etude diagnostique des reseaux aep

C OMMUNE D ’A PINAC
ETUDE DIAGNOSTIQUE
DES RESEAUX A.E.P
RAPPORT DE LA PHASE III
Janvier 2012
ICA environnement
6 rue Emile Noirot - 42300 ROANNE
Tél 04 77 23 05 79 – Fax 04 77 23 19 02
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Sommaire
INTRODUCTION ........................................................................................................ 2
1. MODELISATION DU RESEAU............................................................................. 3
1.1
DESCRIPTION DU MODELE .................................................................................. 3
1.2
CALAGE DU MODELE .......................................................................................... 4
1.2.1
Principe du calage .................................................................................... 4
1.2.2
Résultats du calage .................................................................................. 5
2. FONCTIONNEMENT DU RESEAU EN SITUATION ACTUELLE ...................... 14
2.1
PRESSIONS DE DISTRIBUTION ........................................................................... 18
2.1.1
ZONES DE PRESSION INSUFFISANTE ............................................................... 18
2.1.2
ZONES DE FORTE PRESSION .......................................................................... 19
2.2
VITESSES ....................................................................................................... 19
2.3
DEFENSE INCENDIE ......................................................................................... 20
3. ETUDE DES SCENARIOS D’ALIMENTATION ET DE GESTION DU SERVICE 21
3.1
RAPPEL DES DONNEES .................................................................................... 21
3.1.1
VOLUMES IMPORTES ..................................................................................... 21
3.1.2
PRODUCTION PROPRE .................................................................................. 22
3.1.3
ACHATS D’EAU EN PERIODE D’ETIAGE ............................................................. 22
3.2
ETUDE DES SCENARIOS ................................................................................... 23
3.2.1
SCENARIO N°1 : FONCTIONNEMENT IDENTIQUE A L’ACTUEL .............................. 23
3.2.2
SCENARIO N°2 : GESTION EN REGIE AVEC ABANDON DES CAPTAGES ................. 26
3.2.3
SCENARIO N°3 : ADHESION AU SYNDICAT DE VELAY ........................................ 28
ICA environnement
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APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
INTRODUCTION
La commune d’APINAC a engagé en octobre 2010 la réalisation d’une étude diagnostique
du réseau d’eau potable.
La première phase de l’étude a été présentée en mars 2011, elle a permis d’effectuer un état
des lieux du fonctionnement des ouvrages.
La deuxième phase de l’étude a consisté en la réalisation d’une campagne de mesures
destinée à connaître le fonctionnement du réseau, elle a été présentée et validée par le
comité de pilotage en novembre 2011.
La troisième phase de l’étude consiste en l’élaboration d’un modèle mathématique à partir
des mesures effectuées en phase 2. Ce modèle permet d’effectuer des simulations du
fonctionnement du réseau en situation actuelle et future et sous différentes conditions
(pointe, sécheresse, incendie, etc.), il permet également de connaitre le fonctionnement du
réseau cas de réalisation d’interconnexions ou maillages.
Le présent document constitue le rapport de phase 3 de l’étude, il comprend 3 chapitres :
• Modélisation du réseau d’eau potable
• Analyse du fonctionnement du réseau en situation actuelle
• Etude des scénarios d’alimentation et de gestion du service différents
ICA environnement
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APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
1. MODELISATION DU RESEAU
Afin d’examiner le comportement hydraulique du réseau, un modèle mathématique a été
construit à partir des mesures effectuées lors de la phase précédente. Ce modèle permet de
détecter les zones de faibles et fortes pressions, d’identifier les zones vulnérables, d’étudier
le marnage des réservoirs.
Le modèle permet également d’examiner la fiabilité du service en cas d’alimentation par des
collectivités voisines, mais aussi, d’étudier le fonctionnement du réseau en situation future
afin de prévoir les aménagements nécessaires pour assurer l’alimentation en période de
pointe.
