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reseaux assainissement gestion patrimoniale tuyaux beton .pdf



Nom original: reseaux-assainissement-gestion-patrimoniale-tuyaux-beton.pdf
Titre: Microsoft Word - PO.103 - lmt - 108.E.doc
Auteur: JRO

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L es É DITIONs DU cerib

Réseaux d’assainissement :
gestion patrimoniale
et tuyau en béton

PRODUITS
SYSTÈMES

108.E

ISSN 0249-6224
EAN 9782857552017

LM/MA
PO 103 / Produits - Systèmes

Réseaux
d’assainissement :
gestion patrimoniale
et tuyaux en béton

Réf. 108.E
septembre 2007

par
Lionel MONFRONT

Avant-propos
Ce rapport est articulé en deux parties :



la première partie est destinée au lecteur qui souhaite apprécier très rapidement si l'étude évoquée
le concerne, et donc si les méthodes proposées ou si les résultats indiqués sont directement
utilisables pour son entreprise ;



la deuxième partie de ce document est plus technique ; on y trouvera donc tout ce qui intéresse
directement les techniciens de notre industrie.

©

CERIB – 28 Épernon

108.E – septembre 2007 - ISSN 0249-6224 – EAN 9782857552017
Tous droits de traduction, d’adaptation et de reproduction par tous
procédés réservés pour tous pays
La loi du 11 mars 1957 n’autorisant, aux termes des alinéas 2 et 3 de l’article 41,
d’une part, que les « copies ou reproductions strictement réservées à l’usage privé
du copiste et non destinées à une utilisation collective » et, d’autre part, que les
analyses et les courtes citations dans un but d’exemple et d’illustration, « toute
représentation ou reproduction intégrale, ou partielle, faite sans le consentement
de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite » (alinéa 1er de
l’article 40).
Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit,
constituerait donc une contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du
Code pénal.

SOMMAIRE
Résumé..................................................................................................................

5

1. Synthèse de l’étude........................................................................................

7

1.1. Gestion patrimoniale et management intégré des réseaux d’assainissement 7
1.2. Modèles de dégradation des réseaux d’assainissement.................................

8

1.3. Principes et méthodes d’évaluation des performances des réseaux
d’assainissement ................................................................................................

9

1.4. Analyse des méthodes d’évaluation des performances appliquées
aux réseaux d’assainissement en béton........................................................... 10

2. Dossier de recherche..................................................................................... 11
Introduction ................................................................................................................ 11
2.1. Gestion patrimoniale et management intégré des réseaux d’assainissement 12
2.1.1. État et valeur du patrimoine, amortissement et durées de vie ............................
2.1.2. L’apport du management intégré des réseaux d’assainissement..........................

12
17

2.2. Modèles de dégradation des réseaux d’assainissement ................................ 18
2.2.1. Modèles déterministes ...........................................................................................
2.2.2. Modèles empiriques ...............................................................................................
2.2.3. Résultats d’études patrimoniales de réseaux d’assainissement : approche
mono paramétrique ................................................................................................
2.2.4. Résultats d’études patrimoniales de réseaux d’assainissement : approche
multiparamétrique ..................................................................................................
2.2.5. Analyse des résultats d’études patrimoniales de réseaux d’assainissement........

19
19
25
41
45

2.3. Principes et méthodes d’évaluation des performances des réseaux
d’assainissement ................................................................................................ 46
2.3.1. Évaluation de l’impact de défaillances des réseaux d’assainissement..................
2.3.2. Méthodes de diagnostic et d’évaluation des réseaux d’assainissement ...............

46
49

2.4. Analyse des méthodes d’évaluation des performances appliquées
aux réseaux d’assainissement en béton........................................................... 56
2.4.1. Prise en compte de la fissuration dans les tuyaux en béton..................................
2.4.2. Prise en compte de l’infiltration dans les tuyaux en béton .....................................
2.4.3. Corrosion ................................................................................................................
2.4.4. Abrasion .................................................................................................................

