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Reconstruction de l’usine d’eau potable de Mézières-sur-Couesnon
Autorisation au titre de la loi sur l’eau
Date : 29 avril 2010Intervenants : Marc Hervé - David ClausseObjet : CLE du SAGE Couesnon
Sommaire
1. Organisation de la production d’eau du bassin rennais et estimation du potentiel des ressources
2. Estimation des besoins futurs en eau potable et adéquation avec les ressources
3. Présentation des actions prévues au schéma du bassin rennais dans lequel s’intègre la reconstruction de l’usine d’eau potable de Mézières-sur-Couesnon
4. Incidence du projet et mesures compensatoires
Représentation schématique de l’alimentation en eau potable du bassin rennais
Champ FleuryUsine de traitement
et captages souterrains(4 % des volumes)
La Noé – Vau RezéUsine de traitement
et captages souterrains(2 % des volumes)
(10 % des volumes)
(39 % des volumes)
Rennes I - Potentiel de production des drains
� Captage des eaux par gravité : les débits prélevés sont donc proportionnels à la pluviométrie et varient fortement : � durant l’année de 5 000 à 21 600 m3/j� d’une année sur l’autre de 2 800 000 à 8 000 000 de m3/an.
� Ce mode de fonctionnement empêche toute sur-exploitation de la nappe
� Le débit annuel moyen sur la période 1931 – 2008 a étéestimé par l’hydrogéologue agréé à 3 870 000 m3 soit une moyenne journalière pluri-annuelle de 10 600 m3/j
La demande d’autorisation de prélèvement s’appuie sur ces éléments : � Maintien des conditions actuelles de prélèvement par
gravité,� Respect d’une moyenne journalière pluri-annuelle de 10
600 m3 /j et d’un prélèvement journalier qui ne pourra excéder 15 000 m3 /j
� Elle précise en plus que ce prélèvement sera conditionné àla satisfaction prioritaire des prélèvements du Syndicat des eaux du Coglais à la prise d’eau du Bas Sancé sur la Loisance (lui-même étant conditionné au respect d’un débit réservé dans la rivière de 24,3 l/s)
Rennes II – Prise d’eau de Mézières dans le Couesnon� Arrêté préfectoral de 1933 autorisant le
prélèvement à hauteur de 10 000 m3/j, sous réserve que le débit à Pontorson soit supérieur à0,3 m3/s
� La demande d’autorisation porte sur un prélèvement maximal à hauteur de 15 000 m3/j sur le Couesnon (dans le respect d’un prélèvement global drains – Couesnon de 25 000 m3/j)
� Par application de la loi sur l’eau, le prélèvement devra dorénavant respecter un débit minimal garantissant la vie, la circulation et la reproduction des espèces. Celui ci correspond à minima au dixième du module soit 0,36 m3/s à Mézières.
� Le respect de ce débit réservé impliquera l’arrêt du prélèvement dans le Couesnon durant 2 à 3 mois lors d’années sèches.
