Fluid Mechanics and Acoustics Laboratory - UMR 5509

LMFA - UMR 5509
Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique
Lyon
France


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PhD defense INSA de Lyon

Ainhoa Mate-Marin

Mardi 12 février 2019 à 14h, Amphi. Est, bât. Humanités, INSA de Lyon

Ainhoa Mate-Marin

Approche systémique pour évaluer la capacité du DSM-flux à protéger les milieux aquatiques - Quantification des flux d’eau rejetés par les déversoirs d’orage et interception des polluants particulaires

Jury :

- M. Gilles Belaud, Professeur des Universités, Université Montpellier SupAgro – Rapporteur
- M. Benjamin Dewals, Professeur, Université de Liège – Rapporteur
- Mme. Sylvie Gillot, Directrice de Recherche, IRSTEA Lyon – Examinatrice
- M. Ronan Philippe, Responsable autosurveillance Métropole de Lyon – Examinateur
- M. Gislain Lipeme Kouyi, Maître de conférences, INSA de Lyon – Directeur de thèse
- M. Nicolas Riviere, Professeur des Universités, INSA de Lyon – Co-directeur de thèse

Au cours des dix dernières années, les gouvernements des pays de l’Union Européenne ont été encouragés à collecter des données sur le volume et la qualité de tous les effluents d’eaux urbaines ayant un impact environnemental significatif sur les milieux aquatiques récepteurs. Les méthodes de surveillance de ces flux nécessitent des améliorations, en particulier pour les déversoirs d’orage, ouvrages complexes responsables en grande partie de la dégradation de la qualité des milieux aquatiques récepteurs.

Le DSM-flux (Dispositif pour la surveillance et la maîtrise des flux d’eaux et polluants des réseaux d’eaux pluviales et unitaires) est un nouveau dispositif préfabriqué et pré-étalonné qui garantit les conditions hydrauliques appropriées permettant de mesurer les débits et volumes déversés ainsi que les concentrations et masses de polluants qui y sont transportés.

Dans cette thèse, une relation permettant de mesurer le débit au passage du DSM-flux a été construite grâce à une étude expérimentale sur modèle physique réduit, puis validée pour plusieurs configurations d’écoulement à l’amont du dispositif. Quelles que soient les conditions hydrauliques en amont, les incertitudes relatives sont inférieures à 15% et 2% pour les débits et les volumes étudiés, respectivement, ce qui reste équivalent, voire mieux, par rapport aux incertitudes des méthodes actuelles les plus fiables. La méthode de mesure a été validée in situ sur un dispositif à grande échelle construit sur le terrain et fonctionnant en conditions réelles, ce qui montre la robustesse de la méthode. De plus, grâce à sa conception originale, le DSM-flux favorise l’interception d’une fraction des polluants particulaires. L’hydrodynamique de ce dispositif de mesure a été analysée ainsi que les conditions qui engendrent la décantation des polluants particulaires. En fonction des conditions d’écoulement, ce dispositif peut retenir 50% de la masse totale des matières solides fines en suspension transitant par le dispositif, mais pour des écoulements à débits élevés, cette efficacité est significativement réduite. Sa capacité de rétention a été aussi observée sur le terrain et une méthodologie a été élaborée pour quantifier son efficacité de rétention lors d’études futures.

Outre sa performance hydraulique, sur le plan opérationnel, le dispositif présente plusieurs avantages par rapport à d’autres dispositifs existants : (i) il est pré-étalonné et peut être installé à l’aval de déversoirs d’orage déjà existants, (ii) il peut s’insérer directement au sein du canal de décharge (installation d’un regard de visite équipé d’un DSM), (iii) sa performance hydraulique est indépendante des conditions de l’écoulement à l’amont et (iv) il s’agit d’un dispositif intégré de mesure de débits et de leur qualité simultanément, en plus d’intercepter une partie de polluants particulaires.