57
59
63
65

2.5. Conclusion........................................................................................................... 66
2.6. Bibliographie ....................................................................................................... 68
Annexe 1 – Défauts applicables aux tuyaux en béton dans une approche
pathognomonique ................................................................................. 71

Résumé
Dans le cadre du management intégré des réseaux d’assainissement, des outils de
gestion patrimoniale des réseaux, de suivi de leur fonctionnement et d’aide à la
décision en matière d’entretien, de réhabilitation ou de renouvellement sont
développés. Ces outils permettront, à terme, d’évaluer les performances de réseaux
par types et de juger l’aptitude à l’emploi des canalisations en fonction de leurs
matériaux constitutifs.
Cette étude présente des principes et des méthodes d’évaluation des réseaux
d’assainissement destinés à approcher l’évolution de leur comportement dans le
temps. Elle identifie des modèles de dégradation des réseaux d’assainissement. Elle
présente et analyse les résultats d’études patrimoniales.
Elle analyse les modèles d’évaluation des réseaux d’assainissement et les processus
identifiés de perte de performance appliqués aux tuyaux en béton.
Les axes à approfondir pour une prise en compte adaptée des tuyaux en béton dans
les méthodes d’évaluation des réseaux d’assainissement sont identifiés.

Summary
Within the framework of integrated management of sewer networks, asset
management tools (which includes, operational follow-up, decision making assistance
in terms of maintenance, rehabilitation or renewal), are being developed.
In the long term, these tools will make it possible to evaluate the performance of
sewer networks by type, and also to analyse the serviceability of sewer and drainage
infrastructures according to their constitutive materials.
This study presents theories and methods of evaluation of sewer systems that are
intended to give an understanding of their behaviour. Whilst models of degradation
of sewer networks are identified, results from asset studies are also analysed.
Another aspect of this study discusses sewer network evaluation models and loss of
performance processes that have been identified are then applied to concrete pipes.
This study also presents the specific areas to be researched further in relation to the
sewer network methods of evaluation, specifically adapted to concrete pipelines.

-5-

1. Synthèse de l’étude
Dans le cadre du management intégré des réseaux
d’assainissement, des outils de gestion patrimoniale des réseaux,
de suivi de leur fonctionnement et d’aide à la décision en matière
d’entretien, de réhabilitation ou de renouvellement sont
développés. Ces outils permettront à terme d’évaluer les
performances de réseaux par types et, par exemple, de juger
l’aptitude à l’emploi des produits en fonction des matériaux
constitutifs des canalisations.
Ces outils sont basés généralement sur le recensement
d’informations factuelles (caractéristiques réseaux, performances
constatées, défauts identifiés, incidents…). Toutefois, le choix de
certaines données dépend de la nature des produits et de leur
comportement supposé (par exemple : fissuration, érosion, attaque
de paroi…).
Ces outils ayant une fonction d’aide à la décision en matière de
gestion patrimoniale, ils intègrent des modèles de dégradations
(causes possibles pour une observation donnée, évolution
possible dans le temps), qui prennent en compte, lorsque c’est
pertinent, la nature des produits et notamment des tuyaux.
Cette étude comprend deux parties et a pour objet :
¾ 1re partie
-

d’identifier les modèles de dégradation des réseaux
d’assainissement et de présenter et analyser les résultats
d’études patrimoniales réalisées ;

-

de présenter les principes et méthodes d’évaluation des
réseaux d’assainissement et leurs conséquences en terme de
gestion patrimoniale et d’appréciation de l’aptitude à l’emploi de
différents types de canalisations ;

-

d’analyser
les
modèles
d’évaluation
des
réseaux
d’assainissement et les processus identifiés de perte de
performance appliqués aux tuyaux en béton ;

¾ 2e partie
-

d’évaluer la pertinence de ces modèles aux produits en béton
de réseaux existants, dans des agglomérations ou un syndicat
d’assainissement, et connaître les résultats concrets en terme
de performance des produits en béton.