Les données nécessaires à la construction du modèle comprennent, d’une part, la
topographie du réseau (longueur, diamètre et rugosité des conduites, cote de l'eau, du radier
et du trop-plein) et d’autre part, la répartition des consommateurs sur les nœuds ou
desservis en route.
1.1
Description du modèle
La modélisation du réseau a été réalisée à l’aide du logiciel PORTEAU développé par le
CEMAGREF.
Les bases de construction du modèle sont les suivantes :
La modélisation concerne l’ensemble du réseau communal, à l’exception du réseau du
Crozet qui n’a pas fait l’objet de mesures.
Le réseau modélisé a été divisé en 3 sous réseaux correspondant au même découpage
que celui réalisé lors de la campagne de mesures (voir paragraphe 1.1.4 phase 2).
Les consommations d’eau affectées aux nœuds sont celles issues du fichier « abonnés »
fournit par le Syndicat des eaux de Velay, réparties géographiquement en fonction des
secteurs de distribution et le plus proches de la réalité que possible.
Un profil journalier de consommations a été calculé pour chaque réseau de distribution.
Les gros consommateurs ont été individualisés.
La schématisation des réseaux prend en compte les canalisations de diamètre supérieur
ou égal à 40mm.
ICA environnement
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APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Les conditions limites choisies sont de :
- 1 m/s pour la vitesse de l’eau dans les canalisations
- 100 mCE pour la côte piézométrique aux nœuds
La charge standard est de 20 mCE.
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Le modèle intègre ainsi :
80 nœuds ordinaires et 90 tronçons
1 ressource (regroupement des captages)
2 réservoirs de stockage, 1 bâche de pompage, 2 réservoirs pour les achats d’eau à
Usson en Forez
1 station de pompage
1.2
Calage du modèle
1.2.1
Principe du calage
Le calage du modèle construit signifie ajuster le modèle à la réalité afin d’obtenir des
résultats congruents. La procédure pour ajuster le modèle consiste en un processus itératif.
La comparaison entre les résultats du calcul et les mesures réalisées pendant la campagne
permet d’ajuster les paramètres du réseau (rugosité, état des vannes, etc.).
Le calage réalisé pour le réseau de la commune d'Apinac a porté sur les volumes distribués
(profil de consommation), sur le marnage des réservoirs (variation de la hauteur d’eau dans
le réservoir) et sur les pressions mesurées au niveau du réseau de distribution.
Calage du volume distribué : La première étape consiste en caler les volumes distribués
pendant la campagne de mesure (débits enregistrés en sortie des réservoirs
et ceux provenant de la télégestion) avec les débits simulés par le modèle. Il
s’agit alors d’ajuster un coefficient correspondant à la journée de mesure.
Calage du marnage des réservoirs : Cette étape consiste en caler le débit d’entrée avec
l’automatisme du réservoir.
Calage des pressions : Cette étape consiste à faire correspondre les valeurs des pressions
mesurées avec les résultats de la simulation effectuée avec le logiciel
Porteau. Il s’agit alors d’intervenir sur certains paramètres mal connus
(rugosité, état de vannes, etc.)
ICA environnement
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APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
1.2.2
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Résultats du calage
Pour le calage du modèle, nous avons retenu la journée du 6 août 2011 qui est
représentative de la période de campagne de mesure.
1.2.2.1
Volume distribué
Le calage du volume distribué consiste en la superposition de la courbe-mesure avec la
courbe donnée par le modèle.
Les graphiques suivants présentent le calage des volumes distribués par le réservoir de
Breuil et par le réservoir du Bourg ainsi que le volume distribué sur le secteur de Pommiers
et au réseau de Mas Serre via l’interconnexion de Chalanconnet.