Bilan du potentiel de ces deux ressources
� Ces valeurs sont des maxima qui seront dans la pratique minorés au vu du taux de sollicitation de l’usine (maintenance, besoins réels, ..) et des contraintes de dilution afin de respecter une teneur en nitrates de l’eau traitée inférieure à 45 mg/l
� Prélèvements historiques maximaux depuis 2002 : � Drains : 4 033 710 m3 en 2007� Couesnon : 3 570 000 m3 en 2005
Année moyenneAnnée quinquennal
sècheAnnée décennale
Potentiel production drains 4 603 000 3 708 000 2 841 000
Potentiel production usine (autorisée 15 000 m3/j)
4 476 000 3 884 000 3 823 000
Potentiel annuel 9 079 000 7 592 000 6 664 000
Perspectives d’évolutionLes études menées en 2006 ont conduit à deux
conclusions : 1. La croissance démographique à l’horizon 2020 se fera
majoritairement en périphérie de Rennes ce qui va nécessiter un important renforcement des adductions de transfert et de stockage sur les lieux de consommation
2. Les capacités de production du bassin rennais sont capables de répondre à l’augmentation des besoins à l’horizon 2020 sous réserve de mener une politique active d’investissements sur les usines de traitement
Evolution des besoins en eau : � Il a été estimé, à partir des prévisions du PLH, que les besoins du
Bassin Rennais, allaient passer de 20,6 millions de m3 en 2004 à24,5 ou 26,7 millions de m3 en 2020 (27,3 lors d’année sèche)
� A ces besoins s’ajoute les exports vers des collectivités du département extérieures au SMPBR, qui devraient passer de 0,6 millions de m3 en 2004 à 2 millions m3 en 2020 (3,5 lors d’année sèche)
Comparaison avec les évolutions constatées
� Besoins 2004 du bassin rennais : 20 600 000 m3
� Besoins 2008 du bassin rennais : 19 600 000 m3
� Au lieu des 21 575 000 m3 estimés selon croissance linéaire
� Au lieu des 22 125 000 m3 estimés selon prévisions « PLH »
� Cette évolution ne remet pas en cause la pertinence des investissements envisagés mais cela permettra : � d’alléger d’autant la pression sur les ressources.� de repousser d’autant la nécessité de trouver de nouvelles ressources
3 - Présentation des actions prévues au schéma du bassin rennais dans lequel s’intègre la reconstruction de l’usine d’eau potable de Mézières-sur-Couesnon
Le schéma d’alimentation en eau potable du Bassin Rennais à l’horizon 2020 repose sur 4 axes majeurs
1 – Continuer les actions de protection de la ressource sur les bassins versants2 – Adopter de « nouveaux » principes de gestion des ressources existantes :
� Utiliser en priorité les prises d’eau en rivière (Meu et Couesnon) durant les périodes hivernales,
� Réserver l’utilisation de la retenue de la Chèze pour les périodes d’étiage. Le remplissage doit être assuré pour fin avril, si nécessaire avec le Meu,
3 – Réaliser un important programme d’investissements sur les installations de production et réviser certaines autorisations de prélèvement :� Refonte de l’adduction de Rennes I – II à travers :
� L’augmentation de l’autorisation de prélèvement dans le Couesnon et la régularisation de l’autorisation sur les drains,
� La reconstruction de l’usine de Mézières-sur-Couesnon,
� La reconstruction et la mise sous pression de l’aqueduc de Rennes I – II,
� Restructuration de l’usine de Villejean, � Pérennisation de la prise d’eau de secours des Bougrières avec mise en place de
périmètre de protection
4 – Mise en œuvre d’un programme pluri-annuel d’économie d’eau
Organisation et insuffisances des captages de Rennes I – II
Aqueduc de collecte de DN 200 à 500 (23 km)
Aqueduc de transport de DN 800 à l'amont de l'usine de Mézières (10,5 km)
Ville de Rennes Réservoirs des Gallets
13 drains maçonnés (13,5 km)
Usine de Mézières sur Couesnon
Aqueduc de transport de DN 1000 à l'aval de l'usine de Mézières (31,5 km)
Transfert vers l’usine de Villejeanpour re-traitement avant distribution
Rennes I : Captages du Coglais
Rennes II
Le projet de restructuration de Rennes I – Rennes II
1 – Rénovation à l’identique de l’aqueduc entre les captages du Coglais et l’usine de Mézières :
2 – Reconstruction et mise sous pression de l’aqueduc entre l’usine de Mézières et Rennes : � Garantir la qualité de l’eau préalablement traitée à Mézières,� Augmenter le potentiel de transfert d’eau,� Limiter les pertes,� Permettre des ventes d’eau potable le long de la canalisation,� Permettre un retour d’eau potable vers le Pays de Fougères en
cas de sécheresse.