Ce rapport concerne la première partie de l’étude. Il ne traite pas
des ouvrages de visite ou d’inspection : regards et boîtes de
branchement.

1.1. Gestion
patrimoniale
et management
intégré des réseaux
d’assainissement

La connaissance des réseaux d’assainissement n’est que
partielle : elle se base sur des estimations et non sur une
connaissance exhaustive des réseaux. En France, en 2001, le
réseau collectif d’eaux usées domestiques et pluviales comprenait
environ 329 000 km de canalisations : 250 000 km destinées au
transport des eaux usées, en systèmes unitaires ou séparatifs et
79 000 km pour l’évacuation des eaux pluviales.
-7-

Estimé en valeur de remplacement, ceci représente un capital de
l’ordre de 76 milliards d’euros. L’âge de la majeure partie des
réseaux d’eaux usées, zones rurales et urbaines confondues, est
évalué à moins de 55 ans.
La réglementation française impose l’amortissement des réseaux
d’assainissement et propose des cadences réglementaires
d’amortissement de 50 à 60 ans pour les réseaux d’assainissement.
Toutefois, le taux de renouvellement des canalisations actuel
conduirait à des durées d’exploitation plus longues pouvant
atteindre 80 voire 100 ans.
Il est donc nécessaire, dans ce cadre, de pouvoir évaluer la durée
de vie des réseaux et prévoir l’évolution de leur état tant du point
de vue structurel qu’opérationnel ou en terme d’impact.
La gestion patrimoniale et le management intégré permettent de
bâtir des stratégies d’entretien, de réhabilitation et de
renouvellement des réseaux.

1.2. Modèles
de dégradation
des réseaux
d’assainissement

Le
linéaire
considérable
que
constitue
les
réseaux
d’assainissement ne permet pas leur connaissance exhaustive qui
nécessiterait des moyens très importants d’inspection. L’évaluation
de la dégradation des réseaux d’assainissement se base donc sur
une approche statistique. Ceci conduit à des modèles basés sur
une approche probabiliste qui ne permet pas de prévoir le
comportement individuel de tronçons particuliers mais d’apprécier
une probabilité de défaillance sur le réseau.
Deux types de modèles permettent de comprendre ou de simuler
la dégradation d’un réseau :
-

ceux basés sur une approche déterministe identifiant les
probabilités d’état des canalisations résultant de facteurs de
vieillissement ;

-

ceux basés sur une approche statistique des probabilités de
changements d’état des tronçons de canalisations traitant
empiriquement la dégradation comme un phénomène aléatoire
sans prise en compte des causes.

Les approches du vieillissement des canalisations d’assainissement
sont multiples et traduisent des priorités patrimoniales et
opérationnelles diverses :
-

durées de vie des canalisations ;

-

pourcentage de déficience ;

-

âges médians de passage d’un état de la canalisation à un
autre ;

-

proportion de canalisations se trouvant dans un état dégradé
critique ;

-

pourcentages d’intervention d’urgence sur les ouvrages.

Aucune approche ne peut être considérée comme universelle
puisque chacune traduit des objectifs et des priorités définis sur la
base de l’évaluation de l’impact d’une défaillance du réseau
d’assainissement.

-8-

La synthèse de résultats issus d’études patrimoniales menées sur
la base de différents modèles permet de dégager des tendances :
-

les canalisations posées sous les plus faibles hauteurs de
couvertures présentent le comportement le plus critique ;

-

les canalisations soumises à un trafic important vieillissent plus
rapidement que les autres, surtout si les hauteurs de
couvertures sont faibles ;

-

les canalisations sous voies secondaires sont moins durables
que les canalisations sous voies principales ;

-

les canalisations d’eaux pluviales sont plus pérennes que les
canalisations d’eaux usées ou unitaires ;

-

la durabilité des canalisations est moindre en bande littorale
maritime ;

-

les conduites en béton posées à une pente comprise entre 1 et
5 % sont plus durables ;

-

les canalisations de diamètres les plus faibles sont les moins
durables ;

-

la période de pose (année de pose par exemple) semble un
critère plus pertinent que l’âge des canalisations pour estimer le
vieillissement des ouvrages.