Réservoir de Breuil - Réseau du Bourg
calage du débit distribué
8
Volume distribué (m3/h)
7
6
5
4
3
2
1
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Réservoir du Bourg - Secteur Fontry
calage des volumes distribués
1,6
Volume distribué (m3/h)
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
Mesure
Modèle
Secteur Pommiers
calage des volumes distribués
0,8
Volume distribué (m3/h)
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Réseau de Mas Serre
calage des volumes distribués
1,2
(compteur Chalanconnet)
1
Volume distribué (m3/h)
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
0,8
0,6
0,4
0,2
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
1.2.2.2
Modèle
Marnage des réservoirs
Les graphiques suivants correspondent au calage du marnage (variations de la hauteur
d’eau) des 2 réservoirs existants.
ICA environnement
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Reservoir de Breuil
hauteur d'eau - calage
170
hateur d'eau (centimètres)
160
150
140
130
120
110
100
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
Modèle
La courbe suivante correspond au marnage du réservoir du Bourg, qui fonctionne comme un
réservoir d’équilibre, le graphique montre que le renouvellement de l’eau ne se fait pas (le
réservoir reste toujours plein)
Réservoir du Bourg
hauteur d'eau - calage
240
hauteur d'eau (centimètres)
220
200
180
160
140
120
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
1.2.2.3
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Calage des pressions
Le modèle mathématique ne permet pas de transcrire les oscillations de pressions, le calage
est réalisé sur la mesure moyenne.
Les graphiques qui suivent montrent le calage des mesures de pression effectuées sur les
différents points du réseau.
Réseau du Bourg
Le Bourg - Centre d'accueil
calage des pressions
2,5
pression (bars)
2
1,5
1
0,5
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
Modèle
Réseau du Bourg
Stade
calage des pressions
6
Pression (bars)
5
4
3
2
1
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Réseau du Bourg
Hameau de Gachat
calage des pressions
3,5
3
pression (bars)
2,5
2
1,5
1
0,5
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
Modèle
Réseau du Bourg
Hameau de Jossy
calage des pression
9
8
Pression (bars)
7
6
5
4
3
2
1
0
4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 4/8/11 5/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Réseau du Bourg
Combreau
calage des pressions
10
9
8
Pression (bars)
7
6
5
4
3
2
1
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
Mesure
Modèle
Réseau du Bourg
Hameau de Fontry
calage des pressions
3,5
pression en bars
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Réseau du Bourg
Hameau de Pommiers
calage des pressions
10
9
Pression (bars)
8
7
6
5
4
3
2
1
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
Modèle
Réseau Fournel
Hameau de Fournel
calage des pressions
6
pression (bars)
5
4
3
2
1
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Réseau Le Mas - Serre
Hameau Les Mas
calage des pressions
12
Pression (bars)
10
8
6
4
2
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
Modèle
Réseau Le Mas - Serre
Hameau de Serre
calage des pressions
5
Pression (bars)
4
3
2
1
0
6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 6/8/11 7/8/11
0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00
Mesure
ICA environnement
Modèle
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
2. FONCTIONNEMENT DU RESEAU EN
SITUATION ACTUELLE
Un des objectifs de la modélisation est d’identifier les points où la pression de service est
insuffisante (inférieure à 2 bars) soit en raison des faibles diamètres des canalisations, soit
du fait de la topographie. De la même manière on est en mesure d’identifier les zones de
forte pression (supérieure à 10 bars).
Le modèle permet également de déterminer les vitesses de l’eau dans les différentes
canalisations lors des tirages de pointe. Une vitesse excessive dans les canalisations
provoque des casses et une usure accélérée des conduites. On considère que la vitesse
dans les canalisations ne doit pas être supérieure à 1 m/s.
Nous présentons dans ce chapitre les résultats des simulations effectuées pour les
conditions de fonctionnement actuel :
- sur 24 heures : vitesses et pressions maximales
- sur 24 heures : vitesses et pressions minimales
- en tirage de pointe : vitesses maximales et pressions minimales
Les plans des pages suivantes montrent le résultat des simulations effectuées.
Les solutions pour remédier aux dysfonctionnements décelés seront développées
ultérieurement.
