 kg/j 12 020 kg/j 17 420 kg/j

Volume moyen journalier

151 m3/j 131 m3/j 282 m3/j

Concentration moyenne 69 g/l 53 g/l 62 g/l

Comme indiqué auparavant, il y a une saisonnalité de la production de boues dont il faut tenir compte pour le dimensionnement de l’unité de digestion.



Nous pouvons émettre comme hypothèse que les ratios actuellement observés entre la production moyenne et les pointes saisonnières sont identiques. Les flux à prendre en considération pour le dimensionnement de l’unité de digestion sont les suivants :

Boues Primaires Boues secondaires Boues mixtes Production future de pointe à capacité nominale MVS MS MVS MS MVS MS

Production en pointe 8 220 kg/j 12 225 kg/j 6 230 kg/j 8 920 kg/j 14 190 kg/j 20 730 kg/j




Pour rappel, il n’y aura pas de dépotage de boues extérieures à terme. Concernant, les graisses, la filière d’élimination n’est pas encore arrêtée. Suivant la filière d’élimination choisie, le dimensionnement des digesteurs pourra être impacté. Suivant le cas de figure envisagé, le flux supplémentaire apporté par les graisses sera le suivant : Traitement biologique spécifique :

- Volume supplémentaire de boues à traiter : 6 à 8 m3/jour

- Quantité de MS apportée par les graisses : 370 kg MS / jour

- Quantité de MVS apportée par les graisses : 300 kg MVS/jour

Injection direct dans les digesteurs :

- Volume d’eau graisseuse à traiter : 20 m3/jour

- Quantité de MS apportée par les graisses : 800 kg MS / jour

- Quantité de MVS apportée par les graisses : 740 kg MVS/jour

Dans le cas où les graisses sont traitées sur un traitement biologique spécifique, les flux de boues qui doivent être pris en compte pour le dimensionnement de la digestion sont les suivants :



Production annuelle


Production en pointe


Volume 90% du temps

330 m3/j 6 m3/j 336 m3/j



Dans le cas où les graisses sont transférées directement sur les digesteurs, les flux de boues qui doivent être pris en compte pour le dimensionnement de la digestion sont les suivants :



Production moyenne annuelle


Production journalière en pointe


Volume 90% du temps

330 m3/j 20 m3/j 350 m3/j



Le positionnement et l’implantation de la nouvelle file de digestion, de l’unité de prétraitement des boues ainsi que les installations de valorisation du biogaz (cogénération, chaudière, gazomètre) seront précisés par l’étude de danger qui devra être réalisée. Néanmoins, la troisième file de digestion et l’unité de prétraitement des boues, seront positionnées, de préférence, à proximité des files n°1 et 2 et pourront être installés en lieu et place de la file n°3 existante. Le positionnement de la nouvelle file de digestion et de l’unité de prétraitement des boues devra tenir compte de l’encombrement du gazomètre et de l’unité de valorisation du biogaz (cogénération et chaudière) qui seront installés à proximité.


La conception des ouvrages et le choix de la technologie devra limiter l’emprise au sol. La cote des plus hautes eaux étant de 238,40 m NGF, le digesteur devra être stable à vide pour cette cote de crue et l’ensemble des équipements électriques devra être installé au dessus de cette cote.


Le phasage et l’organisation des travaux de construction de la nouvelle file de digestion et de l’unité de prétraitement devront permettre d’assurer la continuité de service de la station d’épuration et notamment celle de la filière de traitement des boues.



Si la filière de traitement des boues doit être à l’arrêt pendant plus de 15 jours, une filière de secours devra être prévue (exemple : unité mobile de déshydratation). Les travaux seront réalisés préférentiellement pendant les périodes de faibles production de boues (période estivale : juillet et août). Il serait préférable qu’une unité pilote de prétraitement des boues soit mise en œuvre avant la construction de la troisième file de digestion afin de vérifier l’impact du prétraitement des boues sur le dimensionnement de la digestion, la production de boues et de biogaz et l’intérêt technico-économique d’installer définitivement une unité de prétraitement.


15.3.1 Préambule

Les aménagements décrits ci-dessous sont des propositions faites dans le cadre du schéma directeur d’aménagement et ont pour objectif de vérifier la faisabilité technique du projet. Toute autre technologie de prétraitement des boues en amont de la digestion peut être proposée à condition que le taux de retour sur investissement soit raisonnable et que la quantité de biogaz valorisée en électricité ne soit pas inférieure à une solution sans prétraitement. Toutes modifications en vue d’une amélioration de la digestibilité des boues secondaires, de la production de biogaz et d’une diminution du volume de digestion peuvent être proposées. En phase 2 du présent schéma directeur, deux types de prétraitement ont été étudiés :

- L’hydrolyse par ultrason

- L’hydrolyse thermique. Ce comparatif a mis en évidence que l’hydrolyse thermique était peu intéressante dans le cas de la station d’épuration de Port-Douvot en raison de son coût d’investissement élevé et de la présence de boues primaires en quantité importante. A première vue, l’hydrolyse par ultrason semble une technologie adaptée au cas de Port-Douvot et nous proposons dans le cadre du schéma d’assainissement d’installer ce type de technologie pour le prétraitement des boues en amont de la digestion. Cependant, l’intérêt de la mise en œuvre d’une hydrolyse par ultrason devra être vérifié par des essais sur site (mise en place d’un pilote) afin d’identifier l’impact sur la digestibilité des boues et le dimensionnement de la digestion. Il serait également intéressant de visiter une installation de ce type, afin d’avoir le retour d’expérience d’un exploitant. Toutes autres de techniques de désintégration telles que le traitement chimique (ozonation, ajout d’acide) ou le traitement biologique (ajout d’enzymes) peuvent aussi être envisagées.



