Institut d'aménagement de la Vilaine/Eau potable

L'usine de production d'eau potable du Drezet
traite les eaux de la Vilaine. Sa capacité de production est de 100 000 m3 d'eau par jour.

débit nominal : 3 x 1 600 m3/s
capacité nominale des trois tranches de traitement : 3 x 30 000 m3/J
capacité de la réserve (barrage d'Arzal) : 60 millions de m3
surface du bassin versant de la Vilaine : 10 400 km2
débit de la Vilaine : de 1 m3/s en étiage sévère à 1500 m3/s (crue de 1995)

I - FILIERE DE TRAITEMENT DE L'EAU
Le traitement de l'eau mis en place à l'usine des eaux du Drezet est un traitement physico-chimique poussé, suivi d'une désinfection.

Prise d'eau
La prise d'eau se fait dans un ouvrage construit en bordure de la Vilaine, au droit d'une fosse naturelle.
Des périmètres de protection ont été créés en même temps que la première tranche de l'usine. On distingue :

Le périmètre immédiat, délimité par un cercle de 100 m de diamètre autour de l'ouvrage. La circulation sur le plan d'eau y est interdite.
Le périmètre rapproché, établi sur chaque rive de la Vilaine, sur une bande de 50 mètres mesurés à partir du plan d'eau le plus élevé, sur 5 Km en amont du barrage. Toute construction y est interdite.
Le périmètre éloigné, établi sur une bande de 250 mètres au-dessus du précédent. Toutes les activités pouvant avoir une incidence sur la qualité des eaux de la Vilaine y sont réglementées.

Equipement de la prise d'eau :

dégrillage statique des eaux de la Vilaine
4 groupes électropompes de 1600 m3/H chacun (dont un de secours).
conduite de refoulement : acier de diamètre 1000 intérieur sur 230 m de longueur doublée par un Ø 700.
cote d'aspiration : 0 à 2,5 NGF
cote de refoulement : 29,74 NGF

Ce dispositif de pompage et de refoulement conduit l'eau brute en tête de station, dans un ouvrage de répartition, qui distribue l'eau parallèlement sur les trois tranches de traitement.
Le comptage de l'eau brute est effectué par débimètre à ultrasons.

Prétraitement
L'ouvrage de répartition alimente chacune des trois tranches qui peuvent fonctionner indépendamment les unes des autres. Le prétraitement est constitué de deux tours de contact pour chaque file d'eau: l'une pour la préozonation, destinée à oxyder les matières organiques, l'autre pour reminéraliser l'eau, pauvre en sels minéraux.

préozonation

Volume par tour : 80 m3
Hauteur de la tour : 5 m
Temps de contact : 3mn
l'ozone est produit par 2 ozoneurs de 5 kg/h chacun. Un seul suffit aux besoins de la préozonation, l'autre est en secours.

Dioxyde de chlore
La préozonation peut être remplacée par une oxydation au dioxyde de chlore qui est alors injecté dans la conduite de refoulement.

Reminéralisation

volume par tour : 133 m3
hauteur d'eau : 4,5 m
temps de contact : 5 mn

La reminéralisation est effectuée avec le couple "CO2 et lait de chaux". L'injection de CO2 est effectuée au travers de dômes poreux et avant le lait de chaux.

Floculation – Décantation
Cette opération consiste à agglomérer entre elles les « grosses molécules » qui ont ainsi tendance à sédimenter et peuvent être extraites de l'eau à purifier.
3 ouvrages de décantation à lit pulsé

dimensions de chaque ouvrage: longueur = 27,4 m, largeur = 23,2 m
surface de chaque ouvrage : 635 m2
hauteur d'eau :4 m
temps de séjour de l'eau : 95 mn
vitesse de surverse :2,5 m/H

L'injection des produits chimiques est effectuée de la façon suivante :

sulfate d'aluminium : à la sortie de l'ouvrage de prétraitement
polymère organique : dans le pulsateur (cloche)
charbon actif en poudre : dans le pulsateur (cloche)

Ces produits améliorent la floculation. Le charbon actif en poudre est plus particulièrement destiné à favoriser l'absorption des pesticides.

Filtration sur sable
L'eau traverse un lit de sable qui retient les particules fines.
3 batteries de 4 filtres, composés chacun de 2 cellules, type AQUAZUR "V"

dimensions de chaque cellule : longueur =14,34 m, largeur = 3,07 m
surface unitaire d'un filtre (2 cellules) : 88 m2
surface totale filtrante par tranche : 352 m2
vitesse de filtration pour 1600 m3/H : 4,5 m3/m2/H
temps de séjour de l'eau : 15 min

L'injection des produits chimiques est effectuée de la façon suivante :

Acide phosphorique : à la sortie des décanteurs. Permet la vitrification biologique sur les filtres pour corriger le PH
Eau de chaux : à l'entrée des filtres à sable

Les filtres à sable sont lavés à l'air et à l'eau. Une bâche d'eau propre (eau filtrée non chlorée) d'un volume de 770 m3 permet de fournir de l'eau de lavage pour un filtre à sable. Cette bâche est "intégrée" dans la nouvelle citerne.
Un groupe électropompe d'un débit unitaire de 1200 m3/H à 25 m permet le lavage à l'eau. Deux surpresseurs (dont un de secours) permettent le lavage à l'air.
Le fonctionnement des filtres à sable est géré par des automates. Le lavage d'un filtre est fonction de son degré de colmatage.

