Fichier PDF

Partagez, hébergez et archivez facilement vos documents au format PDF

Partager un fichier Mes fichiers Boite à outils PDF Recherche Aide Contact



Rapport de stage Eau potable Jonathan Goulet .pdf



Nom original: Rapport de stage - Eau potable - Jonathan Goulet.pdf
Titre: School report (Butterfly design)
Auteur: Jonathan Goulet

Ce document au format PDF 1.5 a été généré par Microsoft® Word 2013, et a été envoyé sur fichier-pdf.fr le 18/06/2013 à 03:00, depuis l'adresse IP 70.82.x.x. La présente page de téléchargement du fichier a été vue 872 fois.
Taille du document: 5.8 Mo (34 pages).
Confidentialité: fichier public




Télécharger le fichier (PDF)









Aperçu du document


UTE Québec

Stage en usine
d’eau potable

de

Jonathan Goulet
Rapport de Stage
1ère année / Groupe # 44

Table des matières

1

CHAPITRE 1

Présentation

3

CHAPITRE 2

Description de l’usine

4

CHAPITRE 3

Critère de conception

7

CHAPITRE 4

La prise d’eau et le dégrillage

8

CHAPITRE 5

Le pré-traitement

11

CHAPITRE 6

Les puits d’eau brute

13

CHAPITRE 7

Les mélangeurs

14

CHAPITRE 8

La décantation

15

CHAPITRE 9

La filtration

20

Table des matières

2

CHAPITRE 10

La désinfection

23

CHAPITRE 13

Le post-traitement

26

CHAPITRE 11

La réserve d’eau potable

28

CHAPITRE 12

Le réseau de distribution

29

CHAPITRE 13

Contrôle de la qualité

30

CHAPITRE 14

Automatisation

32

CHAPITRE 15

Conclusion

33

Présentation

 Nom du Stagiaire : Jonathan Goulet

 Lieu du stage : UTE Québec - Ville de Québec

 Coordonnée de l’usine : 2964, rue de la Faune
Québec, Qc, G2A 3L5
(418) 641-6560

 Surintendant de l’usine : M. Yves Touchette

3

Description de l’usine
Lors de la fondation de Québec, le problème de l’approvisionnement en
eau potable ne se posait pas plus que celui de la pollution. Chaque famille
voyait à satisfaire ses propres besoins. Au début des années 1800, la
Corporation des ‘’charroyeurs d’eau’’ fut chargée de la livraison de l’eau à
domicile. Toutefois, après de terribles épidémies, les autorités municipales
décidèrent de construire un système d’aqueduc.
En 1854, une première conduite de 18 po en fonte grise et d’une capacité
quotidienne de 13 600 m3 d’eau fut installée, dans le secteur de
Loretteville, pour capter l’eau de la rivière St-Charles. L’augmentation de
la population provoqua une hausse des besoins qui furent temporairement
comblés par l’installation d’une seconde conduite de 30 po en 1885. La
construction d’une troisième conduite de 40 po et du ‘’château d’eau’’ fut
réalisée en 1914. C’est dans ce dernier que nous retrouvons des tamis
rotatifs (4) qui interceptent les matières grossières. Ce n’est cependant
qu’en 1930 que débuta la chloration de l’eau.

4

Description de L’usine (suite)
En 1933, la ville de Québec construit un réservoir de distribution d’une
capacité de 135 000 m3, sous le parc des Plaines d’Abraham qui est le
point le plus élevé de la ville, afin de régulariser la pression dans la basseville.

En 1954, l’ajout d’une dernière grosse conduite de 42 po en béton armé à
âme d’acier de type ‘’Hyprescon’’ à entraîner l’agrandissement du
‘’château d’eau’’.
Suite à de nombreuses études sur la qualité de l’eau potable, l’usine d’eau
potable UTE Québec, a été inaugurée le 17 octobre 1969. Elle est la plus
grande des 4 usines de la ville et la première à avoir été construite sur son
territoire. L’usine de traitement du secteur centre, alimente aujourd’hui en
eau potable le territoire des villes de la pré-fusion municipale tel que
Saint-Émille, Loretteville, Val-bélair, Vanier, Wendake, Notre-Dame-desLaurentides, Charlesbourg-Ouest, l’Ancienne-Lorette, Lac St-Charles,
Sillery ainsi que Saint-Gabriel de Valcartier.