ICA environnement
Page 14
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
2.1
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Pressions de distribution
2.1.1
Zones de pression insuffisante
Le réseau de la commune d’Apinac présente plusieurs secteurs où la pression est inférieure
à 2 bars. Ces secteurs concernent notamment le Bourg mais aussi des hameaux situés en
bout d’antenne : Chier de Care, Fontry.
2.1.1.1
Secteur du Bourg
Dans les conditions de fonctionnement actuelles le centre bourg d’Apinac jusqu’au cimetière
(chemin de Saint Roch) peut présenter des pressions inférieures à 2 bars (minimum 1,7
bars) au cours de la journée. Cette situation est chronique pour les abonnés situés sur la
partie haute du bourg.
En conditions de pointe instantanée, certains abonnés localisés sur la route départementale,
au niveau de la Bourgeat, subissent également des pressions faibles.
Cette situation est due à la localisation topographique du bourg (altitude entre 936 et 942 m)
par rapport à la côte du réservoir du Breuil (961.6 m). Un remède à ce problème consiste en
la construction d’un réservoir à une altitude supérieure.
2.1.1.2
Le Chier de Care
Le Chier de Care est localisé au nord du Bourg, quelques abonnés situés sur ce secteur et
alimentés en bout d’antenne, sont desservis avec des pressions inférieures à 2 bars. Cette
situation est permanente quelque soit les conditions de desserte (fonctionnement normal,
fonctionnement de pointe).
De même que pour le secteur du Bourg, cette situation est due à la localisation
topographique de ce lieu dit.
2.1.1.3
Hameau de Fontry
Le hameau de Fontry est alimenté en distribution simple par le réservoir du Bourg. Ce
secteur, localisé en bout d’antenne, présente des basses pressions en conditions de tirages
instantanés de pointe (pression de 1,83 bars au point le plus haut). Ces conditions de pointe
peuvent être crées au cours d’une journée quelque soit la période de l’année, compte tenu
de l’existence d‘un gros consommateur sur ce secteur (Scea des 3 fontaines dont la
consommation est d’environ 4,43 m3/j).
ICA environnement
Page 18
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Compte tenu d’une part du caractère très localisé et exceptionnel des manques de pression
sur cette zone, et d’autre part que la pression de service reste très proche de 2 bars
(pression de confort), nous considérons que cette situation ne justifie pas la réalisation des
travaux (renforcement de 740 m de canalisation).
2.1.1.4
Hameau de Serre
Le hameau de Serre est alimenté depuis le hameau les Mas par une canalisation en PVC
63/53 de plus de 2 400 mètres de longueur.
Compte tenu de l’altitude du hameau de Serre plus élevée de 25 mètres que celle des Mas,
le modèle mathématique montre des basses pressions sur ce secteur en conditions de
tirages instantanés de pointe.
Il faut cependant préciser que cette situation reste théorique car elle n’a pas été observée
pendant la campagne de mesure, probablement du fait que tous les branchements ne sont
pas en service.
2.1.2
Zones de forte pression
Sur le réseau d’Apinac, deux secteurs présentent des pressions légèrement supérieures à
10 bars :
-
-
Le hameau la Chaud des Mas, dont la pression maximale est de 11,1 bars. Cette
pression ne peut être diminuée par un réducteur de pression compte tenu des
villages alimentés plus en aval qui se situent à des altitudes plus élevées (Serre
notamment).
Le hameau des Mas qui peut présenter dans la journée, des pressions supérieures à
10 bars. Ce hameau se trouvant à l’amont de la Chaud des Mas, l’installation d’un
réducteur de pression n’est pas envisageable compte tenu de l’altitude des hameaux
alimentés plus en aval.
2.2
Vitesses
Sur la commune d’Apinac le modèle ne détermine aucun secteur où la vitesse d’écoulement
est supérieure à 1 m/s en tirage de pointe.