Concernant les résultats des canalisations selon leur matériau
constitutif, les conduites en béton présentent de bonnes
performances tant en ce qui concerne leur durée de vie, leurs âges
médians de transition entre états de dégradation, leur pourcentage
de déficience ou le pourcentage d’intervention d’urgence sur
réseau.

1.3. Principes
et méthodes
d’évaluation
des performances
des réseaux
d’assainissement

La gestion patrimoniale des réseaux se base sur une prise en
compte plus ou moins complète des facteurs d’impact, de
dysfonctionnement, des constats des diagnostics structurels et des
observations faites sur le réseau suite à des campagnes d’inspection.
Des modèles de gestion très complets ont été initiés et continuent
d’être développés.
La méthode d’inspection la plus couramment employée est
l’inspection visuelle et télévisuelle sur laquelle se basent la plupart
des méthodes d’évaluation des réseaux. Elle présente l’avantage
de la simplicité de mise en œuvre et permet d’établir un premier
état de la conduite dans des conditions économiques.
Différentes méthodes d’évaluation ont été élaborées se basant sur
les résultats d’inspections visuelles et télévisuelles. Elles
définissent des critères de prise en compte de ces observations :
-

défauts à retenir pour l’évaluation d’un tronçon de canalisation ;

-

gravité et seuils de quantification des défauts ;

-

combinaison des défauts multiples.

Une grande majorité de défauts retenus sont communs à l’ensemble
des méthodes mais l’appréciation de leur gravité et leur
quantification peut différer notablement. Ceci traduit des priorités
implicites données en terme d’évaluation des défauts (largeur des
fissures dans une approche plus structurelle et présence de fuite
au niveau de la fissure dans une approche plus hydraulique par
exemple) et des différences d’appréciation de la gravité des
-9-

défauts (une fissure longitudinale peut être considérée comme
plus grave ou non qu’une fissure circulaire selon les méthodes par
exemple).
Les systèmes de notation retenus dans les diverses méthodes
sont différents : notation linéaire, exponentielle ou priorité donnée
au pire défaut sur un tronçon sans considération des autres. Ceci
peut conduire à des conclusions différentes selon les méthodes
pour un défaut donné.

1.4. Analyse
des méthodes
d’évaluation
des performances
appliquées
aux réseaux
d’assainissement
en béton

L’analyse des méthodes d’évaluation des canalisations en béton
permet d’identifier des défauts plus fréquents ou spécifiques aux
tuyaux en béton ou aux tuyaux à base de ciment. Des modèles de
prévision de l’état des réseaux proposent des procédures de
quantification et des mécanismes d’évolution des défauts ou
dysfonctionnements des canalisations en béton. L’évaluation de la
sensibilité des produits en béton à certains paramètres (attaque
chimique et abrasion par exemple) et le niveau de criticité de
certains défauts (fissuration circulaire ou infiltration par exemple)
résulte de la combinaison d’approches paramétrées déterministes,
de la comparaison avec des avis d’experts et des premiers
résultats issus de l’expérience acquise sur quelques réseaux
d’assainissement suivis dans le cadre de politique de gestion
patrimoniale. Elle nécessite un approfondissement pour une prise
en compte adaptée des produits en béton.
La capitalisation des résultats de terrain devrait permettre de
rapprocher les prévisions des modèles de dégradations de l’état
constaté des réseaux. La pertinence des hypothèses formulées
sur la performance des canalisations en béton pourra ainsi être
évaluée.