3 – Reconstruction de l’usine des eaux de Mézières-sur-Couesnon : � Obtention d’une eau potable en toute circonstance,� Traitement conjoint de l’eau des drains et du Couesnon d’une
capacité de 1 250 m3/h,� Pas de traitement prévu sur les Nitrates,� Augmentation des capacités de prélèvement dans le Couesnon
: de 500 à 750 m3/h, sous réserve de respecter un débit minimal dans le Couesnon de 1 300 m3/h
� Maintien des conditions actuelles de prélèvement sur les drains avec régularisation de l’autorisation : moyenne pluri-annuellede 10 600 m3/j et maxima de 15 000 m3/j
Vue du site actuel et aménagements projetés
Aménagement du pompage
dans le Couesnon et canalisations de
transfert des eaux brutes vers la nouvelle usine
Canalisation de retour des eaux de
process vers le Couesnon, via les anciens décanteurs
transformés en lagune de sécurité
La qualité des eaux brutes� L’eau du Couesnon :
� Qualité moyenne à médiocre pour les matières organiques
� Contamination par les Pesticides� Sensible aux pollutions parasitaires� Faible minéralisation� Concentrations en Nitrates qui atteignent la norme
� L’eau des Drains : � Bonne qualité pour les matières organiques� Absence de contamination par les Pesticides� Faible sensibilité aux pollutions parasitaires� Faible minéralisation� Concentrations en Nitrates qui dépassent la norme mais en baisse régulière
Evolution des nitrates dans l’eau des drains
NO3 - RENNES I
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52
Semaine
NO3 (mg/l)
Année 2007
Année 2008
Année 2009
Année 2010
NORME : 50 mg/l
Prétraitement
Décantation
Réacteur C.A.P.
Filtration
Désinfection
Couesnon
Ultrafiltration
Inter-traitement
EAU DU COUESNONPRE-TRAITEMENT :
Pré-oxydation (KMnO4)Pré-reminéralisation (CO2 et Lait de Chaux)
Coagulation pour préparer à la décantation (FeCl3)Injection si nécessaire de polymère
PRE-TRAITEMENT :Pré-oxydation (KMnO4)
Pré-reminéralisation (CO2 et Lait de Chaux)
Coagulation pour préparer à la décantation (FeCl3)Injection si nécessaire de polymère
Prétraitement
Décantation
Réacteur C.A.P.
Filtration
Désinfection
Couesnon
Ultrafiltration
Inter-traitement
DECANTATION (PULSATUBE®)
Elimination des matières en suspension
Elimination de la matière organique
DECANTATION (PULSATUBE®)
Elimination des matières en suspension
Elimination de la matière organique
EAU DU COUESNON
Prétraitement
Décantation
Réacteur C.A.P.
Filtration
Désinfection
Couesnon
Ultrafiltration
Inter-traitement
INTER-TRAITEMENT
Idem que pré-traitement mais avec les eaux des drains
INTER-TRAITEMENT
Idem que pré-traitement mais avec les eaux des drains
Eau des Drains
EAU DU COUESNON+DRAINS
Prétraitement
Décantation
Réacteur C.A.P.
Filtration
Désinfection
Couesnon
Ultrafiltration
Inter-traitement Eau des Drains
EAU DU COUESNON+DRAINSREACTEUR CAP (PULSAZUR®)
Injection de Charbon Actif en Poudre
Elimination du résiduel de matière organique
Elimination des micropolluants : pesticides, ..
REACTEUR CAP (PULSAZUR®)
Injection de Charbon Actif en Poudre
Elimination du résiduel de matière organique
Elimination des micropolluants : pesticides, ..
Prétraitement
Décantation
Réacteur C.A.P.
Filtration
Désinfection
Couesnon
Ultrafiltration
Inter-traitement
FILTRATION SUR SABLE (AQUAZUR V®):
Elimination du résiduel des Matières En SuspensionPréparation à l’ultrafiltration
FILTRATION SUR SABLE (AQUAZUR V®):
Elimination du résiduel des Matières En SuspensionPréparation à l’ultrafiltration
®
EAU DU COUESNON+DRAINS
Eau des Drains
Prétraitement
Décantation
Réacteur C.A.P.