5

Description de l’usine (suite)
Un minimum de 4 opérateurs est nécessaire au bon fonctionnement de
l’usine ;





1 opérateur à la console (salle de contrôle).
1 opérateur pour les opérations de l’usine (nommé 6e).
1 opérateur pour le réseau sud de la ville.
1 opérateur pour le réseau du secteur Val-Bélair

Quoique généralement 6 opérateurs travaillent sur les horaires de jour. En
tout, une cinquantaine de personnes travaillent quotidiennement dans cette
usine, incluant des mécaniciens, des ingénieurs, des électriciens ainsi que
des membres du personnel de direction.

6

Description de l’usine (suite)
Les unités de traitements, sont principalement constituer d’un dégrillage,
d’un pré-traitement à l’alun et à la chaux, d’une décantation à l’Actiflo,
d’une inter-ozonation, d’une filtration au filtre bi-couche au micro-sable et
à l’anthracite ainsi qu’une post chloration au chlore gazeux. Du polyphosphate est également dosé à la sortie de la réserve afin d’assurer une
protection des conduites du réseau.
Prenez notes cependant, que d’ici 2014 la post chloration au chlore
gazeux sera remplacé par l’hypochlorite de sodium …

Critères de conception
L’usine UTE Québec désert une population de plus de 350 000 habitants,
sans compter les nombreux commerces et industries établis sur son vaste
territoire. Le secteur commercial est surtout composé de commerce de
détails, de restauration et de production. Le secteur industriel est tant qu’à
lui très varié et très vaste comportant de très grandes industries tels que la
papetière White Birch et plusieurs grandes Bétonnières, qui sont de très
grandes consommatrices d’eau potable.

Le débit maximum journalier, est de 7500 m3/heures mais l’usine débite
généralement un débit moyen de 6000 m3/heures.

7

La prise d’eau et le dégrillage
Le cours d’eau d’approvisionnement principale de l’usine est la rivière StCharles qui couvre la majeure partie de son territoire. Le niveau de la
rivière est cependant dépendante du débit fournit par le lac St-Charles en
amont. C’est pourquoi un barrage a été construit à l’embouchure de la
rivière. Le contrôle du niveau du lac est effectué par les vannes # 1 et #2 à
partir de la console de l’usine (salle de contrôle).

Dans la cabane du barrage, une sonde de niveau y est installée. Les vannes
s’opèrent selon les consignes de niveaux au printemps pour le barrage du
lac et par la suite selon le niveau au barrage du château d’eau. Le niveau
de débordement du barrage est à 2.45 m.
La prise d’eau principale, est située dans un magnifique bâtiment
historique situé sur les rives de la rivière St-Charles, nommé le ‘’château
d’eau’’. Elle est disposée de manière à recueillir l’eau à l’aide d’un
déversoir-barrage. Un inconvénient toutefois : l’hiver, la formation de
cristaux de glace appeler frasil risque d’obstruer les tamis.

8

La prise d’eau et le dégrillage (suite)
Les consignes pour le niveau du barrage du château d’eau sont les
suivantes ;
 2.86 po du 1er juin au 30 septembre
 3.30 po du 1er au 30 octobre
 2.50 po du 1er novembre au 31 mai

De même, d’une saison à l’autre, les conditions varient ; au printemps ou
lors de forte pluies, des débris de toutes sortes sont véhiculés par la rivière.
4 tamis rotatif (dégrilleur) situé dans le ‘’Château d’eau’’ retiennent les
débris grossiers tels que les plantes, les feuilles et les branchages. Les
tamis rotatif présentent les caractéristiques suivantes ;






9

Le tamis # 1 – 42 po3
Le tamis # 2 – 40 po3
Le tamis # 3 – 18 po3
Le tamis # 4 – 30 po3

La prise d’eau et le dégrillage (suite)
C’est dégrilleurs sont muni d’une ouverture de ½ po et d’un système de
nettoyage automatique activé par différence de potentiel amont / aval.
L’eau brute, nettoyée de ses débris, est ensuite acheminée à l’aide de 2
conduites d’adduction de 48 po de type Hyprescon de façon gravitaire
jusqu’à l’usine où elle subira différents traitements.

La prise d’eau est constituée de 3 conduites principales, une de 30 po, la
seconde de 40 po et la troisième de 42 po. Il est à noter cependant, que la
plus grosse conduite, soit celle de 42 po est séparer en 2 sections
secondaires (conduites d’adduction). Les conduites vont vers la chambre
de dérivation et sont ensuite orientée vers l’usine. Cependant, par
l’opération de vannes à la chambre de dérivation, il serait possible
d’envoyer l’eau directement dans le réseau.