ICA environnement
Page 19
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
2.3
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Défense incendie
La commune d’Apinac dispose de 3 poteaux pour la défense contre l’incendie. La conformité
de ces installations a été contrôlée par le Service Départemental d’Incendie et de Secours
de la Loire (SDIS 42) en 2009.
Pour rappel on indique qu’un poteau d’incendie est conforme s’il peut fournir un débit de 60
m3/h sous un bar de pression pendant 2 heures.
Le tableau ci-dessous récapitule le résultat du contrôle effectué.
Localisation
Débit à 1 bar
Débit maximal
Observations
Centre d'accueil
21 m3/h
37 m3/h
Non conforme
Fournel
18 m3/h
20 m3/h
Non conforme
Les Mas
33 m3/h
35 m3/h
Non conforme
Une simulation du fonctionnement du réseau sous conditions d’incendie a été effectuée. Les
résultats obtenus confirment les mesures effectuées par le SDIS42.
Le tableau ci-dessous synthétise les résultats de la modélisation.
Localisation
Débit à 1 bar
Débit à 1 bar
Mesuré sur réseau Calculé par le modèle
Centre d'accueil
21 m3/h
20,8 m3/h
Fournel
18 m3/h
17,3 m3/h
Les Mas
33 m3/h
32,7 m3/h
Le réseau d’alimentation en eau potable de la commune d’Apinac n’est pas destiné à
assurer la défense incendie, compte tenu des faibles diamètres existants sur le réseau.
ICA environnement
Page 20
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
3. ETUDE DES SCENARIOS
D’ALIMENTATION ET DE GESTION DU
SERVICE
La commune d’Apinac est alimentée par des ressources propres (environ deux tiers de la
production totale annuelle) et par des achats d’eau à la commune d’Usson (représentant un
tiers de production totale annuelle).
Un des objectifs de la présente étude est l’analyse des différents scénarios proposant
d’autres possibilités d’alimentation et de gestion du service. Dans cette optique, et après
discussion avec le comité de pilotage, 3 scénarios ont été retenus :
Scénario n°1 : Fonctionnement identique à l’actuel (régie directe avec prestation de
service pour la gestion et le suivi par le Syndicat des eaux du Velay) avec mise en
conformité des captages existants.
Scénario n°2 : Gestion en régie avec abandon des captages et achat d’eau à Usson
et au Syndicat des Eaux de Velay
Scénario n°3 : Transfert de la compétence AEP au Syndicat et adhésion de la
commune au Syndicat du Velay (le devenir des ressources propres à la commune
relèvera alors du syndicat)
3.1
Rappel des données
Avant de procéder à l’étude des scénarios proposés, nous rappelons ci-dessous les volumes
dont dispose la commune ainsi que le besoin de pointe (en situation actuelle et future), établi
lors des phases précédentes.
3.1.1
Volumes importés
Les volumes annuels achetés par la commune d’Apinac à la commune d’Uzon depuis 2006
sont les suivants :
ICA environnement
Page 21
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Achats d’eau
2006
9 824 m3/an
2007
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
2008
9 376 m3/an
2009
6 522 m3/an 10 183 m3/an
2010
moyenne
11 447 m3/an
9 470 m3/an
Source : volumes facturés (fourniture en gros établie par Lyonnaise des eaux)
Pour la suite des calculs on prendra la valeur moyenne de 9 470 m3/an comme volume
importé.
3.1.2
Production propre
La production propre correspond au débit des sources. Depuis mars 2011 la commune
réalise un suivi régulier du débit des sources. Le tableau ci-dessous rappelle les mesures
effectuées par jaugeage de l’ensemble des sources :
Production
propre
Mars 2011
Mai 2011
105,84 m3/j
70,42 m3/j
Juillet 2011
52,99 m3/j
Sept 2011
Oct. 2011
45,36 m3/j
41,62 m3/j
Nov. 2011
47,23 m3/j
moyenne
60,58 m3/j
Source : commune d’Apinac
Pour la suite des calculs on prendra la valeur moyenne de 60,58 m3/j, soit 22 110 m3/an
comme production annuelle propre et 41,62 m3/j comme débit d’étiage.