- 10 -

2. Dossier de recherche

Introduction

Dans le cadre du management intégré des réseaux
d’assainissement, des outils de gestion patrimoniale des réseaux,
de suivi de leur fonctionnement et d’aide à la décision en matière
d’entretien, de réhabilitation ou de renouvellement sont
développés. Ces outils permettront, à terme, d’évaluer les
performances de réseaux par types et, par exemple, de juger
l’aptitude à l’emploi des produits en fonction des matériaux
constitutifs des canalisations.
Ces outils sont basés généralement sur le recensement
d’informations factuelles (caractéristiques réseaux, performance
constatée, défauts identifiés, incidents…). Toutefois, le choix de
certaines données dépend de la nature des produits et de leur
comportement supposé (par exemple : fissuration, érosion, attaque
de paroi…).
Ces outils ayant une fonction d’aide à la décision en matière de
gestion patrimoniale, intègrent des modèles de dégradations
(causes possibles pour une observation donnée, évolution
possible dans le temps), qui prennent en compte, lorsque c’est
pertinent, la nature des produits et notamment des tuyaux.
Cette étude a pour objet :
-

d’identifier les modèles de dégradation des réseaux
d’assainissement et de présenter et analyser les résultats
d’études patrimoniales réalisées ;

-

de présenter les principes et méthodes d’évaluation des
réseaux d’assainissement et leurs conséquences en terme de
gestion patrimoniale des réseaux et d’appréciation de l’aptitude
à l’emploi de différents types de canalisations ;

-

d’analyser
les
modèles
d’évaluation
des
réseaux
d’assainissement, les processus identifiés de perte de
performance appliqués aux tuyaux en béton.

Cette étude ne traite pas des ouvrages de visite ou d’inspection :
regards et boîtes de branchement.

- 11 -

2.1. Gestion
patrimoniale
et management
intégré des réseaux
d’assainissement
2.1.1. État et valeur
du patrimoine,
amortissement
et durées de vie
État du patrimoine

La connaissance des réseaux d’assainissement est partielle et se
base sur des estimations et non une connaissance exhaustive des
réseaux. Il a néanmoins été évalué qu’en 2001 les réseaux d’eaux
usées, unitaires ou séparatifs, représentaient en France environ
250 000 km de canalisations alors que ceux pour l’évacuation des
eaux pluviales totalisaient 79 000 km [12][22].
Peu de données ont été établies sur ces réseaux d’eaux usées
concernant le diamètre des canalisations ou leurs matériaux
constitutifs, contrairement aux réseaux d’adduction et de
distribution d’eau qui sont mieux connus.
Une segmentation a pu être réalisée selon le type de réseaux et la
taille des communes :

Conduites
unitaires

Conduite
d’eaux
usées en
réseau
séparatif

Conduite
unitaire
au sein
d’un
réseau
mixte

Conduite
d’eaux
usées au
sein d’un
réseau
mixte

Total

< 400 hab.

3,44 %

1,67 %

0,49 %

0,46 %

6,06 %

400 à
999 hab.

3,19 %

5,09 %

2,75 %

2,80 %

13,83 %

1 000 à
1 999 hab.

2,97 %

5,81 %

2,49 %

2,44 %

13,71 %

2 000 à
3 499 hab.

2,43 %

5,89 %

2,29 %

2,12 %

12,73 %

3 500 à
9 999 hab.

2,48 %

7,83 %

6,09 %

5,19 %

21,59 %

10 000 à
19 999 hab.

1,51 %

3,34 %

3,05 %

2,80 %

10,70 %

20 000 à
49 999 hab.

1,16 %

2,87 %

3,67 %

2,85 %

10,55 %

50 000 hab.
et +

1,95 %

1,91 %

3,98 %

3,02 %

10,86 %

Total

19,13 %

34,41 %

24,81 %

21,68 %

100,03 %

Tableau 1 - Répartition du linéaire en pourcentage de canalisations d’eaux
usées selon le type de réseaux et la taille des communes

- 12 -

Ceci représente en kilomètres de canalisations :

Conduites
unitaires

Conduite
d’eaux
usées en
système
séparatif

Conduite
unitaire
au sein
d’un
système
mixte

Conduite
d’eaux
usées au
sein d’un
réseau
mixte

Total

< 400 hab.

