Une entreprise danoise cartographie le défi H2S à l'échelle de la ville à l'aide d'un nouveau capteur H2S

Cartographier la présence d’H₂S à l’échelle d’une ville : retour d’expérience d’Aarhus Vand

Le service des eaux danois Aarhus Vand conduit une analyse approfondie des niveaux de sulfure d’hydrogène (H₂S) dans le réseau d’assainissement du village de Solbjerg, après des suspicions de concentrations élevées. Grâce à l’installation de 15 capteurs H₂S en phase liquide, l’opérateur bénéficie désormais d’une vue dynamique et complète de l’évolution du polluant sur l’ensemble du territoire, conduisant à la construction d’une tour de stripping pour atténuer les risques identifiés.

En un coup d’œil :

Contexte : l’H₂S, menace silencieuse des réseaux d’assainissement

Le sulfure d’hydrogène est un gaz invisible qui provoque la détérioration accélérée des infrastructures d’assainissement ainsi que l’émission d’odeurs nauséabondes affectant le confort des riverains. Avec la centralisation des traitements des eaux usées et la séparation des eaux pluviales, la problématique ne cesse de croître.

De nombreuses solutions d’atténuation de l’H₂S existent, mais les exploitants manquent souvent de données fiables et continues pour comprendre l’origine, l’évolution et l’ampleur du phénomène à l’échelle d’un réseau complet. Les décisions stratégiques d’asset management sont alors souvent prises avec peu d’éléments tangibles, ce qui peut conduire à des choix d’investissement sous-optimaux.

Le défi : comprendre une dégradation anormale du réseau

Aarhus Vand suspecte que des niveaux élevés d’H₂S accélèrent la dégradation du réseau d’égouts à Solbjerg. Après une opération de réhabilitation (sliplining) d’une conduite en béton fortement impactée en périphérie du village, l’opérateur a décidé de lancer une étude détaillée pour mieux caractériser le phénomène.

Solbjerg est situé à la frontière sud de la municipalité d’Aarhus et reçoit les eaux usées de deux conduites de refoulement ramifiées, issues de postes de pompage résidentiels situés dans les zones rurales au sud du village. À l’intérieur de Solbjerg, le réseau gravitaire collecte les effluents des 3 500 habitants. Les eaux usées combinées sont ensuite acheminées vers la station de pompage principale du village.

À partir de cette station principale, les eaux sont refoulées sur environ 6 km jusqu’au village voisin de Tranbjerg, avant d’être dirigées vers la station d’épuration de Viby, dans la région d’Aarhus. Cette configuration génère des temps de séjour importants propices à la formation d’H₂S.

Déploiement : 15 capteurs SulfiLogger™ en phase liquide

En collaboration avec Aarhus Vand, 15 capteurs SulfiLogger™ H₂S en phase liquide ont été installés à des points stratégiques du réseau afin d’obtenir une vision complète et dynamique du comportement de l’H₂S :

• 11 capteurs dans les conduites gravitaires au sein de Solbjerg et dans les regards de décharge recevant les deux conduites de refoulement ramifiées provenant des zones rurales.
• 4 capteurs supplémentaires dans la salle d’aspiration de la station de pompage centrale de Solbjerg et dans le regard de décharge de la conduite de refoulement en direction de Tranbjerg.

Connectés à une solution cloud, ces 15 capteurs ont fourni des données H₂S en temps réel, permettant un suivi continu et une analyse fine de la dynamique de l’H₂S dans l’ensemble du système.

Résultats : une vision dynamique de l’H₂S dans tout le réseau

Les données collectées en ligne par les 15 capteurs ont permis à Aarhus Vand d’obtenir une vue dynamique du développement de l’H₂S dans le réseau d’assainissement de Solbjerg.

Capteurs 1 à 7 : rôle de “gatekeepers” en entrée de village
Les sept premiers capteurs ont été positionnés de manière à capter l’effet des deux conduites de refoulement ramifiées arrivant au village :

• Les capteurs 1 à 4 suivent l’apport en provenance du sud-ouest.
• Les capteurs 5 à 7 mesurent l’apport en provenance du sud-est.

Les données issues de l’entrée sud-ouest montrent des niveaux d’H₂S élevés et relativement prévisibles juste après le point de décharge de la conduite de refoulement, suivis d’un dégazage rapide avec des concentrations nettement plus faibles en aval du rejet.

Capteurs 8 à 11 : réseau gravitaire nord et centre du village
Les capteurs 8 à 11, positionnés dans les conduites gravitaires des parties nord et centrale de Solbjerg, n’ont mis en évidence aucune concentration significative d’H₂S. Cette zone du réseau ne présente donc pas de problème particulier lié à l’H₂S durant la campagne de mesure.

Capteurs 12 à 15 : conduite de refoulement Solbjerg → Tranbjerg (6 km)
Les capteurs 12 à 15 ont été utilisés pour analyser l’effet de la conduite de refoulement de 6 km reliant Solbjerg à Tranbjerg. Cette conduite comprend par ailleurs un embranchement intermédiaire reliant des postes de pompage résidentiels situés à mi-parcours.

Les variations journalières d’H₂S sont restées globalement similaires sur l’ensemble de la campagne, mais l’amplitude des pics quotidiens enregistrés dans le regard de décharge a varié de façon notable, entre environ 2 et 4 mg/L. Ces données solides ont confirmé les soupçons d’Aarhus Vand quant au transport de niveaux élevés d’H₂S jusqu’à Tranbjerg.

Sur la base de cette analyse et des valeurs mesurées, le service des eaux a décidé de construire une tour de stripping équipée d’un système de filtration au niveau du regard de décharge. Cette installation permet d’éliminer efficacement la problématique d’H₂S à cet endroit stratégique du réseau.

Perspectives : l’apport décisif de la mesure en phase liquide

La campagne menée à Solbjerg illustre l’importance cruciale des données temps réel pour comprendre l’origine, l’ampleur et le développement de l’H₂S dans les réseaux d’assainissement urbains.

Dans cette optique, la mesure directe en phase liquide offre des avantages déterminants par rapport aux approches classiques de mesure en phase gazeuse :

• les mesures ne sont pas affectées par la ventilation de l’air dans les regards ou les conduites,
• elles sont indépendantes des conditions d’écoulement,
• elles sont moins sensibles aux facteurs environnementaux locaux susceptibles de perturber les mesures en phase gaz.

Des analyses complémentaires sur les données de Solbjerg pourraient permettre d’évaluer l’impact précis de l’opération de sliplining à proximité des capteurs 5 à 7 : il serait ainsi possible de déterminer si cette action de réhabilitation réduit réellement les concentrations d’H₂S dans la zone concernée ou si elle a pour effet de déplacer le problème plus loin en aval dans le réseau d’assainissement.

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