Filtration
Désinfection
Couesnon
Ultrafiltration
Inter-traitement
EAU DU COUESNON+DRAINS
ULTRAFILTRATION (ULTRAZUR®)
Clarification et désinfection finale de l’eau
ULTRAFILTRATION (ULTRAZUR®)
Clarification et désinfection finale de l’eau
Performance en désinfection : Qualité excellente et constante
Abattements des bactéries et virus• Bactéries : 7 Log soit 99,99999 %
• Parasites et Kystes : 7 Log soit 99,99999 %(Résistance au chlore et O3)
• Virus (Polio, le plus petit) : 6 Log soit 99,9999 %
Abattements des bactéries et virus• Bactéries : 7 Log soit 99,99999 %
• Parasites et Kystes : 7 Log soit 99,99999 %(Résistance au chlore et O3)
• Virus (Polio, le plus petit) : 6 Log soit 99,9999 %
L’ultrafiltration est une technologie très sécuritaire dans le domaine du traitement de l’Eau Potable qui permet d’obtenir des turbidités inférieures à 0,1 NFU
Elle permet une désinfection « physique », ce qui permet de limiter les traitements chimiques (ozonation, ..) susceptibles de générer des sous produits
En créant une barrière infranchissable aux bactéries et virus, elle permet d’envisager un recyclage des eaux de process afin d’améliorer le rendement de l’usine
MS2
25
nm
T4
225 nm
E. Coli Giardia
ULTRAFILTRATION
� Quantité d’eau traitée :
� Rendement hydraulique avec recyclage: 95,1%� Rendement hydraulique sans recyclage: 89,1%� Quantité d’eau produite annuelle: 7 796 400 m3/an
� Qualité de l’eau traitée:
� COT ≤ 2 mg/l (6.5 à 15 mg/l en entrée)� Turbidité ≤ 0.5 NFU (20 à 65 NFU en entrée)� Abattement en Cryptosporidium et en germes de Giardia: 6 log
GARANTIES DE TRAITEMENT
POINTS FORTS DU PROJET RETENU EN MATIERE DE PERFORMANCE ENVIRONNEMENTALE
� Une usine compacte :
� Economie sur le béton, le ferraillage et le carburant,� Meilleure intégration dans le site
� Une filière gravitaire :
� Utilisation de la pente du terrain,
� Des bâtiments économes :
� Ventilation naturelle, � Matériaux isolants et panneaux solaires.
� Des procédés performants afin de limiter les consommations d’énergie et de réactifs :
� Variateurs de vitesse sur tous les pompages,� Moteurs haute performance EFF1,
���� Engagement du constructeur
à travers le compte
d’exploitation de l’installation
���� Engagement du constructeur
à travers le compte
d’exploitation de l’installation
Recyclage des deuxième eaux de lavage des filtres et des eaux de rétrolavagedes membranes :
� Pertes en eau limitée à 5 %
� Diminution de la pression de prélèvement
dans le Couesnon à production équivalente
� Moindre consommation de réactifs et
d’énergie
Traitement préalable de ces eaux avant
réintroduction dans la filière :
� Éviter toute dégradation de la qualité de
l’eau traitée
Mise en œuvre d’un suivi spécifique
qualitatif du procédé de recyclage :
� THM avec et sans recyclage
� Parasites (Giardia et Cryptosporidium)
MISE EN ŒUVRE DU RECYCLAGE POUR DIMINUER LES PERTES
Prétraitement
Décantation
Réacteur C.A.P.