15.3.2 Prétraitement par hydrolyse par ultrasons

L’hydrolyse par ultrason ou sonolyse est basée sur la désintégration mécanique du floc biologique des boues. La pression sonore provoquée par les ultrasons sur un liquide, induit un phénomène de cavitation : en quelques microsecondes, des microbulles de gaz se forment, grossissent et vibrent au rythme des phases de compression et d’expansion jusqu’à atteindre une taille critique où elles implosent. L’implosion libère une énergie considérable. L’énergie ainsi appliquée sur la boue biologique désintègre les cellules qui la constituent et entraine une mise à disposition, plus rapide, du matériel intracellulaire dans le milieu, pour les bactéries de la digestion. Les boues primaires contenant peu de floc bactérien, leur hydrolyse sera peu efficace et présente donc peu d’intérêt. L’hydrolyse des graisses ne présente aucun intérêt puisqu’elles ne contiennent pas de floc bactérien. De plus, la viscosité des graisses peut perturber l’hydrolyse, notamment le phénomène de cavitation. Ainsi, dans le cas où la filière d’élimination des graisses est la digestion (sans traitement amont), celles-ci ne seront pas hydrolysées par ultrason. En conclusion, l’hydrolyse sera uniquement réalisée sur les boues secondaires. L’optimum économique entre le coût d’une installation d’hydrolyse par ultrason et l’efficacité attendue se limite à hydrolyser environ 30 à 50 % des boues secondaires. L’efficacité de la digestion suit une loi de type logarithmique : hydrolyser la totalité des boues permet donc une faible augmentation de production de biogaz. Dans le cadre du schéma directeur, nous proposons d’hydrolyser environ un tiers des boues secondaires, soit 60 m3/jour . Ce ratio pourra être affiné dans le cadre de l’essai pilote évoqué ci-dessus. La concentration des boues en entrée de l’unité de sonolyse doit être comprise entre 40 et 60 g/l. En dessous de 40 g/l, les réacteurs d’hydrolyse sont surdimensionnés (dimensionnement hydraulique). De plus, les faibles concentrations induisent une consommation d’énergie électrique plus élevée (énergie pour sonolyser de l’eau). Au-delà de 60 g/l, la viscosité des boues étant plus importante, l’efficacité de la cavitation et donc de l’hydrolyse est réduite. Actuellement, les boues secondaires sont épaissies sur deux centrifugeuses et leur concentration est de l’ordre de 55 g/l. Il n’est donc pas nécessaire de modifier l’étape d’épaississement des boues. Après épaississement, les boues primaires et les boues biologiques sont, à l’heure actuelle, mélangées et stockées dans une bâche d’homogénéisation. La mise en place d’une unité d’hydrolyse nécessite de construire une bâche tampon pour les boues biologiques. A partir de cette bâche, une partie des boues secondaires sera dirigée vers la bâche d’homogénéisation avec les boues primaires. La seconde partie sera quant à elle transférée vers l’unité de sonolyse. La bâche d’homogénéisation existante, qui sert également de tampon avant digestion, a une capacité de 12 m3. Cette capacité est relativement faible pour permettre un transfert régulier des boues vers la digestion. Etant donné qu’il est nécessaire de construire une nouvelle bâche pour les boues biologiques, nous proposons de :

- conserver la bâche d’homogénéisation actuelle et de l’utiliser uniquement comme bâche tampon des boues biologiques épaissies ;

- construire une nouvelle bâche d’homogénéisation des boues primaires et des boues biologiques. Le volume de cette bâche sera de 300 m3. Le rôle de cette bâche est de lisser le débit d’alimentation de la digestion pendant les arrêts éventuels des équipements d’épaississement et de procurer une souplesse d’exploitation.



Les boues biologiques à hydrolyser sont ensuite dirigées vers des réacteurs de sonolyse. Le réacteur est alimenté par une pompe gaveuse asservie à une mesure de débit et doit être implanté au plus près des digesteurs de manière à introduire le plus rapidement possible la boue sonolysée en digestion. Un réacteur est alimenté à environ 1 à 1,5 m3/h pendant 20 heures, soit une capacité de l’ordre de 25 m3/j. Dans le cadre de la station d’épuration de Port-Douvot, trois réacteurs alimentés à 1 m3/h seraient nécessaires. Chaque réacteur peut contenir jusqu’à 5 sondes d’ultrasons. Dans le cas présent, 4 sondes ultrasoniques sont suffisantes. Les réacteurs de sonolyse sont très compacts puisque l’encombrement d’un réacteur est de l’ordre de 1 m3. Dans le cas des boues ayant subit ainsi un prétraitement par ultrason, le temps de séjour des boues dans les digesteurs peut être abaissé à 18 jours (au lieu de 21 jours) et la charge volumique peut être portée à 2,4 kg MVS/m3. L’accroissement de production de biogaz qui s’accompagne d’une réduction de MVS est compris entre 10 et 30 % par rapport à une digestion mésophile sans prétraitement. Avec un taux de MVS de 70 %, la réduction en MS est de l’ordre de 7 à 21 %. Remarque : L’hydrolyse par ultrason pourrait permettre de réduire en partie les phénomènes de moussage dans les digesteurs. Le dimensionnement de l’unité de digestion de la station de Port-Douvot, dans le cas où un prétraitement par ultrason est mis en place est le suivant :

PRODUCTION DE BOUEStype de digestiontempérature entrée 37 °C 37 °C 37 °CMS entrée digesteur 20 730kg/jour 20 730kg/jour 20 730kg/jourtaux de MVS 68% 68% 68%MVS entrée digesteur 14 190 kg/jour 14 190 kg/jour 14 190 kg/jourconcentration des boues 62,8 g/l 62,8 g/l 62,8 g/l

volume journalier 330 m3/j 330 m3/j 330 m3/j

volume graisse 0 m3/j 20 m3/j 6 m3/jMS graisse entrée digesteur 0 kg/jour 800 kg/jour 370 kg/jourtaux de MV 93% 93% 81%MVS graisse entrée digesteur 0 kg/jour 740 kg/jour 300 kg/jour

