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Réseaux résistants à l’H2S

Réseaux résistants à l’H2S

Protéger les hommes et assurer la pérennité des infrastructures

Eviter la présence d’H2S dans les réseaux d’assainissement est une question de sécurité pour les intervenants et de durabilité pour les collecteurs. La problématique n’est pas nouvelle mais elle est de plus en plus prise en compte. Nous vous offrons aujourd’hui toute la palette des solutions proposées par les fabricants afin d’éviter la corrosion des canalisations et regards exposés au H2S (béton traité, grès, polypropylène, PRV).

Plus de 300 000 kilomètres de collecteurs sillonnent notre territoire pour collecter nos eaux usées. Ces conduites sont attaquées au quotidien par des composés chimiques issus de la décomposition des matières organiques, comme le H2S (sulfure d’hydrogène). Ce gaz est extrêmement inflammable, mortel et très toxique pour les organismes aquatiques.

Les intervenants sur les réseaux prennent des risques à être en contact avec ce gaz, mais il est également nuisible aux infrastructures (canalisations, regards et postes de relèvement en béton).

Pour maximiser la durabilité des réseaux d’assainissement, et donc la rentabilité des travaux d’installation et d’entretien, il est nécessaire de prendre en compte la problématique afin d’y apporter les réponses techniques adéquates. Car le H2S n’est pas une fatalité et des solutions existent.

I. Comment et où se forme-t-il ?

Le sulfure d’hydrogène est le résultat de deux réactions biochimiques successives :
-  La première est l’oxydation des sulfates (présents dans les eaux usées via les détergents et les produits d’hygiène mais aussi dans les eaux pluviales) en sulfures, par des bactéries anaérobies. Ces bactéries prospèrent sur le biofilm qui se développe à la surface des matières en décomposition (boues/sable en fond de collecteur) et sur les parois immergées. Elles apprécient les eaux chaudes, qui augmentent leur activité.

-  La seconde est la transformation chimique des sulfures au contact de l’eau. La formation d’H2S est instantanée et d’autant plus importante que le pH de l’eau est bas. À ce stade, l’H2S est dissous dans l’eau et ne présente pas de danger majeur pour les infrastructures ou les intervenants.

Principaux facteurs qui influent sur la formation d’H2S dans les réseaux :
-  Quantité de matière en suspension dans les canalisations
-  Température
-  Concentration en oxygène et en sulfates
-  Vitesse d’écoulement (sédimentation, temps de contact avec les bactéries).
-  Le pH (transformation des sulfures en H2S)

L’H2S se forme dans les canalisations, il devient dangereux lorsqu’il dégaze dans les postes de relevage et de refoulement. Sous l’effet des turbulences, il exprime alors toutes ses propriétés toxiques et inflammables, mais se recompose également avec l’oxygène de l’air pour former de l’acide sulfurique. C’est donc à des points précis du réseau que la corrosion par l’acide sulfurique sera la plus forte.

II. Eviter la formation de H2S dès la conception

C’est la conception hydraulique du réseau qui va permettre d’éviter que le H2S ne se forme. Pour cela, il faut :
-  Limiter le temps de séjour (entre 2h et 4h)  : il est possible de diminuer la longueur de refoulement, réduire les volumes de stockage, augmenter le pompage ou encore éliminer les zones de dépôts.
-  Assurer l’auto-curage des collecteurs  : la vitesse doit être comprise entre 0,5 et 0,7 m/s.
-  Limiter les turbulences  : généralement liés aux déversements de grande hauteur et des vitesses d’écoulement trop élevées.
-  Assurer une bonne ventilation  : mettre en place des tuyaux d’évents, de grilles ou de cheminées afin de limiter les risques en cas de dégazage.

III. H2S : Comment renforcer la résistance des éléments en béton

Les éléments en béton sont les éléments ou l’agression du H2S est la plus visible. Mais ce matériau reste très résistant et durable. Il existe dons plusieurs moyens pour augmenter la résistance du béton face au H2S :

-  Travailler la formule du béton  : C’est dans les classes d’exposition XA1 à XA3 que le béton sera plus résistant au H2S, car ils correspondent à des agressions chimiques.


-  Réduire la porosité et la granulosité du béton  : Le démoulage différé des bétons permet d’obtenir un matériau beaucoup plus fluide et lisse. L’écoulement sera donc nettement amélioré et l?acide sulfurique entrera plus facilement dans le béton.
-  Appliquer un revêtement sur les composants  : Une peinture époxydique est très performante, mais assez coûteuse. Pour que le revêtement soit vraiment efficace, il faut que la totalité de la colonne doit protégée.
-  Créer des éléments composites  : Il est possible d’intégrer des éléments de grès au moment du coulage du béton pour créer un élément composite qui sera plus résistant dans les zones les plus exposés au H2S.

IV. Le grès : totalement insensible à la corrosion

L’utilisation du grès est limitée aux réseaux d’assainissement gravitaires, même si son utilisation pour les canalisations est à la hausse grâce au questionnement sur le H2S. En effet le grès peut être utilisé quel que soit le pH de l’effluent et sa résistance à la corrosion est garantie.

Les points forts du grès :
-  Durabilité de 100 ans minimum  : Ce matériau est utilisé depuis l’époque romaine, sa durabilité est exceptionnelle. De plus l’application du vernis à l’intérieur des canalisations augmente le coefficient global d’écoulement et facilité l’auto-curage.
-  Matériau naturel  : Le grès est principalement constitué d’argile. C’est une ressource renouvelable et 100% naturel produite pour érosion de roche et d’eau. Tout comme le béton, le grès possède les avantages d?un matériau rigide.

V. PP et PRV : les nouveaux matériaux synthétiques

En dehors des matières plastiques bien connues comme le PEHD et le PVC, des solutions de polypropylène (PP) et polyester renforcé fibre de verre (PRV) peuvent être utilisés dans les réseaux d’assainissement en présence de H2S. La résistance chimique des matières plastiques peut varier en fonction de la qualité de la matière première.
Les avantages du PP et PRV pour les réseaux d’assainissement :
-  Résistance aux charges statiques  : Il est possible d’obtenir des canalisations qui offrent une meilleure rigidité annulaire et une bonne résistance aux charges statiques élevées. Le PRV peut être résistant lors d’une compression de 90 MPa.

-  Le PRV, spécialiste des grosses sections  : On impose généralement le PRV pour des réalisations de collecteurs de gros diamètre jusqu’à DN 3600 voit DN 4000. Ce matériau offre l’avantage du poids, mais aussi d’offrir une section hydraulique maximale.

VI. H2S : Attention, danger !

H2S est un gaz hautement toxique et inflammable, les intervenants courent donc un grand danger lors de leurs visites dans les réseaux pour les inspecter ou les réparer.

- L’odeur n’est pas un indicateur suffisant  : son odeur d’oeuf pourri se détecte à très faible concentration (0,1 ppm). Mais l’odeur s’atténue lorsque la concentration d’H2S augment. L’odorat est anesthésié à partir de 100 ppm. A 500 ppm, le gaz provoque une perte de connaissance, et à 1 000 ppm, la mort en quelques minutes.
- Utiliser un détecteur de gaz : La mesure distance est recommandée pour les autorisations d’accès en zone dangereuse.