L'opération de lavage se décompose de la façon suivante:

détassage du lit de sable à l'air pendant une minute
lavage à l'air et à l'eau pendant 6 mn, vitesse de contre lavage à l'eau = 15 m3/m2/H
rinçage à l'eau pendant 4 mn, vitesse de contre lavage à l'eau = 15 m3/m2/H
pendant le lavage d'un filtre, l'eau d'alimentation de ce filtre n'est pas coupée (balayage horizontal)

Après un lavage, la filtration est remise lentement de façon à retasser progressivement le lit de sable.
Les eaux sales sont récupérées dans une bâche, dont les caractéristiques sont les suivantes :

volume de la bâche : 920 m3
4 groupes électropompes immergés (un de secours) : 92 m3/h à 12 m HTM

Les eaux sales peuvent être recyclées en tête de station, ou évacuées vers le traitement des boues.

Postozonation
Elle a pour but d'oxyder les matières organiques non retenues par les filtres et de stériliser l'eau.

3 bassins de contact, comprenant chacun 2 tours d'ozonation en série.
volume de chaque tour : T1 et T2 = 260 m3, T3 = 230 m3
temps de contact : T1 et T2 = 9,75 mn, T3 = 8,6 mn
production d'ozone par ozoneurs de 7200 Kg /H

Les sorties des 3 bassins sont raccordées à un canal de collecte qui dirige l'eau ozonée vers les filtres à charbon actif en grain.

Filtration sur charbon actif en grain (CAG)
Le charbon actif en grain permet :

un traitement d'affinage en fixant des composés organiques responsables de goûts et d'odeurs.
une rétention des pesticides

Chacun des 6 filtres est divisé en deux compartiments (cellule 1 - cellule 2). L'eau ozonée parcourt à flux ascendant la première cellule. La seconde est parcourue à flux descendant.

dimensions de chaque cellules : longueur = 14,35 m, largeur = 3,68 m
surface unitaire d'un filtre (2 cellules) : 105,7 m2
surface totale filtrante : 634,2 m2
vitesse de filtration pour 1600 m3/H : 5,04 m3/m2 /H
vitesse de filtration pour 3200 m3/H : 10,1 m3/m2/H
vitesse de filtration pour 4800 m3/H : 15,15 m3/m2/H
temps de séjour de l'eau pour 1600 m3/H : 24'59"
temps de séjour de l'eau pour 3200 m3/H : 12'29"
temps de séjour de l'eau pour 4800 m3/H : 8'19"

Les filtres à charbon sont lavés à l'air et à l'eau. L'eau contenue dans la bâche pour le lavage des filtres à sable est utilisée également pour le lavage des CAG. Deux groupes électropompes (dont un de secours) d'un débit unitaire de 1360 m3/H à 9 m permettent le lavage à l'eau. Deux surpresseurs (dont un de secours) permettent le lavage à l'air.

Le fonctionnement des filtres à charbon est géré par les automates. Le lavage d'un filtre est asservi au degré de colmatage et au volume d'eau filtrée.

Le lavage se décompose de la façon suivante :

détassage du lit de sable à l'air pendant 3 minutes
lavage à l'eau pendant 7 minutes pour la cellule 1 et 10 minutes pour la cellule 2.

Citerne d'eau traitée
Deux citernes permettent de stocker l'eau traitée, chacune d'elles pouvant être isolée. Elles sont en équilibre par l'intermédiaire de leurs tuyauteries d'alimentation.

volume de chaque citerne : 5000 m3 et 3000 m3
ajout d'eau de chaux dans la conduite d'alimentation des citernes pour corriger le PH
ajout de chlore ou de dioxyde de chlore après l'apport d'eau de chaux, dans la même conduite, pour stériliser l'eau et limiter le développement d'algues dans les canalisations et les réservoirs.

Pompage et refoulement d'eau traitée

2 groupes électropompes dans chaque citerne (dont un de secours)
débit unitaire = 1500 m3/H

Déshydratation des boues
Les boues obtenues suite à la décantation, arrivent sur la partie basse d'un puits destiné à répartir le volume dans deux épaississeurs.

puits répartiteur

dimensions : surface : 2,70 m², profondeur : 3,80 m
débit : 240m3/H/purge
ajout de polymère organique dans ce répartiteur suivant la hauteur de boue (seuil fixé pour une vidange des décanteurs de chaque tranche)

A un niveau haut du puits, deux canalisations permettent l'alimentation des épaississeurs.

