Réhabilitation structurale des conduites d’eau potable: une première mondiale

Source: Vecteur Environnement
Auteur: Stephane Joseph, B.A. (Env.)
Date: Septembre 2009
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Introduction

Il est surprenant, voire choquant, de constater la condition interne de la plupart des conduites de distribution d’eau potable en fonte de plus de 40 ans. Les photos ci-contre, prises sur quelques réseaux du Québec, en sont quelques exemples. Associés aux baisses de pression et des débits, les dépôts accumulés sur les parois internes des conduites affectent la qualité de l’eau, et ce, dès sa sortie de l’usine de filtration. De plus, ces conduites vieillissantes sont vulnérables aux bris et aux fuites, occasionnant des coûts élevés pour les réparations localisées répétitives et souvent en vain, car le problème de fragilité structural demeure toujours.

Depuis 1998, 10 000 km de conduites d’eau potable ont été réhabilités en Europe, en Australie et en Asie par la projection d’une résine polymérique non structurale. En avril 2008, une résine de force structurale, conforme à la norme NSF 61-5, a fait son apparition sur le marché rendant possible une réhabilitation sans tranchée de force structurale pour conduites d’eau potable selon le standard ASTM F1216. En d’autres mots, il s’agit de construire une conduite dans une conduite : la conduite nouvellement formée doit pouvoir subsister, et ce, sans aucun apport de la conduite hôte. Le standard F1216 dicte la force mécanique requise s’appuyant sur le module et la force de flexion ainsi que la force de tension. Ce standard est surtout utilisé pour le gainage de conduites d’égout, pressurisées ou non. Tout récemment, une équipe scientifique a été rassemblée pour élaborer un nouveau standard pertinent à la technique de projection structurale : ASTM WK23937 - New Guide for Structural Spray Pipe Renewal Technology.

Réhabilitation sans tranchée

« Lors de l’excavation d’une tranchée, le volume extrait doit être remplacé par des matériaux dits nobles. Ce sont des ressources naturelles que l’on extrait des carrières à un coût considérable. On peut imaginer que si l’on avait à construire un tuyau de 100 mètres de longueur à 2,5 m de profondeur avec une tranchée, cela nécessiterait une centaine de camions de 15 tonnes pour transporter les déblais et les remblais. Avec des outils et des robots que l’on fait pénétrer dans le sol et qui sont guidés depuis la surface, il y aurait 10 fois moins de déblais transportés, donc moins de consommation de pétrole. Le Bilan Carbone de l’excavation d’une tranchée comme celle décrite auparavant serait de 449 tonnes d’équivalent CO2, alors qu’une réhabilitation sans tranchée serait de 22, soit 1 pour 20. Par le fait même, il y aurait une économie des ressources naturelles, soit les matériaux nobles utilisés pour remblayer la tranchée. » (Extrait d’une interview radiophonique avec Patrice Dupont, président de l’association France Sans Tranchée Technologie, diffusée le 12 mars 2009 par Radio Classique France).

Bref, effectuer une réhabilitation sans tranchée au lieu d’un remplacement d’une conduite d’aqueduc présente plusieurs avantages : coûte de deux à quatre fois moins cher selon l’emplacement; minimise les nuisances des chantiers, incluant les bruits, la poussière, les déviations, les embouteillages et les pertes d’exploitation des commerces et restaurants; réduit les émissions de gaz à effet de serre, les risques d’accident ainsi que le ralentissement de l’activité économique.

Avec ou sans réseau temporaire

La méthode par projection ne nécessite pas obligatoirement l’installation d’un réseau d’alimentation temporaire, étant donné que l’objectif est de compléter l’ensemble des travaux dans la même journée, soit entre 8 h et 18 h. Dans le cas où le nettoyage serait plus long que prévu ou qu’il y aurait des situations imprévues, la conduite est fermée à une seule extrémité, créant ainsi un cul-de-sac artificiel, alors que l’autre reste branchée sur le réseau. La conduite est alors désinfectée, rincée et remise en service avant 18 h, et les travaux de réhabilitation reprennent simplement le lendemain matin. Cette remise en service dans la même journée est possible grâce au fait que la résine durcit en quelques secondes et qu’elle ne nécessite aucune autre intervention après son application.

Lors des travaux, la collaboration des usagers est essentielle : s’il n’y a pas de réseau temporaire, des avis d’ébullition sont distribués porte à porte par prévention, et le service d’eau est interrompu entre 8 h et 18 h (période de diminution de l’activité résidentielle) pour une période d’un à trois jours. Sans réseau temporaire et avec la collaboration des usagers, des sommes importantes peuvent être économisées et assignées à d’autres postes.

La technique de gainage, utilisée depuis quelques années, a été la première méthode de réhabilitation sans tranchée pour les conduites d’eau potable. Elle consiste à insérer ou à tirer une gaine de polyester enduite de résine à l’intérieur de la conduite. De la vapeur (ou de l’eau chaude) est par la suite véhiculée à l’intérieur pour permettre le durcissement de la gaine. Pour cette technique, la pose d’un réseau temporaire est recommandée, car plus d’une journée est nécessaire pour compléter l’intervention.