Filtration
Désinfection
Couesnon
Ultrafiltration
DrainsInter-traitement
Filtration sur sable
���� Autorisation soumise à l’avis de l’AFSSA���� Autorisation soumise à l’avis de l’AFSSA
UV
Traitement des rejets
L’ensemble des eaux sales, à l’exception de celles faisant l’objet d’un recyclage, sont dirigées vers la filière boues : � Traitement par épaississement et déshydradation sur filtre-presse
� Stockage longue durée (8 mois) sur site� Epandage agricole
Rejets des eaux dans le Couesnon à l’amont de l’usine, après passage dans les anciens décanteurs transformés en lagune de sécurité
Budget prévisionnel de la reconstruction de l’usine de Mézières
� Enveloppe prévisionnelle : 22 356 064 € HT
� Budget prévisionnel au 1er oct 09 : 20 821 662 € HT
� Marché de travaux : 18 482 000 €� Actualisation et autres travaux : 1 174 100 €� Etudes : 1 100 350 €� Acquisition : 55 212 €
� Plan de financement prévisionnel : � Conseil Général 35 : 9 %� Agence de l’Eau Loire Bretagne : 20 %� SMG 35 : le solde
Programme d’économies d’eau 2009 –2012 de la Ville de Rennes
� Objectif :� Sécuriser d’avantage l’alimentation en eau du bassin rennais en
raisonnant les prélèvements,� Diminuer la pression exercée sur la ressource en eau et les milieux
aquatiques, � Différer le besoin de nouvelles ressources et les investissements
associés,
� Objectif : 2 000 000 m3 d’eau économisés par an à l’horizon 2018� Soutien actif de l’Agence de l’Eau Loire Bretagne et du Conseil
Régional� Actions à tous les étapes du cycle de l’eau :
� Production et adduction : rendement des usines, reconstruction de l’aqueduc de Rennes I - II,
� Distribution : politique active de renouvellement de réseau, installation de bornes monétiques à carte, sectorisation du réseau par la pose de débitmétres, séparation du réseau public – privé ...
� Consommations domestiques, industrielles et municipales : appel àprojets auprès des associations, partenariat avec les offices HLM, récupération d’eau de pluie pour les usages municiapux ne nécessitant pas d’eau potable …
Incidence du prélèvement des drains
� Comparaison avec l’état initial impossible du fait de la date de création des drains (1882)
� Les essais de comparaison, réalisés par l’hydrogéologue agréé, avec le site voisin des échelles se sont avérées infructueuses
� Le maintien du système actuel de prélèvement n’entrainera aucune incidence nouvelle par rapport à la situation actuelle
Impact sur les autres usages « eau potable » sur Loisance - Minette et mesures compensatoires
� Aire de captage des drains «Loisance » = 24 % du bassin versant amont de la prise d’eau du Bas Sancé
� Le prélèvement influence donc le débit naturel de la loisance au droit de la prise d’eau même si il n’a pas été possible de le quantifier précisément
� La Ville de Rennes s’est donc engagée au titre des mesures compensatoires à livrer de l’eau au SIE du Coglais dès lors que le débit de la Loisance est inférieur au débit réservé,
� Les programmes de reconquête de la qualité de l’eau menés par le bassin rennais sur les drains depuis de nombreuses années (acquisition de terrain, boisement, ..) ont permis d’améliorer la qualité des eaux souterraines et de surface, ce qui a contribué àpérenniser la prise d’eau du Bas Sancé
Simulation des déficits de prélèvement de la prise d’eau du Bas Sancé du fait du respect du débit réservé
Incidence sur la qualité de l’eau lors de mise en décharge de l’eau des drains
� Afin de permettre des travaux d’entretien du réseau, des « mises en décharge » de l’eau collectée sont possibles lorsque l’aqueduc «croise » les ruisseaux à une côte supérieure
� L’eau des drains étant chargée en nitrates de façon « constante », l’impact de ces décharges sur la qualité de l’eau de surface (Loisance et Minette) a été estimée
� Loisance : la moyenne des drains concernés est constamment inférieure à 50 mg/l
� Minette : la moyenne des drains concernés est voisine de 50 mg/l. Au vu des volumes concernés et du débit à Antrain, l’effet au droit de cette prise d’eau est minime.
Incidence du prélèvement sur le Couesnon
� Caractéristiques hydrologique du Couesnon au droit de Mézières : � Module interannuel : 3,64 m3/s� Dixième du module : 0,364 m3/s� Débit d’étiage naturel (QMNA-5) : 0,280 m3/s� Prélèvement actuel Ville de Rennes : 0,14 m3/s soit 3,8 % du
module� Prélèvement futur Ville de Rennes : 0,2 m3/s soit 5,5 % du
module� Situation actuelle : l’autorisation de prélèvement n’est pas
soumise au respect d’un débit réservé� Situation future : le prélèvement devra respecter un débit
réservé égal au dixième du module� Les arrêts de prélèvement dans le Couesnon pourront aller
jusqu’à 3 mois. � Malgré l’augmentation de l’autorisation de prélèvement, et du
fait de la fixation d’un débit réservé, le nombre de jours où le débit du Couesnon est inférieur à 0,364 m3/s diminuera donc par rapport à la situation actuelle
Incidence sur les autres usages
� Compatibilité du prélèvement avec les autorisations de rejet des stations d’épuration : celles-ci sont basées sur le QMNA-5, qui est plus faible que le débit réservé imposé au prélèvement d’eau à Mézières. La dilution des rejets autorisés sera donc assurée de façon satisfaisante
� Compatibilité du prélèvement avec les aménagements prévus pour le désensablement du Mont Saint Michel : � Ouvrage de chasse dimensionné à 100 m3/s (prélèvement drains + Couesnon de 0,29 m3/s).