épaississeur
Le but de l'épaississeur est de faciliter l' accumulation des matières sèches au fond de l'ouvrage afin d'obtenir une boue suffisamment dense pour être centrifugée.

A la surface de l'épaississeur , l'eau débarassée des éléments en suspension, s'évacue par le déversoir afin de rejoindre les eaux de la Vilaine.

Dimensions :

surface :165 m²/épaississeur
hauteur : 5 m en milieu de cône 4,05 m sur l'arête extérieure
déversoir : 50 cm de largeur

centrifugeuse
La boue épaissie est reprise par un système de pompes gaveuses qui alimentent les centrifugeuses :

nombre de pompes : 3 (dont une de secours)
débit des pompes : 5 à 33 m3/h
ajout de polymère organique
deux centrifugeuses - Marque : Guinard, Type : D5 LP50, vitesse absolue nominale : 2750 t/min

Les pompes gaveuses possèdent une auge recevant les boues déshydratées séparées du liquide clarifié.

ombre de pompes : 2
débit : 0,3 à 3 m3/h

Les boues déshydratées à 17 % de siccité sont relevées par des transporteurs à vis et évacuées par des bennes vers la plateforme du Bouillonno où elles sont séchées sur lit avant valorisation forestière.

Secours entre Campbon et Férel
Avec l'interconnexion Férel-Campbon, il est possible de recevoir un secours de 1500 m3/h d'eau de Campbon : Après un transit de 31 Km, l'eau est stockée dans un bassin tampon de 2000 m3, puis dirigée vers les cuves d'eau traitée où elle est injectée à débit contrôlé. Sa qualité est analysée en permanence et une correction du pH permet de garantir l'équilibre calco-carbonique. Au besoin, une reminéralisation est assurée avant la dernière chloration.

Par un simple jeu de vannes télécommandées, l'eau de l'interconnexion peut être déconnectée de cette bâche tampon et mise à la pression du réservoir de Kerrouault. Le sens de l'écoulement s'inverse alors et l'eau de Férel est acheminée vers les réservoirs de la Plaudière à Campbon.

La canalisation est maintenue en charge en permanence de façon à secourir l'une ou l'autre unité de production dans un délai très court. Pour éviter la déterioration de la qualité de l'eau, un débit sanitaire de 170 m3/h est assuré toute l'année, avec un écoulement dans le sens Campbon-Férel de décembre à avril, lorsque des excédents d'azote peuvent être constatés dans la Vilaine, et dans le sens Férel-Campbon le reste de l'année.

II - I.A.V. - SERVICE DE L'EAU POTABLE
Après la construction du barrage d'Arzal, les acteurs économiques de la région ont pris conscience de l'intérêt de cet ouvrage pour résoudre les problèmes d'alimentation en eau potable.

Le bassin industriel de la Basse Loire connaissait alors un fort développement, concomitant avec une pression touristique accrue sur toute la côte Atlantique. Les 60 millions de m3 d'eau douce stockée en amont du barrage permettaient l'implantation d'une unité de production d'eau potable à la hauteur des besoins.

Dès 1972, une première tranche de l'usine du Drézet voyait le jour, avec une capacité de production de 30 000 m3/jour. Un feeder de 30 km permettait de conduire l'eau traitée jusqu'à Sandun, sur la Commune de Guérande, d'où le réseau de canalisations existantes l'acheminait vers Saint-Nazaire et La Baule.

Depuis, cette unité n'a cessé de se développer et de se moderniser :

1975 : Liaison Drézet-Lantiern avec traversée de La Vilaine et construction du réservoir de Lantiern.
1976 : La capacité de l'usine est portée à 60 000 m3 /j. La même année, le réseau s'étend jusqu'à Vannes (feeder 56) et Caden (feeder 35).
1977 : Le feeder 35 est prolongé jusqu'à Aucfer, aux portes de Redon.
1979 : Le feeder 56 est prolongé jusqu'à Grandchamp.
1982 : Doublement du feeder 44 entre le Drézet et Sandun.
1992 : Construction de la troisième tranche de l'usine, portant sa capacité à 90 000 m3/j.
993 : Affinage du traitement de l'eau par la mise en place d'une unité de filtration sur charbons actifs en grains.
1995 : Renforcement du feeder 56 avec doublement du tronçon Lantiern-Muzillac et construction du surpresseur de Pont-Rohello.
2000-2001 : Modernisation de l'usine du Drézet, renforcement de la sécurité et intégration paysagère.
2002 : Interconnexion Férel-Campbon.

Le service de production d'au potable bénéficie aujourd'hui d'une usine moderne et performante, qui produit chaque année entre 15 et 19 millions de m3 d'une eau de grande qualité qu'elle livre à ses clients pour un prix moyen de 0,4 €/m3 H.T.