10

La prise d’eau et le dégrillage (suite)
La qualité de l’eau brute est variable selon les saisons et les précipitations.
Par contre, généralement, l’eau brute présente les caractéristiques
suivantes ;
 Un ph de 7
 Une turbidité de 2 UTN
 Une couleur apparente de 40 UCA
 Une alcalinité de 25 mg/l de CaCo3

Le pré-traitement
Il importe d’améliorer les qualités physiques, chimiques et
bactériologiques de l’eau.
Proportionnellement à son débit d’arrivée, des doseurs ajoutent des
quantités minimes de produit chimiques. L’agitation que l’ont fait subir à
l’eau facilite le mélange de ces ingrédients.
Deux produits sont injectés à cette étape, soit de l’alun et de la chaux. Le
premier agglomère les particules en flocons plus lourd qui se déposent au
fond des décanteurs. Le second, réduit l’acidité de l’eau, donc augmente le
Ph ce qui favorise la formation du floc.

11

Le pré-traitement (suite)
Les dosages peuvent varier selon les saisons et selon les précipitations,
Mais généralement ils se situent entre les paramètres suivants ;
 Le dosage d’alun est entre 20 et 25 mg/l.
 Le dosage de chaux est entre 3 et 5 mg/l.

Il arrive souvent qu’en saison estivale qu’aucune chaux ne soit dosé …
Les contrôles de dosages, sont gérer automatiquement à partir de la
console (salle de contrôle), mais ils peuvent également être faits
manuellement directement aux pompes doseuses en cas de problèmes avec
le système automatisé.

L’alun est entreposé dans 2 réservoirs en fibre de verre de 72 700 litres …

12

Les puits d’eau brute
Les puits d’eau brute sont constitués de 3 bassins approvisionnés par vase
communiquant.
L’usine possède 6 pompes centrifuges d’eau brute avec les caractéristiques
suivantes ;
 La pompe #1 à une puissance variable de 150 hp pour un débit
de 2500 m3/heure.
 La pompe # 2 à une puissance fixe de 150 hp pour un débit de
2500 m3/heure.
 La pompe # 3 à une puissance variable de 150 hp pour un débit
de 2500 m3/heure.
 La pompe # 4 à une puissance fixe de 150 hp pour un débit de
2500 m3/heure.
 La pompe # 5 à une puissance fixe de 75 hp pour un débit de
1500 m3/heure.
 La pompe # 6 à une puissance fixe de 75 hp pour un débit de
1500 m3/heure.

13

Les puits d’eau brute (suite)
Le débit d’eau brute est contrôler par une boucle de contrôle automatique
PID, proportionnel au niveau du puit de relèvement. Le débit d’eau brute
maximum est de 12 000 m3/h, mais généralement le débit varie entre 4500
et 8000 m3/h.
En eau brute, des analyseurs en continues mesures le ph, la conductivité et
la turbidité.

Les mélangeurs
Il n’y a pas vraiment de mélangeur dans cette usine. Le mélange ce fait
plutôt de manière naturelle par la turbulence de l’écoulement.

14

La décantation
Trois grand décanteurs de type Actiflo à floc lesté sont utilisés pour la
décantation.

En 1998 les Actiflo d’UTE Québec étaient les plus gros au monde !!!

Ils sont constitués de quatre cellules, chacun ayant sa propre fonction :
La première cellule, appeler coagulation, permet l’ajout de l’alun, mais
dans cette usine l’alun est injecter directement à l’eau brute.
(Temps de 2 à 3 minutes)

15

La décantation (suite)
La cellule suivante dit injection, permet l’ajout d’un micro-sable servant
de support à la formation des flocs et agit à titre de poids afin d’augmenter
la masse de ceux-ci. Un polymère qui créera les liens entre les flocs est
également ajouter à cette étape afin d’obtenir des floc plus gros et de
meilleure densité. (Temps de 2 à 3 minutes)

Le polymère est préparé ici même à l’usine …

16

La décantation (suite)
La troisième cellule ce nomme ‘’maturation’’. Un brassage à vitesse
moyenne à l’aide d’un mélangeur mécanique, favorise le contact entre les
particules et améliore la grosseur des flocs. (Temps de 6 à 9 minutes)

La quatrième et dernière cellule sert à la décantation comme telle. Il s’agit
d’un bassin tranquille où les flocs et le micro-sable ce retrouve au fond. La
présence de nid d’abeille près de la surface améliore l’efficacité en
augmentant la surface de décantation. (Temps de 3 à 5 minutes)

17

La décantation (suite)
La boue et le sable décantés, qui se dépose au fond, sont continuellement
récupérer par une pompe et séparer par un hydrocyclone. La boue est
rejetée vers les égouts sanitaires tandis que le sable est recyclé vers le
bassin d’injection.