Au total la commune d’Apinac dispose des volumes suivants :
Achats d’eau :
Production propre :
9 470 m3/an
22 110 m3/an
Volume annuel mis en distribution : 31 580 m3/an
Volume vendus :
3.1.3
23 400 m3/an
Achats d’eau en période d’étiage
Les volumes indiqués précédemment correspondent aux volumes annuels. Or, le cas le plus
défavorable correspond à la période d’étiage (à priori pendant les mois d’automne) ou la
ressource propre diminue, dans ce cas les volumes achetés viennent à compenser le
manque d’eau. Dans la même logique, le besoin le plus important correspond aux périodes
de consommation de pointe (à priori pendant les mois d’été).
Le tableau suivant reprend les valeurs de la ressource en étiage et le besoin de pointe en
situation actuelle et future (établi lors de la phase précédente) :
ICA environnement
Page 22
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
SITUATION ACTUELLE
Ressource à l’étiage :
Captages : 41,62 m3/j
*Achats : 59,18 m3/j
Besoin de pointe :
100,8 m3/j
SITUATION FUTURE
Ressource à l’étiage :
Captages : 41,62 m3/j
*Achats : 69,98 m3/j
Besoin de pointe :
111,6 m3/j
(*) Valeur calculée : différence entre besoin et captage
3.2
Etude des scénarios
3.2.1
Scénario n°1 : fonctionnement identique à l’actuel
Ce scénario correspond au schéma d’alimentation actuelle de la commune :
-
Production propre par les captages pour l’alimentation du réseau du Bourg
-
Achat d’eau à la commune de Usson en Forez au niveau des 3 points de livraison
(Roche pour le secteur Fournel et appoint au réservoir du Breuil pour alimenter le
réseau du Bourg ; Chalanconnet les Mas pour le secteur Mas-Serre ; Chalanconnet
le Crozet pour le secteur Crozet).
Pour le maintien de ce scénario (régie directe avec prestation de service pour la gestion et le
suivi par le Syndicat des eaux du Velay) la commune doit procéder à la mise en conformité
des captages existants (travaux des périmètres de protection immédiats), et réaliser une
unité de traitement de l’agressivité de l’eau (neutralisation).
3.2.1.1
Estimation des coûts
Coût d’investissement
L’estimation des travaux de protection des périmètres des captages a été réalisée à
partir des devis estimatifs établis par le bureau d’études en charge de l’assistance à la
procédure de DUP, de décembre 2003 qui ont été actualisés.
La capacité de la station de neutralisation a été déterminée sur les bases suivantes :
-
débit d’étiage :
débit maximal :
41,62 m3/j, soit sur 10 heures : 4,2 m3/h
100 m3/j
ICA environnement
Page 23
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Les montants des investissements sont les suivants :
INVESTISSEMENTS
MONTANT ESTIME HT
- Périmètres protection Immédiate des captages :
231 950 € HT
- Station de neutralisation (4,2 m3/h)
120 000 € HT
MONTANT TOTAL INVESTISSEMENTS HT
351 950 € HT
Subvention (CG42 / agence de l’eau) 60%
211 170 € HT
MONTANT RESTANT A LA CHARGE DE LA
COMMUNE
140 780 € HT
Ce qui correspond à une annuité de 9 876 € /an pour un emprunt sur 25 ans à 5%.
Coût de fonctionnement
Le coût de fonctionnement correspond aux coûts d’exploitation auxquels sont ajoutés celui
des achats d’eau à la commune d’Usson en Forez.