TOTAL BOUES EN ENTREE DU DIGESTEURMS entrée 20 730 kg/jour 21 530 kg/jour 21 100 kg/jourtaux de MVS 68% 69% 69%MVS entrée 14 190 kg/jour 14 930 kg/jour 14 489 kg/jour

volume journalier 330m3/j 350 m3/j 336 m3/j

DIMENSIONNEMENT DIGESTEUR

volume total utile 6 000m3 6 300m3 6 100m3

temps de séjour 18,2 jour 18,0 jour 18,1 jour

charges volumique 3,5 kgMS/m3/j 3,4 kgMS/m3/j 3,5 kgMS/m3/j

2,4 kgMVS/m3/j 2,4 kgMVS/m3/j 2,4 kgMVS/m3/j

DETERMINATION DU VOLUME COMPLEMENTAIRE

volume digesteurs actuel réel 4 200 m3 4 200 m3 4 200 m3

volume complémentaire (file n°3) 1 800m32 100m3

1 900m3

TOTAL BOUES EN SORTIE DU DIGESTEURabattement MVS 60% 60% 52%MVS sortie digesteur 5 676 kg/jour 5 972 kg/jour 6 955 kg/jourabattement MS 45% 45% 39%boues MS sortie digesteur 11 402 kg/jour 11 842 kg/jour 12 871 kg/jourtaux MVS 50% 50% 54%concentration 57 g/l 57 g/l 57 g/l

débit journalier 200m3/jour 208 m3/jour 226 m3/jour

mésophile anaérobie

PORT DOUVOT200 000 EH

traitement graissesinjection graissesseules boues produitesSTATION D'EPURATION DE :







Suivant les quantités de boues à traiter, le volume complémentaire de la nouvelle ligne de digestion n°3 oscille entre 1 800 et 2 100 m3. Nous proposons, dans le cadre du schéma directeur, de mettre en place une troisième de digestion d’un volume de 2 000 m3. A titre de comparaison, sans prétraitement par ultrason, le volume complémentaire de digestion nécessaire serait de l’ordre de 3 000 m3. Le nouveau digesteur aura un diamètre de 17 mètre pour une hauteur utile de 8,8 m. Il n’y aura pas de cloche de stockage de biogaz comme cela est actuellement le cas et le digesteur sera isolé thermiquement. Le biogaz produit sera soit stocké dans un nouveau gazomètre (ou dans les cloches des lignes de digestion n° 1 et 2), soit directement utilisé par la cogénération (cf. chapitre 16). L’agitation des boues dans les digesteurs peut être réalisée :

- soit par l’injection de biogaz,

- soit par des agitateurs immergés. Les deux types de technologies sont utilisés couramment. L’agitation des deux files de digestion existantes est réalisée par injection de biogaz et nécessite la mise en place de compresseur. La compression du biogaz est une source de danger (explosion). Elle impacte fortement l’étude de danger. De plus, le brassage des boues à partir du biogaz peut conduire à quelques fuites de biogaz ce qui a pour effet, de diminuer légèrement la quantité d’électricité revendue mais également d’avoir un impact fort et néfaste sur le Bilan Carbone® de la station. Ainsi, nous proposons de réaliser l’agitation du nouveau digesteur à partir d’agitateurs. Le schéma ci-dessous présente un exemple de filière avec prétraitement par ultrason qui pourrait être envisagé pour l’unité de digestion de la station de Port-Douvot.




L’un des principaux objectifs du schéma directeur d’aménagement est de fiabiliser et de sécuriser l’installation. Ainsi, les nouveaux équipements mis en place devront être des équipements robustes et de marque ayant un service après vente compétent. Une attention particulière sera portée sur la sécurité du personnel et sur l’environnement. Ainsi, le type, la conception et l’implantation des équipements et des ouvrages devront réduire au minimum le risque d’explosion ou d’incendie. L’étude de danger qui devra être réalisée en parallèle des études de conception pourra avoir un impact fort sur le choix et l’emplacement des équipements et des ouvrages.



Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrite au paragraphe précédent. Prétraitement par ultrason :

- Equipement : 600 000 € HT - Génie-Civil (local) : 40 000€ HT Total : 640 000 €

Nouvelle ligne de digestion :

- Equipement : 300 000 € HT - Génie-Civil : 650 000€ HT Total : 950 000 €

Destruction ancienne file de digestion n°3 : Total : 60 000 € Nouvelle bâche boues mixtes

- Equipement : 65 000 € HT - Génie-Civil : 85 000€ HT Total : 150 000 €

Mise aux normes des lignes n°1 et 2 de digestion : environ 200 000 € Ainsi, le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 2 000 000 € H.T.


La mise en place d’un prétraitement des boues va conduire à une augmentation de la consommation électrique. Chaque sonde ultrasonique consomme 1 kWh. En émettant l’hypothèse haute que chaque sonde fonctionne 20 h par jour toute l’année, la consommation totale d’électricité serait de 87 600 kWh, soit un coût annuel d’environ 6 000 €/an. Cela est à comparer au gain sur la production de biogaz et la diminution de quantité de boues à évacuer. En émettant l’hypothèse que la production de biogaz augmente de 15 % et que la



quantité de MS des boues biologiques diminue de 10 % par rapport à la situation actuelle, le gain pour l’année 2008 s’élève à :

- Production supplémentaire de biogaz : 175 000 m3/an

- Production supplémentaire d’électricité : 325 000 kWh/an, soit un gain de 43 900 € - Boues non produites 130 t MS/an soit 430 t MH/an et un gain

de 8 600 €/an (hypothèse épandage agricole) En conclusion par rapport à la situation actuelle, le gain économique est 46 500 €/an. A capacité nominale, les gains seraient les suivants

- Production supplémentaire d’électricité : 530 000 kWh/an, soit un gain de 71 500 € - Boues non produites 250 tMS/an soit 830 t MH/an et un gain de

16 500 €/an (hypothèse épandage agricole) A capacité nominale, le gain économique s’élève à environ 82 000 €/an.



16 VALORISATION DU BIOGAZ


Le biogaz produit par la digestion sur la station d’épuration de Port-Douvot est utilisé pour : - Le brassage des boues dans les digesteurs (pas d’agitateur mécanique des boues dans

ces ouvrages). Cette utilité sera maintenue pour les deux lignes de digestions qui sont conservées.