Pour sa part, la couche supérieur de l’eau est captée par des goulottes qui
se déversent dans les anciens bassins de décantation statique et est ensuite
acheminer vers les filtres. Le contrôle des purges et du niveau sont
automatique et des analyseurs en continue, analysent la turbidité et le pH.
Les débits unitaire de chaque décanteur sont ;
 Actiflo # 1 debit de 5000 m3/heure
 Actiflo # 2 débit de 5000 m3/heure
 Actiflo #3 débit de 3800 m3/heure
La charge hydraulique de chaque décanteur est ;
 Actiflo # 1 charge hydraulique de 60 m3/m2 h
 Actiflo # 2 charge hydraulique de 60 m3/m2 h
 Actiflo # 3 charge hydraulique de 40 m3/m2 h

Le contrôle des purges et du niveau sont automatique et des analyseurs en
continue, analysent la turbidité et le pH …

18

La décantation (suite)

Anciennement l’UTE Québec utilisait des décanteurs statiques …

D’ici quelques années, la ville projette de transformer ses vieux
décanteurs statiques en réservoir d’eau potable …

19

La filtration
L’eau déjà beaucoup plus limpide qu’à son arrivée, est acheminée vers les
16 filtres bi-couche de l’usine.

Les 15 premier filtres sont constitué de 2 couches contenant ; 15 cm de
sable fin et 61 cm d’anthracite (droite) le tout reposant sur un nouveau lit
membranaire.
Le 16e filtre, est un filtre à l’étude pour une évolution future vers le
charbon actif. Il contient 15 cm de sable fin et 120 cm de charbon actif
(gauche).

20

La filtration (suite)
L’eau en traversant les filtres y laisse de minuscules particules. Cette
filtration permet de retirer les impuretés et la turbidité résiduelles.
Le débit unitaire de chaque filtre est de 430 m3/heure. La perte de charge
maximale est de 1800 kpa …
Des lavages à contre-courant d’une durée approximative de 60 minutes,
sont réalisés aux 70 heures ou lorsque que la turbidité dépasse 1.5 UTN à
la sortie des filtres, car cette usine fait partie du programme d’excellence
du ministère. L’eau de lavage qui recueille toute les saletés est déversée
dans un canal pour être rejetée aux égouts.

21

La filtration (suite)
Voici la procédure de lavage (automatique à l’écran) :
1. Mettre le filtre en mode automatique.
2. Mettre le sélecteur de lavage à contre-courant en mode
automatique.
3. Mettre le sélecteur de soufflage de filtre en mode automatique.
4. Mettre les pompes d’eau de lavage en mode automatique.
5. Mettre les suppresseurs d’air de lavage en mode automatique.
6. Indiquer quel filtre doit être lavé.
7. Démarrer le lavage du filtre avec le sélecteur à l’écran.

Des turbidimètres mesure l’a turbidité à la sortie des filtres …

Comme l’UTE Québec fait partie du programme d’excellence du
ministère, la turbidité doit être ≤ à 1.5 UTN …

22

La désinfection
La désinfection est l’avant dernière étape du processus. La désinfection est
effectuée en deux phases. Elle a pour but d’éliminer tous les microorganismes, bactéries, virus et protozoaires néfastes pour la santé humaine
qui peuvent être encore présents après les étapes de traitement physique et
chimique de l’eau.
La première phase est constitué d’une inter-ozonation effectuer avec un
ozoneur de type Ozonia alimenter par oxygène liquide (LOX).
L’ozonation consiste à injecter dans l’eau une molécule d’oxygène
triatomique O3 qui a des propriétés antiseptiques et bactéricides très
puissantes. Le dosage d’O3 se situe entre 3 et 5 kg/h.

23

La désinfection (suite)
De l’azote est ajouté à l’oxygène pour une meilleure optimisation de
l’ozoneur …

La deuxième phase consiste à une post chloration de chlore gazeux.
L’usine utilise 6 bouteilles de 907 kg de Cl2 équipé de régulateur de vide
sont utilisé, donc 3 bouteilles par côté (A+B). La salle de chloration
possède également une réserve de 9 bouteilles de 907 kg. Le dosage
moyen de Cl2 est de 1.2 mg/l en hiver et de 1.4 mg/l en été. Le dosage
maximum de l’usine est de 1.7 mg/l.