L’expérience de la Ville de Vaudreuil-Dorion

À l’automne 2008, la Ville de Vaudreuil- Dorion a utilisé la technique de réhabilitation structurale par projection dans le but de redonner de la force aux conduites pour freiner la fréquence de bris et de fuites, prolongeant ainsi leur durée de vie de plus de 50 ans. Le projet consistait donc à réhabiliter 350 mètres de conduites de 150 mm de diamètre ainsi que 1,1 km de conduite de 250 mm de diamètre. De plus, plusieurs vannes devaient être remplacées sur les conduites à réhabiliter. Par cette technique, la Ville estime avoir épargné des centaines de milliers de dollars en comparaison avec le remplacement conventionnel des conduites.

Quoique quelques changements aient été apportés, la technique de travail était principalement basée sur le Code de pratique anglais du Water Research Centre (WRc), ainsi que sur le manuel M28 de l’American

Water Works Association. Les techniciens ont également reçu la formation du manufacturier américain des équipements de projection, lequel possède une certification ISO 9001.

Les étapes de travail sont les suivantes:

  • Sensibilisation des usagers affectés par les travaux
  • Localisation des conduites, des vannes et des services adjacents
  • Excavation des puits d’accès aux deux extrémités de la conduite
  • Nettoyage et assèchement de la conduite avec de l’air pressurise
  • Évaluation structurale de la conduite avec sonde (voir encadré)
  • Inspection vidéo (avant et après)
  • Projection de la résine polymérique
  • Lecture des pressions
  • Ouverture des entrées de service avec perceuse robotisée
  • Désinfection et collecte d’échantillons d’eau
  • Remise en état des lieux

La technique par projection est applicable pour les conduites de 150 mm (6 po) à 1 500 mm (60 po) de diamètre, quoique des outils soient présentement en développement pour la réhabilitation de conduites de 100 mm (4 po). Lorsque l’accès physique d’un technicien est possible, comme pour des regards ou des conduites de grands diamètres, la pose de la résine est effectuée manuellement avec un pistolet spécialement conçu.

Perfectionnement de la technique

Lors du projet de la Ville, plusieurs situations qui se sont présentées ont contribué au perfectionnement de la technique. Voici quelques-unes des leçons apprises lors du projet:

  • réparer les fuites (fissure, trou) pour freiner les infiltrations avec l’aide d’une petite gaine introduite à l’intérieur de la conduite suite au nettoyage et avant la projection de la résine;
  • la conduite doit être bien asséchée avant l’application de la résine;
  • de 1 à 1,5 mm d’épaisseur de résine peut être appliqué par projection (par exemple, trois projections successives de résine pour une conduite de 150 mm de diamètre respectent la norme ASTM F1216 pour une réhabilitation structurale);
  • alterner le sens directionnel de projection de la résine permet de bien recouvrir le contour immédiat des entrées de service pénétrantes, prévenant ainsi l’infiltration d’eau entre la conduite et le revêtement de résine;
  • le coefficient de friction (Hazen-Williams) est d’environ 120 après la réhabilitation;
  • le logiciel de l’applicateur mesure une variété de critères, dont le volume de résine appliquée, ce qui permet de calculer l’épaisseur de résine appliquée à chaque intervention;
  • l’élongation de 10 % de la résine permet de mieux soutenir les mouvements soudains du sol en période de gel ainsi que la contraction du métal causée par les variations de température de l’eau.

Conclusion

Nous savons que l’eau potable est essentielle à la vie, à l’économie et au développement de la communauté : c’est pourquoi il est important de relever cet immense défi qu’est la remise à niveau de nos conduites d’eau potable. Les techniques de réhabilitation sans tranchée, qui ont fait leurs preuves depuis quelques années, se sont avérées efficaces. En Allemagne, 20 % des travaux de réfection sont aujourd’hui réalisés sans tranchée. L’Irlande du Nord a investi pour sa part plus de 100 millions de dollars pour la réhabilitation par projection de conduites d’eau potable jusqu’en 2010.

Dans certaines villes québécoises et ontariennes, des discussions sont en cours pour réhabiliter de vastes portions de réseau en quelques années seulement. Une équipe de travail composé de cinq techniciens serait suffisante pour réhabiliter jusqu’à 20 km par année avec la technique par projection. Le financement du projet pourrait être étalé entre 10 et 25 ans. Des économies réelles seraient réalisables, telles que la récupération des coûts directs liés aux réparations des fuites et des bris et aux pertes d’eau. Une partie du budget d’exploitation pourrait donc être dirigée vers la réhabilitation plutôt que vers les réparations du réseau. Alors, pourquoi remplacer une conduite quand elle peut être réhabilitée de l’intérieur de façon plus rapide et à un moindre coût?

Remerciement

Nous tenons à remercier la Ville de Vaudreuil- Dorion pour son soutien et sa patience tout au long des travaux. Sans cet apport, le développement de la technique aurait été beaucoup plus laborieux.