- Le chauffage des boues avant injection dans les digesteurs. L’énergie calorifique nécessaire au chauffage des boues provient soit de chaudières dédiées à chaque file de digestion, soit du groupe de cogénération. Cette utilité sera également conservée car il est préférable en termes environnemental et économique d’utiliser le biogaz pour chauffer les boues plutôt que d’utiliser du gaz naturel. Le groupe de cogénération permet de produire de l’électricité. Cette production d’électricité est consommée directement sur la station d’épuration et n’est pas revendue à EDF

- Le chauffage des locaux administratifs et de l’atelier. Une chaudière est dédiée pour le chauffage du bâtiment et une autre pour le chauffage de l’atelier.

L’excédent de biogaz est brûlé directement sur la torchère. La majorité du biogaz produit sur la station d’épuration de Port-Douvot est donc valorisée sous forme de chaleur ou sous forme d’électricité. Au cours des deux dernières années, entre 22 et 37% du biogaz n’a pas été valorisé et a été directement brulé sur la torchère. Cela est regrettable étant donné que le biogaz n’est pas une énergie fossile. Le diagnostic en phase 1, a relevé que la station d’épuration est autosuffisante en énergie thermique et que 17 % des besoins en énergie électrique sont couverts par la valorisation électrique du biogaz. Le groupe de cogénération ne fonctionne pas 100 % du temps. Ce groupe étant installé depuis 1994, la station d’épuration de Port-Douvot ne bénéficie pas de tarif préférentiel de revente de l’électricité. Le coût de maintenance (hors coût d’amortissement) sur les douze dernières années est de 3,13 c€/kWh alors que le coût d’achat de l’électricité est de :

- Heure de pointe : 13,46 c€/kWh

- Heure pleine : 4,06 c€/kWh

- Heure creuse : 2,73 c€/kWh

Ainsi, le groupe de cogénération fonctionne préférentiellement lors des heures de pointe et les heures pleines afin que l’utilisation du groupe électrogène soit rentable économiquement. Le groupe de cogénération arrive en fin de vie. En 2010, un incendie du turbo a provoqué d’importants dégâts. Il est difficile d’envisager de conserver cet équipement. Jusqu’en 2008, le biogaz était stocké sous haute pression. Depuis, ce stockage a été abandonné. Hormis les citernes de stockage, la totalité des autres équipements sont à renouveler. Reconfigurer le stockage sur le même principe nécessiterait, outre le renouvellement des équipements, de reconstruire un local de décompression. De plus, le stockage haute pression induit des prescriptions en terme de sécurité plus contraignantes (étude de danger) et un coût d’exploitation plus élevé (cf. rapport phase 2 : la compression du biogaz consomme environ 10 % de l’électricité produite par le groupe de cogénération). Il est



donc préférable dans le cadre de la rénovation de l’unité de digestion d’abandonner le stockage haute pression. Un diagnostic des différents locaux et équipements liés à la valorisation du biogaz a révélé de très nombreuses non conformités vis-à-vis de la réglementation ICPE. Les fiches de conformité ICPE sont annexées au présent document (cf. annexe 3).

16.2 Objectif - contraintes.

16.2.1 Objectif

L’un des objectifs majeurs du schéma directeur d’aménagement de la station d’épuration de Port-Douvot est donc de valoriser la plus grande partie du biogaz produit sur la station. Le biogaz est convertible en pratiquement toutes les formes utiles d’énergie. Nous distinguons trois formes principales, à savoir :

- L’énergie thermique ;

- L’énergie électrique ;

- Le biocarburant. L’énergie thermique ou électrique peut être utilisée directement sur la station ou être fournie et vendue à un prestataire extérieur. Concernant le biocarburant, le principal objectif est d’utiliser le biogaz pour les transports en commun de la ville de Besançon (une partie de la flotte des bus fonctionnant au Gaz Naturel). En phase 2, un comparatif des différentes formes de valorisation, tenant compte des aménagements futurs, notamment la filière d’élimination des boues, a été réalisé. De ce comparatif, il ressort que dans le cas de la station d’épuration de Port-Douvot, l’unique filière à envisager est une valorisation électrique par cogénération avec revente à EDF sous le régime de l’arrêté de juillet 2006. Un équilibre avec l’énergie thermique produite par le groupe de cogénération est donc à trouver afin de permettre le chauffage des boues dans le digesteur. Le chauffage des bâtiments à partir du biogaz est également conservé. La valorisation d’une partie du biogaz à partir d’une pile à combustible a été envisagée. Cependant, le coût d’investissement et la puissance minimale d’une pile à combustible ont conduit la ville de Besançon à abandonner ce projet.


Dans le cadre du schéma directeur d’aménagement, il est envisagé que le dimensionnement de l’unité de cogénération puisse, dans la mesure du possible, répondre, à la fois, aux besoins thermiques pour le chauffage des boues entrant en digestion mais également pour le chauffage des différents locaux d’exploitation. En secours, il est prévu de mettre en place deux chaudières fonctionnant au biogaz dont une en secours. Chaque chaudière permettra de répondre aux besoins pour pouvoir assurer le démarrage de deux lignes de digestion. Les chaudières seront installées au plus près de l’unité de cogénération. L’objectif est de regrouper la production de chaleur afin de valoriser au mieux la production de chaleur de la



cogénération. Un réseau de chaleur sera mis en œuvre et permettra de transférer la production d’énergie thermique vers les différents ouvrages, locaux et équipements où des besoins sont référencés.

Pour déterminer la capacité de l’unité de cogénération, il est donc nécessaire de connaître, la production de biogaz, mais aussi les besoins thermiques. La production de biogaz est liée à la quantité de boues digérées et du rendement de la digestion. Comme nous l’avons indiquée auparavant, la quantité de boues digérées est très variable (saisonnalité) ce qui représente une contrainte dans le dimensionnement de la cogénération. De plus, le prétraitement des boues prévu en amont de la digestion peut impacter la production de biogaz. Il est donc difficile de déterminer, dès à présent, la production a plus ou moins long terme. Les besoins thermiques pour les bâtiments d’exploitation vont dépendre des conditions climatiques mais aussi du niveau d’isolation des bâtiments. Dans le cadre du schéma directeur, il est envisagé d’imposer, pour le nouveau bâtiment d’exploitation, une performance énergétique de 50 kWh/m²/an. La surface totale des locaux d’exploitation étant de 970 m², les besoins annuels en énergie thermique s’élèveront à 48 500 kWh/an. Ces besoins vont néanmoins dépendre du projet qui sera retenu pour le nouveau bâtiment d’exploitation.