24

La désinfection (suite)
Un poste d’hypochlorite de sodium a été mis en place en cas de
défaillance du système de chlore gazeux …

25

Le post-traitement
Comme indiqué précédemment, du Cl2 est dosé en post-traitement pour
assurer la désinfection.
De la chaux (Ca(OH)2 ) y est également dosé afin d’ajuster le Ph. Les
dosages fluctuent entre 9 et 11 mg/l. Deux grands silos en acier de 3500
pi3 sont utilisés pour préparer la chaux. Un nouveau type de mélangeur de
chaux (Labonté) crée par un opérateur de l’usine de Trois-Rivière est
utilisé.

26

Le post-traitement (suite)
Finalement, du polyphosphate de zinc (Zn(PO3)2) est dosé à la sortie du
réservoir d’eau potable, pour assurer la protection du réseau de
distribution. Le polyphosphate est préparé sur place. Il y a 2 réservoirs de
mélange de 4800 litres et 2 réservoirs de distribution de 7700 litres.

Il est à noter que la ville de Québec ne dose plus de fluor depuis le 1er avril 2008.

27

Les réserves d’eau potable
Produire de l’eau n’est qu’une étape, il faut également la conserver et la
distribuer. Pour ce faire, la ville utilise plusieurs réservoirs de différentes
capacités ;
 Les réservoirs de l’usine : 3 réservoir de 15 000 m3 (46 000 m3
total).
 Le réservoir de St-Gabriel-de-Valcartier : 1050 m3.
 Le réservoir de Mont-Châtel : 9940 m3.
 Le réservoir des Plaines d’Abraham : 135 000 m3.
Il est à noter que le réservoir des Plaines d’Abraham de 135 000 m3 date
de 1933 et qu’il est l’un des plus gros réservoirs en Amérique du nord …

28

Réseau et distribution
Le traitement terminé, il importe maintenant d’amener l’eau jusqu’aux
robinets des consommateurs. Vu que l’usine du secteur Centre est très
élevée par rapport au centre-ville, la distribution de l’eau s’y fait par
gravité. Pour les quartiers plus au nord, 6 postes de pompage assurent une
pression adéquate pour les citoyens ainsi que pour le Service des
incendies. Plusieurs dizaines de vannes régulatrices de pression, situé au
sud de l’usine, assurent une pression convenable aux citoyens.

29

Contrôle de qualité
Malgré toutes ces opérations, il faut constamment vérifier la qualité de
l’eau produite, car toute défaillance dans ce domaine peut avoir de graves
conséquences.
Ce contrôle est effectué par la ville de Québec qui dispose de son propre
laboratoire d’analyse. La ville s’assure d’abord que le traitement donne de
bons résultats en procédant quotidiennement à des analyses physicochimiques. On évalue alors le pH, l’alcalinité, la turbidité, la température,
la dureté, la couleur, la conductivité de l’eau ainsi que le chlore résiduel.

30

Contrôle de qualité (suite)
Un contrôle bactériologique est également fait par la ville. Quatre fois par
semaine, des échantillons sont prélevés pour analyses aux quatre
principaux points de distribution du réseau, c’est-à-dire à l’usine, aux
postes Bastien, Caserne # 3 et Saint-Vallier. Deux fois par semaine, des
échantillons sont également prélevés à différent endroits du réseau
d’aqueduc pour détecter et dénombrer, s’il y a lieu, les coliformes totaux,
fécaux et la présence de bactéries.

Si un problème survient, il est rapidement détecté et toutes les dispositions
sont prises pour le régler, le cas échéant, la population est alors avisée des
précautions à prendre.

31

Automatisation
L’usine UTE Québec est l’une des usines les plus automatisé de la
province, La plupart des action sont contrôler par la console principale
(salle de contrôle), ou par les postes de contrôles auxiliaires présent un peu
partout dans l’usine ou dans les postes de pompage et de chloration dans le
réseau de distribution. (QuickPanel)

32

Conclusion
En conclusion, l’usine UTE Québec est une usine à la fine pointe de la
technologie. Le niveau d’expertise et de professionnalisme de sont
personnels en font l’une des meilleures usines de la province. C’est
pourquoi elle fait partie du programme d’excellence du ministère !!!

Jonathan Goulet
Stagiaire

33


Documents similaires


Fichier PDF awards j de telmont 2017
Fichier PDF etude de l
Fichier PDF rapport de stage eau potable jonathan goulet
Fichier PDF guide lotisseurs assainissement
Fichier PDF fichesformations tp tte 2016 hd 1
Fichier PDF etude de rehabilitation d un reseau aep


Sur le même sujet..