Chez Water magazine, nous recherchons constamment des projets qui ont surmonté des difficultés de manière à profiter à d'autres. Dans le cadre d'un projet de mesure des débits dans une petite station d'épuration des eaux usées (STEP) en Cornouailles, nous avons rencontré les principaux acteurs…
Les petites stations d'épuration des eaux usées présentent souvent des défis physiques importants pour les ingénieurs en instrumentation et en contrôle. Cependant, un système de mesure de débit conforme aux normes a été installé dans une station d'épuration à Fowey, dans le sud-ouest de l'Angleterre, grâce à un partenariat entre une compagnie des eaux, un entrepreneur, un fournisseur d'instrumentation et une société d'inspection.
Le débitmètre de la station d'épuration de Fowey devait être remplacé dans le cadre d'un programme de maintenance, une opération complexe compte tenu des contraintes d'espace. Des solutions plus innovantes ont donc été envisagées comme alternative à un remplacement à l'identique.
Les ingénieurs de Tecker, sous-traitant de MEICA pour South West Water, ont donc examiné les options disponibles. « Le canal se situe entre deux fossés d'aération, et il n'y avait pas assez de place pour l'élargir ou le dévier », explique Ben Finney, ingénieur de projet chez Tecker.
arrière-plan
Des mesures précises du débit des eaux usées permettent aux gestionnaires de stations d'épuration d'optimiser leur fonctionnement, de minimiser les coûts et de protéger l'environnement. C'est pourquoi l'Agence de l'environnement a imposé des exigences de performance strictes aux équipements et structures de surveillance du débit des stations d'épuration en Angleterre. Cette norme de performance spécifie les exigences minimales en matière d'autosurveillance du débit.
La norme MCERTS s'applique aux sites autorisés en vertu de la réglementation relative aux permis environnementaux (EPR), qui impose aux exploitants de surveiller les débits d'eaux usées domestiques ou industrielles et de collecter et documenter les résultats. MCERTS définit les exigences minimales d'autosurveillance des débits, et les exploitants ont installé des compteurs conformes aux exigences d'autorisation de l'Agence de l'environnement. L'autorisation d'exploitation des ressources naturelles du Pays de Galles peut également exiger que le système de surveillance des débits soit certifié MCERTS.
Les systèmes et ouvrages de mesure des débits régulés font généralement l'objet d'une inspection annuelle. La non-conformité peut être due à divers facteurs, tels que le vieillissement et l'érosion des canaux, ou une précision insuffisante liée aux variations de débit. Par exemple, la croissance démographique locale, conjuguée à l'intensification des précipitations due aux changements climatiques, peut entraîner la saturation des ouvrages de régulation des débits.
Surveillance du débit de la station d'épuration de Fowey
À la demande de Tecker, des ingénieurs se sont rendus sur place et, ces dernières années, la popularité de cette technologie a considérablement augmenté. « Cela s'explique souvent par le fait que les débitmètres peuvent être installés rapidement et facilement sur des canaux endommagés ou vieillissants sans nécessiter de travaux d'envergure. »
« Les débitmètres interconnectés ont été livrés un mois après la commande et installés en moins d'une semaine. En revanche, les travaux de réparation ou de remplacement des compteurs prendront plus de temps à organiser et à mettre en œuvre ; ils coûteront plus cher ; le fonctionnement normal de l'usine sera perturbé et la conformité aux normes MCERTS ne pourra être garantie. »
Une méthode de corrélation ultrasonore unique permet de mesurer en continu les vitesses individuelles à différents niveaux au sein d'une section d'écoulement. Cette technique de mesure régionale de l'écoulement fournit un profil d'écoulement 3D calculé en temps réel, garantissant des mesures de débit reproductibles et vérifiables.
La méthode de mesure de la vitesse repose sur le principe de la réflexion ultrasonore. Les réflexions présentes dans les eaux usées, telles que les particules, les minéraux ou les bulles d'air, sont analysées par des impulsions ultrasonores d'angle spécifique. L'écho résultant est enregistré sous forme d'image, ou motif d'écho, et une seconde analyse est effectuée quelques millisecondes plus tard. Le motif d'écho obtenu est également enregistré et, par corrélation/comparaison des signaux enregistrés, la position d'un réflecteur clairement identifiable peut être déterminée. Les réflecteurs se déplaçant avec l'eau, ils peuvent être identifiés à différents endroits de l'image.
En utilisant l'angle du faisceau, on peut calculer la vitesse des particules et, par conséquent, la vitesse des eaux usées à partir du déplacement temporel du réflecteur. Cette technologie offre des mesures d'une grande précision sans nécessiter d'étalonnage supplémentaire.
Cette technologie est conçue pour fonctionner dans une canalisation, permettant un fonctionnement efficace même dans les applications les plus exigeantes et polluantes. Les facteurs d'influence tels que la forme de la canalisation, les caractéristiques de l'écoulement et la rugosité de la paroi sont pris en compte dans le calcul de l'écoulement.
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Date de publication : 29 novembre 2024