� Volumes prélevés à Mézières correspondent à 2 % des volumes moyen d’eau transitant à Antrain
Incidence sur la faune piscicole
� Une évaluation du Débit Minimum Biologique a été effectuée en aval de la prise d’eau (méthode Estimhab – caractéristiques des habitats du cours d’eau pour deux débits différents)
� Caractéristiques piscicoles du Couesnon à l’aval de Mézières : � 2éme catégorie,� Cours d’eau à saumons et truites de mer� Présence de saumons atlantiques, lamproie marine er de planer, truite fario et anguille
� Les espèces cibles retenues pour le diagnostic sont les plus exigeantes en terme de milieu : saumon atlantique et truite fario
Incidence sur la faune piscicole� Le diagnostic a fait apparaître des débits seuils en deçà duquel la
diminution des habitats est sensibles : � Truites juvéniles : 0,11 m3/s� Truites adultes : 0,16 m3/s� Saumons juvéniles : 1,5 m3/s
� Le diagnostic a permis de quantifier la perte d’habitat en fonction des débits :
Incidence sur la faune piscicole� Le Débit Minimum Biologique « idéal » serait de 1,5 m3/s, � Le Couesnon présente néanmoins naturellement des débits
inférieurs à cette valeurs durant 141 jours par an (moyenne sur la période 1997 – 2008)
� Le prélèvement conduit à augmenter ce nombre de jours :� Autorisation actuelle : 154� Autorisation future : 157
� Il a été considéré que, du fait de la situation hydrologique du Couesnon déjà défavorable au saumon juvénile, le prélèvement n’induisait pas d’incidence supplémentaire majeure sur les habitats
� Concernant les truites, le débit réservé est suffisant pour garantir un habitat optimal
� A noter que le SAGE indique que « les étiages ne représentent pas un contrainte pour la vie piscicole sur le bassin, la morphologie dégradée étant plus impactante
Bilan et mesures compensatoires du projet
� Les prélèvements réalisés par la Ville de Rennes ont un impact sur le régime hydrologique du Couesnon mais celui-ci est limité du fait : � de l’arrêt des prélèvements dans le Couesnon en deçà du débit réservé,� du caractère gravitaire du prélèvement des drains. La corrélation à la
pluviométrie annuelle empêche toute surexploitation de la nappe,� Les principales mesures compensatoires prévues sont :
� La diminution des pertes en eau de l’infrastructure de Rennes I – II et le retour des eaux de process au milieu naturel initial (et non plus dans la Vilaine),
� La sécurisation de la prise d’eau du Bas Sancé pour le SIE du Coglais àl’échéance 2011
� La sécurisation de l’alimentation en eau du Pays de Fougères en période de sécheresse par un fonctionnement inversé de l’aqueduc à hauteur de 4 000 m3/j à l’horizon 2020
� L’amélioration de la qualité du rejet des eaux de process dans le Couesnon (Teneur en MES de 30 mg/l au lieu de 60),
� L’amélioration du suivi journalier des volumes prélevés et du débit des rivières,
� La mise en œuvre d’un suivi qualitatif des milieux : � Amont et aval du prélèvement sur le Couesnon : T° et oxygène
dissous durant les mois critiques et un IGBN par an� Minette et Loisance à l’aval des prélèvements : un IGBN par an
� L’aménagement de la passe à poissons existantes pour assurer la continuité écologique du Couesnon,
� Le réaménagement paysager du site de l’usine actuelle