Les besoins thermiques pour le chauffage des boues vont dépendre de la quantité de boues produites chaque année. Comme pour la production de biogaz, les quantités de boues et donc les besoins vont être très variables au cours d’une même année. De plus, suivant le prétraitement des boues qui sera mis en place, les besoins en énergie thermiques pourront différer. Il est donc difficile là aussi de déterminer les besoins thermiques pour le chauffage des boues. Néanmoins, à partir des données d’autosurveillance que nous avons en notre possession entre 2006 et 2008, nous avons simulé les productions de biogaz et les besoins thermiques à court terme et à long terme sur la base de la mise en place d’un prétraitement des boues par hydrolyse par ultrason. Cette simulation est annexée au présent rapport (annexe n°4).



Le positionnement des installations de valorisation du biogaz seront précisées par l’étude de danger qui devra être réalisée. Néanmoins, les nouveaux équipements de cogénération seront positionnés au plus près de l’unité de digestion et donc de la production de biogaz. Ce positionnement devra tenir compte de la présence des ouvrages existants mais également ceux projetés pour la réhabilitation de la digestion (nouvelle file et prétraitement des boues).


La conception des ouvrages sera en partie définie par l’étude de danger qui devra être réalisée en même temps que les études de conception. Néanmoins, la conception des nouveaux ouvrages devra limiter au minimum le confinement. Il sera préféré une installation en extérieur. Ce choix pourra conduire à une intensification de l’émergence du bruit de la station. Par conséquent, une attention particulière sera portée pour maîtriser l’émergence sonore des nouveaux équipements. La cote des plus hautes eaux étant de 238,40 m NGF, l’ensemble des équipements électriques devra être installé au dessus de cette cote. L’ensemble des travaux de mise aux normes des équipements et ouvrages liées à la valorisation du biogaz devra être réalisé. Les chaudières de secours devront pouvoir fonctionner au fuel.


Le phasage et l’organisation des travaux de construction de la nouvelle unité de cogénération devront permettre d’assurer au mieux la continuité de service de la digestion des boues Les travaux impactant la filière de digestion seront réalisés préférentiellement pendant les périodes de faibles production de boues (période estivale : juillet et août).



Il sera préférable que le choix du prétraitement des boues mis en œuvre soit arrêté au préalable afin de dimensionner au mieux l’unité de cogénération.

16.2.5 Proposition d’aménagement

Les aménagements décrits ci-dessous sont des propositions faites dans le cadre du schéma directeur d’aménagement et ont pour objectif de vérifier la faisabilité technique du projet. Toutes modifications en vue d’une amélioration de la production d’énergie électrique, d’une diminution du coût d’investissement peuvent être proposées. Nous rappelons que l’étude de danger qui sera réalisée pourra avoir un impact fort sur la conception et les aménagements. Les techniques de cogénération aujourd’hui à disposition sont les suivantes :

- Moteur : cette technologie est disponible dans une gamme de puissance allant de quelques dizaines de kW à environ 3 MW. Le taux de disponibilité est d’environ 90 %. Cette technologie présente le meilleur rendement électrique, il varie entre 30 à 40 %. Un moteur de cogénération produit deux types d'énergie thermique :

o une énergie "basse température" (environ 95 °C) récupérée sur les huiles et les eaux de refroidissement

o une énergie "haute température" (environ 450 °C) récupérée sur les gaz d'échappement

- Micro-turbine : cette technologie est disponible dans une gamme de puissance allant

de quelques dizaines de kW à plusieurs dizaines de MW. Le taux de disponibilité est supérieur à 95 %. Cette technologie possède un moins bon rendement électrique que le moteur à gaz. Il varie entre 25 à 35 %. Les turbines produisent la plus grosse part de leur énergie thermique (hors pertes par rayonnement) sous forme d'un gaz d'échappement à environ 500°C.

Le principal avantage des moteurs de cogénération sont leur rendement électrique élevé. Pour atteindre les performances optimales, les moteurs nécessite un biogaz ayant un taux de méthane supérieur à 40 % avec une teneur stable ainsi que d’un débit en combustible (CH4) relativement constant. D’autre part, un moteur de cogénération est prévu pour fonctionner à une puissance nominale. Un fonctionnement à taux de charge partiel entraine une diminution des rendements et un encrassement du moteur. Ainsi en cas de baisse du taux de charge, la production d’énergie diminue. En conséquence, il est nécessaire de vérifier la puissance électrique en fonction de la production présente et future de biogaz afin de bénéficier d’un haut rendement. Les moteurs à gaz exigent également une qualité de biogaz stable. Cela conduit très fréquemment à mettre en place un traitement du biogaz en amont. En conclusion, les moteurs à gaz sont donc particulièrement adaptés dans le cas où :

- le traitement du biogaz est réalisé rigoureusement ;

- le débit de biogaz est stable;

- la teneur en méthane est stable et supérieure à 40 % .



Concernant les micro-turbines, le principal avantage est leur souplesse de fonctionnement. Elles permettent de valoriser les biogaz présentant :

- des débits faibles et/ou instables ;

- de mauvaise qualité énergétique et/ou de qualité énergétique instable, soit des teneurs jusqu’à 30% de méthane.