Coût d’exploitation
COÛTS D’EXPLOITATION
MONTANT ESTIME HT
- Coût d’exploitation en régie (hors entretien des
captages, station de traitement et achats d’eau) :
- Coût d’exploitation station de neutralisation :
22 056 € HT/an
5 123 € HT/an
- Coût entretien des captages :
7 656 € HT/an
MONTANT TOTAL DU COUT D’EXPLOITATION
34 835 € HT/an
Montant des achats d’eau
Le montant des achats d’eau est déterminé à partir de la moyenne des volumes achetés à
Usson en Forez entre 2006 et 2010, soit 9 563 m3/an.
D’après le tarif en vigueur en 2010, le montant des achats d’eau est de :
ACHATS D’EAU
Partie fixe
Partie variable (consommation)
- Part Commune Usson
- Part SDEI
MONTANT TOTAL ACHATS D’EAU HT
Nombre
Prix Unitaire
Total
3
22,50
67,50 €
9 470 m3
9 470 m3
0,572
0,55
5 416,84 €
5 208,50 €
10 692,84 €
ICA environnement
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APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
En additionnant le coût d’exploitation et le coût des achats d’eau, on obtient le coût total
annuel de fonctionnement qui ressort à 45 527,84, arrondi à 45 530 € HT.
Coût global annuel
En récapitulant les montants estimés, le coût global se décompose comme suit :
Coût d’investissement
9 876 € HT
Coût de fonctionnement
45 530 € HT
Coût global annuel total
55 406 € HT
3.2.1.2
Avantages et inconvénients
Avantages
Maintien des capacités
propres de la commune
Inconvénients
de
production Coût important des travaux de protection
des captages
Sans modification de la structure actuelle,
les problèmes de pression insuffisante au
niveau du Bourg ne sont pas résolus
La commune doit être particulièrement
attentive au rendement de réseau (maîtrise
du budget d’achat d’eau)
ICA environnement
Page 25
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
3.2.2
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Scénario n°2 : gestion en régie avec abandon des
captages
La description de ce scénario est la suivante :
-
Alimentation de la totalité de la commune d’Apinac se réalise par des achats d’eau à
la commune d’Usson.
-
Les captages d’Apinac sont abandonnés.
-
Service de l’eau fonctionne en régie directe, mais la gestion et le suivi du réseau sont
assurés par le syndicat des eaux de Velay
3.2.2.1
Estimation des coûts
Cout d’investissement
Il n’y a aucun coût d’investissement pour la mise en œuvre de ce scénario qui ne nécessite
pas de renforcement de réseaux sur la commune d’APINAC. Il conviendra cependant de
s’assurer qu’il en est de même pour la commune d’Usson en Forez.
Coût de fonctionnement
Le coût de fonctionnement correspond aux coûts d’exploitation auxquels sont ajoutés celui
des achats d’eau à la commune d’Usson en Forez
Coût d’exploitation :
COÛTS D’EXPLOITATION
MONTANT ESTIME HT
Coût d’exploitation en régie (hors entretien des
captages, station de traitement et achats d’eau) :
22 056 € HT/an
MONTANT TOTAL DU COUT D’EXPLOITATION
22 056 € HT/an
Le coût d’exploitation total d’exploitation est estimé à 22 056 € HT/an.
ICA environnement
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APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Montant des achats d’eau
Le montant des achats d’eau est déterminé à partir des volumes mis en distribution (31 580
m3/an).
D’après le tarif en vigueur en 2010, le montant des achats d’eau est de :
ACHATS D’EAU
Partie fixe
Partie variable (consommation)
- Part Commune Usson
- Part SDEI
MONTANT TOTAL HT
Nombre
Prix Unitaire
Total
3
22,50
67,50 €
31 580 m3
31 580 m3
0,572
0,55
18 063,76 €
17 369,00 €
35 500,26 €
Le coût global annuel de fonctionnement ressort à 57 556,26, arrondi à 57 560 € HT.
