Décantation des eaux pluviales dans un ouvrage réel de grande taille : éléments de réflexion pour le suivi et la modélisation

= Stormwater settling process within a full-scale sedimentation system : elements of reflection for monitoring and modelling

• Auteur / Autrice : Andrés Torres
• Direction : Jean-Luc Bertrand-Krajewski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d' Ingénierie Environnementale, EA 4126 (Villeurbanne, Rhône2007-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Mesure

Bassins de stabilisation des eaux usées

Analyse par sédimentation

Écoulement (hydrologie)

Eaux pluviales

Résumé

Les bassins de retenue-décantation constituent des éléments importants de gestion des rejets urbains de temps de pluie (RUTP). Ces ouvrages de décantation des eaux pluviales ont déja�� fait l’objet d’expérimentations in situ et d’expérimentations en laboratoire couplées à des modélisations hydrodynamiques. Les résultats obtenus en laboratoire restent difficilement transposables aux bassins réels pour plusieurs raisons : complexité des géométries, variabilité des apports et des caractéristiques hydrodynamiques, hétérogénéité des caractéristiques des sédiments, etc. Ce travail de thèse s’est donc intéressé à la problématique conjointe de la métrologie et de la modélisation de la décantation des eaux pluviales dans des ouvrages réels de grande taille. Il s’est appuyé sur le bassin de retenue-décantation Django Reinhardt à Chassieu. Trois aspects principaux ont été abordés en terme de métrologie : l’applicabilité du protocole VICAS pour la détermination des vitesses de chute de sédiments décantés en fond d’ouvrage, la caractérisation physico-chimique des sédiments décantés et l’exploitation des données en continu pour estimer les flux de polluants en entrée et sortie d’ouvrage. Le logiciel CFD Rubar 20 a été utilisé pour modéliser la décantation du bassin de retenue-décantation. Les résultats obtenus suggèrent une bonne capacité du modèle pour la prévision des rendements de décantation et des similarités entre les zones préférentielles de dépôt simulées et observées sur le terrain. Les résultats obtenus confirment l’intérêt du couplage métrologie/modélisation pour améliorer la conception, le calcul, la modélisation et la gestion des bassins de retenue-décantation des RUTP.

Retention and settling basins represent important elements in management of urban stormwater rejections. These deviees, used for settling of stormwater, were already the subject of in situ experimentations and laboratory experimentations cou pied with hydrodynamic modellings. The results obtained in laboratory conditions remain hardly transposable to real systems because of many reasons : complexity of geometries, in let and hydrodynamic features variabilities, heterogeneity of sediment characteristics, etc. This PhD work was thus focused on both metrology and modelling of stormwater settling problem in full-scale sedimentation systems. Il was supported by the retention and settling basin experimental site Django Reinhardt at Chassieu. Three main aspects have been treated in terms of metrology: the applicability of VI CAS protocol for the assessment of settling velocities sediments settled on the bottom of the device, the physico-chemical characterisation of settled sediments and the processing of the online data in order to estimate the pollutant loads at basin in let and out let. The Rubar 20 CFD software has been applied to modelling the settling of the retention and settling basin. The results obtained suggest a good capacity of the model to predict the settling efficiency and similarities between settling preferential areas predicted and observed in situ. The results obtained confirm the relevance of coupling metrology and modelling in order to improve the design, sizing, modelling and management of urban stormwater retention and settling basins.