- des variations de débit fréquentes. Cette souplesse s’explique en partie par l’adaptation rapide et automatique de la micro-turbine en fonction de la quantité et de la qualité du biogaz envoyé en cogénération. L’automate de la micro-turbine régule la quantité d’air injectée pour assurer une combustion complète et garantir ainsi une valorisation optimale quelque soit les modifications de teneur en combustible. Il est préférable que les micro-turbines tournent le moins longtemps possible à un taux de charge partiel. En effet, il est plus intéressant d’arrêter une micro-turbine et de redistribuer le biogaz sur les autres micro-turbines en fonctionnement. Les rendements sont conservés et le phénomène d’encrassement est évité. Deux éléments permettent l’adaptation facile des équipements en fonction des débits de méthane disponibles sur site :

- l’installation en parallèle de plusieurs unités de micro-turbines qui permet de moduler la puissance par rapport à la puissance totale installée ;

- la gestion par un automate des quantités de biogaz et d’air envoyées en chambre de combustion permet d’adapter le fonctionnement de chaque micro-turbine aux variations de quantité (débit biogaz) et de qualité (teneur en méthane) du biogaz.

Dans le cas de la station de Port-Douvot, la production de biogaz est très variable au cours de l’année. De plus, la production totale doit augmenter régulièrement au cours de ces prochaines années en raison de l’augmentation des charges arrivant à la station. Actuellement, la qualité du biogaz est globalement bonne notamment pour les composés soufrés (en raison de l’utilisation de FeCl3 et PAX 18) et pour les siloxanes. La mise en place de micro-turbine ne demanderait pas, à première vue, un traitement du biogaz en amont. Pour l’ensemble de ces raisons et malgré des rendements électriques inférieurs au moteur à gaz, nous proposons de mettre en place des micro-turbines. De plus, celles-ci peuvent être installées en extérieur et cela peut présenter un intérêt dans le cadre de l’étude de danger. Enfin, la mise en place de micro-turbine peut permettre d’éviter l’installation d’un gazomètre. Afin de répondre aux besoins thermiques actuels et futurs et par rapport à la saisonnalité et à l’évolution de la production de biogaz, il peut être envisagé de mettre en place deux micro-turbines de type C 200 aujourd’hui et d’ajouter une troisième micro-turbine C 200 à terme. Le rendement électrique de ce type de micro-turbine est de 33 % et le rendement thermique de 43 %. Cette configuration nécessite de mettre en place une chaudière en complément pour répondre aux besoins actuels. A la capacité nominale de la station d’épuration, l’ajout d’une troisième micro-turbine C 200 n’exigera théoriquement pas de complément thermique. Cependant, pour des raisons de fiabilité et aussi pour permettre le démarrage de la digestion, il a été retenu qu’une chaudière plus une en secours seront installées. Chaque chaudière pourra permettre le démarrage de deux lignes de digestion. A la vue des nombreuses non-conformités observées dans les locaux de cogénération actuels, des chaudières et de compression de biogaz, nous proposons de ne pas réutiliser ces locaux.



Ainsi, les turbines seront installées en extérieur ainsi que les compresseurs dans la mesure du possible. La chaudière sera placée dans un local dont la conception limitera les impacts d’une explosion.


L’un des principaux objectifs du schéma directeur d’aménagement est de fiabiliser et de sécuriser l’installation. Ainsi, les nouveaux équipements mis en place devront être des équipements robustes et de marque ayant un service après vente compétent. Une attention particulière sera portée sur la sécurité du personnel et sur l’environnement. Ainsi, le type, la conception et l’implantation des équipements et des ouvrages devront réduire au minimum le risque d’explosion ou d’incendie. L’étude de danger qui devra être réalisée en parallèle des études de conception pourra avoir un impact fort sur le choix et l’emplacement des équipements et des ouvrages.



Le coût d’investissement indiqué ci-après correspond à la proposition d’aménagement décrit au paragraphe précédent. Cogénération :

- Equipement (hors gazomètre) : 1 400 000 € HT - Génie-Civil : 100 000 € HT Total : 1 500 000 € HT

Chaudière et réseau de chaleur :

- Equipement : 600 000 € HT - Génie-Civil : 150 000 € HT Total : 750 000 € HT

Local compression :


Nouveau local électrique :


Torchère : Total : 50 000 € HT Destruction des locaux:

- Stockage biogaz : 35 000 € HT - Cogénération et compression : 70 000 € HT - Chaudière : 25 000 € HT Total : 130 000 € HT

Ainsi, le coût d’investissement total de cette opération (hors maître d’œuvre et missions annexes) s’élève à 2 650 000 € H.T.




La mise en place d’une unité de cogénération permet la production d’électricité. D’après la puissance installée et le pourcentage de la puissance thermique valorisée, le tarif de revente est estimé à 13,5 c €/kWh. Hors augmentation du volume de biogaz produit par le prétraitement US, la production d’électricité à partir de la cogénération en 2008 se serait élevé à 2 200 MWh/an, soit un gain annuel de 297 000 €/an. Pour rappel le gain sur l’année 2008 par consommation directe de l’électricité produite s’élevait à environ 66 000 €. A la capacité nominale, la production d’électricité (hors augmentation du volume de biogaz dû aux prétraitements US) s’élèverait à 3 500 MWh/an, soit un gain annuel de 470 000 €/an environ.



17 OPTIMISATIONS ENERGETIQUES

En phase 2 du présent schéma directeur, des aménagements afin de réduire les consommations énergétiques ont été proposées. Une partie des propositions de réduction a été retenue par le comité de pilotage. Il s’agit des actions suivantes :

- Mise en place d’un variateur sur le poste de relevage de T1 ;

- Remplacement des agitateurs de T2 et modifications de leur mode de fonctionnement ;

- Mise en place de variateurs de vitesse sur les pompes de recirculation de T2 Cette dernière proposition d’aménagement est déjà intégrée dans les améliorations de fonctionnement de la tranche T2 et elle ne sera donc pas décrite ci-après. Le descriptif présenté ci-dessous reprend celui fourni dans le rapport phase 2.