Coût global annuel
Coût d’investissement
0 € HT
Coût de fonctionnement
57 560 € HT
Coût global annuel total
57 560 € HT
3.2.2.2
Avantages et inconvénients
Avantages
Inconvénients
Aucun investissement pour la réalisation des Ressource non diversifiée, alimentation non
travaux.
sécurisée en cas de problème majeur
(pollution accidentelle, panne, casse…)
Aucun soucis de quantité d’eau au niveau de Prix d’achat
la production
Dépendance total en matière d’alimentation
en eau vis-à-vis de la commune d’Usson
La commune doit être particulièrement
attentive au rendement de réseau (maîtrise
du budget d’achat d’eau)
ICA environnement
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APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
3.2.3
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Scénario n°3 : Adhésion au Syndicat de Velay
La description de ce scénario est la suivante :
-
Transfert de la compétence AEP au Syndicat des eaux de Velay,
-
Alimentation d’Apinac par le syndicat des eaux de l’Ance Arzon à partir du lieu dit
Pieyres sur la commune de Saint Pal en Chalencon
-
Le devenir des ressources propres à la commune d’Apinac relèvera alors du Syndicat
des eaux.
La mise en place de ce scénario implique la réalisation des travaux et des opérations
suivants :
L’extension du réseau pour raccordement au Syndicat de l’Ance Arzon (2 080 mètres
de canalisation PVC Ø140 mm)
Le renforcement du réseau du bourg (380 mètres de canalisation PVC Ø140 mm et
300 mètres de canalisation PVC Ø110 mm).
Les réservoirs du bourg et de Breuil seront abandonnés.
Les achats d’eau à Usson en Forez devront être maintenus pour les secteurs de :
- Fournel (pression insuffisante pour une alimentation par le syndicat de l’Ance
Arzon),
- Serre-les Mas, (cependant une solution variante consistant en l’alimentation par
extension du réseau du bourg avec installation d’une station de surpression peut
être envisagée),
- Le Crozet.
Il faut souligner que ces travaux permettraient de résoudre les problèmes de pressions
insuffisantes tant dans le bourg que pour le Chier du Care.
ICA environnement
Page 28
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
3.2.3.1
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Estimation des coûts
Coût d’investissement
Les montants des investissements sont les suivants :
INVESTISSEMENTS
MONTANT ESTIME HT
- Extension du réseau 2080 ml PVCØ140mm :
140 000 € HT
- Renforcement réseau du bourg
380 ml PVCØ140mm, 300 ml PVCØ110mm
39 branchements
MONTANT TOTAL INVESTISSEMENTS HT
132 300 € HT
272 300 € HT
Subvention (CG42 / agence de l’eau) 60%
163 380 € HT
MONTANT RESTANT A LA CHARGE DE LA
COMMUNE
108 920 € HT
Ce qui correspond à une annuité de 7 728 € /an pour un emprunt sur 25 ans à 5%
Coût de fonctionnement
Le transfert de la compétence du service d’eau potable de la commune au Syndicat a pour
conséquence la prise en charge intégrale de la gestion du service par le syndicat qui se
rémunère directement auprès des abonnés.
On peut estimer que le rattachement de la commune d’Apinac au Syndicat ne devrait pas
modifier l’équilibre du prix pratiqué par celui-ci.
Traduit en termes de budget, le coût de fonctionnement serait donc égal au produit du
nombre de m3 vendus (23 400 m3/an) par le prix de l’eau du Syndicat (donnée non connue).
Coût global annuel
Coût d’investissement
Coût de fonctionnement
7 728 € HT
Non déterminé
Coût global annuel
ICA environnement
Page 29
APINAC – Etude diagnostique du réseau d’eau potable
3.2.3.2
Rapport de Phase 3 - janvier 2012
Avantages et inconvénients
Avantages
Inconvénients
Transfert total de compétence - Exploitation Ressource non diversifiée, alimentation non
assurée en totalité par une structure sécurisée en cas de problème majeur
opérationnelle
(pollution accidentelle, panne, casse…)
Pas de soucis de quantité d’eau au niveau
de la production
Problème de pression d’eau au niveau du
Bourg résolu
ICA environnement
Page 30