17.1 Actions d’urgence / immédiates

17.1.1 T2 - Mise hors service des agitateurs pendant les périodes aérées

Le traitement biologique de la tranche T2 est composé de deux bassins rectangulaires dont le volume total est de 13 000 m³. Chaque bassin est divisé en une zone aérée de 5 200 m³ et une zone anoxie de 1 300 m³. Chaque zone aérée est équipée de trois agitateurs rapides qui ont une puissance absorbée d’environ 11 kW. Les zones d’anoxie sont, quant à elles, équipées chacune d’un agitateur d’une puissance unitaire absorbée d’environ 8 kWh. En 2008, la consommation d’énergie électrique pour l’agitation de ces bassins s’élevait à 710 025 kWh/an. L’apport énergétique spécifique était donc de 6,22 W/m³. La première action pour obtenir une agitation suffisante et efficace dans les bassins présentant une faible consommation énergétique correspondante, est de mettre en place des agitateurs appropriés. Pour déterminer les agitateurs correspondants, deux paramètres sont décisifs : la poussée générée par l’agitateur et l’énergie nécessaire. Il y a quelques années, une vitesse de courant de 0,3 m/s minimum à chaque point du bassin et une énergie introduite de 3 à 8 W/m³ était la norme. Depuis, il est admis qu‘une vitesse de courant si élevée n’est pas indispensable pour obtenir un brassage optimal et sans dépôt dans les bassins. Celle-ci ne conduit qu’à une consommation d’énergie élevée et inutile. Par conséquent, le dimensionnement selon la poussée produite par les hélices des agitateurs est généralement la pratique admise dorénavant. Dans le cadre de la station d’épuration de Port-Douvot, une première mesure pour réduire la consommation énergétique est la mise hors service des agitateurs pendant les périodes d’aération. En effet, lors d’aération, l’apport d’air par les diffuseurs fines bulles apporte un brassage suffisant dans les bassins. De plus, lorsqu’une agitation à vitesse rapide est mise en place, il est déconseillé de faire fonctionner les agitateurs pendant les périodes d’aération. Cela peut conduire à une dégradation des résultats de l’aération et l’agitation peut être perturbée avec notamment des risques de dégradation du matériel (diffuseurs et agitateurs).



De plus, il n’est pas nécessaire d’ajouter des agitateurs car leur puissance de brassage actuelle est largement suffisante. Cependant, il serait nécessaire de vérifier le comportement du brassage dès la mise à l’arrêt des agitateurs lors des phasages d’aération.

17.1.1.1 Potentiel d’économie

Actuellement, l’ensemble des agitateurs fonctionnent 24h sur 24 tout au long de l’année, soit 8 760 h/an. La puissance unitaire moyenne absorbée de chaque agitateur dans la zone aérée est de 10,94 kWh. La durée des phases d’aération peut être estimée à partir des temps de fonctionnement des suppresseurs. Elle est de 2 725 heures par an, soit 7,45 h/j en moyenne. La période de fonctionnement des agitateurs peut donc être réduite de :

8 760 – 2725 = 6 035 heure/an La consommation annuelle optimisée en énergie électrique des agitateurs des bassins d’aération de la tranche T2 s’élèverait à alors à 396 140 kWh/an. Le gain d’énergie électrique par rapport à la situation actuelle est donc d’environ 178 730 kWh/an, soit un gain financier annuel d’environ 12 000 €/an.

17.1.1.2 Coûts d’investissement

Hormis des coûts possibles pour la reprogrammation de l’automatisme des agitateurs, il n’y a pas de coûts d’investissement pour cette action. Par conséquent, la rentabilité est immédiate.

17.1.2 S2 : Optimisation de l’injection du biogaz dans les digesteurs

En 2008, l'injection du biogaz dans les digesteurs primaires des trois lignes de digestion pour assurer le brassage des boues a consommé 133 806 kWh/an. En tenant compte du volume réel des digesteurs primaires (abaissement du niveau de boues), soit 2 980 m³, la demande d'énergie massique est de 5,13 W/m³. En analysant les consommations par ligne de digestion, la demande d'énergie massique est de

- 4,39 W/m ³ pour la ligne 1, - 5,10 W/m ³ pour la ligne 2 - 7,13 W/m ³ pour la ligne 3.

17.1.2.1 Potentiel d’économie

Dans la littérature, il est indiqué que les besoins d'énergie en moyenne quotidienne pour assurer l’agitation des boues dans les digesteurs par injection de biogaz est de 2 W/m ³. L'injection doit généralement être faite par intermittence, par exemple 8 par jour fois et pour des durées de 30 à 35 selon la performance des compresseurs installés. Ainsi, la consommation d'énergie optimisée serait alors de : 2.0 W/m³ x· 2.980 m³ x 8 760 h/an / 1 000 = 52 210 kWh/an. Ainsi, la consommation total d’énergie électrique pour le brassage des boues dans les digesteurs peut être estimée à 52 210 kWh/an, soit un gain énergétique d’environ



81 596 kWh/an. Ainsi, les économies financières s’élèveront au minimum à environ 5 467 €/an pour un prix moyen d’électricité de 0,067 €/kWh.

17.1.2.2 Coûts d’investissement

Il n'y aura aucun coût supplémentaire pour l’ajout d’un nouvel équipement. Il sera uniquement nécessaire d'ajuster au plus juste les périodes d'injection de biogaz et suivre pendant quelques semaines les effets sur les digesteurs. Les indicateurs d’une homogénéisation insuffisante sont :

- une augmentation des acides organiques - perte de combustion dans les boues - présence de CO2 dans le biogaz. - baisse de la production de biogaz.

Ces paramètres doivent être observés précisément mais cela ne devrait nécessiter de coup d’exploitation supplémentaire pour la réalisation de ce suivi par l’exploitant pendant quelques semaines. La rentabilité de cette action est donc immédiate.

17.2 Actions à court terme

17.2.1 T1 – Mise en place d’un variateur de vitesse pour le poste de relevage

Le poste de relevage de la Tranche T1 est composé de deux vis d’Archimède bipolaire. Selon l’exploitant, jusqu'à un certain seuil d'eau dans la bâche, seule la vis n°2 fonctionne à petite vitesse. Lorsque le niveau d'eau dépasse ce seuil, la vis n°1 se met en marche en grande vitesse alors que la vis n°2 s'arrête. Lorsque le niveau d'eau redescend en dessous du seuil, la vis n°1 se met en petite vitesse, la vis n°2 démarre également en petite vitesse puis rapidement, la vis n°1 s'arrête et seule la vis n°2 fonctionne en petite vitesse. Ainsi, les deux vis fonctionnent très rarement en même temps et la vis n°2 n’a fonctionné qu’en petit vitesse sur l’année 2008. Cette procédure a été mise en œuvre afin de limiter les à coups hydrauliques sur la filière en aval. Suite à la campagne de mesures complémentaires, nous avons pu affiner la consommation totale du poste de relevage de T1. Celle-ci s’élève à environ 504 600 kWh par an, en 2008. La puissance moyenne absorbée, pour un temps de fonctionnement de 10 914 heures, est de 46,24 kW/h. A partir de la formule suivante, nous pouvons estimer le rendement des vis de relevage:

39,024,46

5,681,9282,00,1 =⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=P

hgQρη

Avec:

P: Puissance absorbée [kWh]

ρ: Densité produit véhiculé [t/m³]

Q: Débit [m³/s]

g: Accélération de la pesanteur [m/s²]



h: Hauteur de relevage [m]

η: Rendement [-]

Avec une hauteur géométrique à relever d’environ 6,5 m (valeur approximative étant donné que nous ne connaissons pas la cote en pied de vis) et un débit annuel reçu sur la tranche T1 (y compris les matières de vidange) de 8 889 238 m³/an, soit. 0,282 m³/s, le rendement calculé est de 39 %, ce qui est très faible. Généralement, le rendement des vis d’Archimède est de 75 %. Ce rendement reste quasi inchangé pour un débit qui est compris entre 40 et 60 % du débit maximal. Avec la mise en place d‘un variateur de vitesse, nous obtenons alors un fonctionnement plus régulier et donc un gain d’un point de vue énergétique.

Efficacité d’une vis d’Archimède en fonction du débit [Source: Spaans Babcock]

17.2.2 Potentiel d’économie

Afin d’être prudent par rapport au potentiel d’économie d’énergie par la mise en place d’un variateur de vitesse sur les vis de relevage, nous avons émis l’hypothèse que le rendement atteint grâce à ce variateur serait de l’ordre de 65 %. Selon des informations de différents constructeurs, des performances encore plus élevées pourraient être obtenues (cf. ci-dessus). Le besoin optimisé en énergie électrique s’élèvera ainsi, à environ :

Eopt = 504 600 kWh ·x 0,39 / 0,65 = 302 750 kWh/an

ce qui représente une réduction de la consommation d’électricité pour ce poste d’environ 201 850 kWh/an. Les économies financières s’élèveront à environ 13 500 €/an pour un prix moyen d’électricité de 0,067 €.

17.2.3 Coûts d’investissement

Pour réaliser cette action, il est donc nécessaire d’investir dans l’acquisition d’un variateur de vitesse et d’un moto-réducteur. A ces coûts, peut s’ajouter le coût pour la reprogrammation de l’automate. Les coûts sont estimés à environ 40 000 €.



17.3 Actions relatives

17.3.1 T2 - Echange des agitateurs dans les bassins aérées

Comme nous l’avons déjà indiqué auparavant les agitateurs des bassins biologiques de la tranche T2 sont surdimensionnés. Par conséquent, un échange des agitateurs est recommandé.

17.3.2 Potentiel d’économie

Dans les bassins d’aération de la tranche T1, les agitateurs installés sont de type pales bananes. Ce type d’agitateurs est conseillé pour des bassins de forme circulaire ou oblongue afin de créer un flux régulier dans ces bassins et améliorer l’échange effluent/oxygène. Les bassins biologiques de la tranche T2 sont de forme rectangulaire à flux piston. Etant donné la forme de ces bassins, le positionnement des poutres, des passerelles et également des diffuseurs fines bulles, il est très difficile de pouvoir mettre en place ce type d’agitateurs. Il est donc conseillé de mettre en place des agitateurs rapides ayant une puissance moins élevée que ceux actuellement en place. De plus, comme indiqué auparavant, ces agitateurs doivent fonctionner uniquement en période d’anoxie et non en période d’aération. Les agitateurs qui peuvent être mis en place sont du modèle Flygt, SR 4650 pour la zone anoxique et également pour la zone aérée. Le nombre des agitateurs restera inchangé (soit 6 pour les zones aérées et 2 pour les zones anoxie). La puissance absorbée unitaire des agitateurs s’élève à 4,4 kW. Si nous considérons un temps de service de 24 heures sur 24 (ce qui est déconseillé), soit 8 760 h/an pour tous les agitateurs, le besoin en énergie sera 308 350 kWh/an, soit un gain énergétique par rapport à la situation actuel de 401 675 kWh/an. Avec un coût moyen de 0,067 €, le gain financier serait de 26 900 €/an. Si nous considérons que les agitateurs ne fonctionnent pas pendant les périodes d’aération, le temps de fonctionnement serait alors de 6 035 heures par an cf. chapitre 17.1. La consommation d’énergie électrique pour l’agitation s’élève alors à 236 400 kWh/an, soit un gain énergétique par rapport à la situation actuelle de 473 625 kWh/an. Avec un coût moyen de 0,067 €, le gain financier serait de 31 700 €/an par rapport à la situation actuelle. Remarque : si l’action de mise hors service des agitateurs pendant les périodes aérées, (cf. chapitre 17.1.1) est réalisée au préalable, l’économie possible serait alors par rapport à cette situation s’élève alors à 294 900 kWh/an, soit 19 750 €/an.

17.3.3 Coûts d’investissement

L’exploitant a déjà prévu de changer les agitateurs très rapidement. En définitive, cette action est tout de même présentée comme une « action relative » car les investissements seront relativement importants. Un changement de tous les agitateurs s’élèvera à 80 000 €. Avec une durée d’utilisation de 12,5 ans, le taux de retour sur investissement par rapport à la situation actuelle est de 3,5 ans. L’action est alors rentable d’autant plus que les agitateurs de la zone d’anoxie sont en très mauvais état et que l’exploitant est dans l’obligation de les changer.

rapport phase 3 rev 1 - sandre.eaufrance.frsandre.eaufrance.fr/ftp/public/incoming/aermc/metadonnees...

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