8 600

4 175

1 225

1 150

15 150

400 à
999 hab.

7 975

12 725

6 875

7 000

34 575

1 000 à
1 999 hab.

7 425

14 525

6 225

6 100

34 275

2 000 à
3 499 hab.

6 075

14 725

5 725

5 300

31 825

3 500 à
9 999 hab.

6 200

19 575

15 225

12 975

53 975

10 000 à
19 999 hab.

3 775

8 350

7 625

7 000

26 750

20 000 à
49 999 hab.

2 900

7 175

9 175

7 125

26 375

50 000 hab.
et +

4 875

4 775

9 950

7 550

27 150

Total

47 825

86 025

62 025

54 200

250 075

Tableau 2 - Répartition du linéaire en kilomètres de canalisations d’eaux
usées selon le type de réseaux et la taille des communes

L’âge des canalisations d’eaux usées varie selon leur implantation.
En zone rurale, l’équipement en assainissement a eu lieu à partir de
1970, le réseau est donc plutôt jeune. En ce qui concerne les zones
urbaines, il est possible d’affirmer que seuls les centres-villes étaient
desservis en assainissement avant la seconde guerre mondiale et
qu’une petite majorité des communes de plus de 2 000 habitants
était desservie par une conduite d’eaux usées ou unitaires en 1961.
La majeure partie des réseaux d’eaux usées, zones rurales et
urbaines confondues, a donc moins de 55 ans [12].
Une étude a indiqué l’âge moyen des réseaux en 1999 :
Ancienneté des ouvrages

Réseaux et ouvrages associés

10 ans et moins

11 %

10 ans - 20 ans

32 %

20 ans - 30 ans

28 %

30 ans - 60 ans

19 %

Plus de 60 ans

10 %

Total

100 %

Tableau 3 - Âge moyen des réseaux d’eaux usées en 1999 [12]

Il convient toutefois de noter que la notion de réseau n’est pas
clairement précisée et que l’on ignore si les pourcentages

- 13 -

s’appliquent à des conduites ou à des « entités réseaux »
desservant une agglomération.
Estimé en valeur de remplacement, ceci représente un capital de
l’ordre de 65 à 76 milliards d’euros [12]. Cette estimation ne se
base pas sur une connaissance précise de canalisations
identifiées et recensées mais sur les hypothèses suivantes :
-

l’évolution dans le temps du nombre d’habitants desservis par
une conduite d’eaux usées ;

-

un ratio de 5,3 mètres de canalisations/habitant ;

-

un coût variant de 258 à 305 euros/mètre de canalisation
remplacée ;

-

une durée de vie de 60 ans.

Les scénarios de renouvellement des conduites estimés sont :
Linéaire de
Période de
Période de
canalisation
construction renouvellement
en km

Coût en milliards
d’euros
Scénario Scénario
pessimiste optimiste

Avant 1962

avant 2022

118 600

36,17

30,6

1962 à 1967

2022 à 2027

39 900

12,17

10,29

1968 à 1974

2028 à 2034

37 800

11,53

9,75

1975 à 1981

2035 à 2041

21 800

6,65

5,62

1982 à 1989

2042 à 2049

20 800

6,34

5,37

1990 à 1998

2050 à 2058

11 100

3,39

2,86

Tableau 4 - Coûts estimés de renouvellement des canalisations d’eaux
usées en 1999 [12]

Ceci conduirait à des dépenses de renouvellement moyennes
annuelles sur la période 1998-2058 variant de 1,08 à 1,27 milliard
d’euros selon le scénario. Si l’on adoptait une durée de vie de
80 ans, les investissements nécessaires seraient ramenés à 0,8 à
0,95 milliard d’euros. Il est à noter qu’à ce jour le renouvellement
des canalisations est resté marginal [13].
Les hypothèses de durée de vie de 60 ou 80 ans sont de simples
hypothèses destinées à bâtir des scénarios. Elles ne se basent
pas sur une évaluation technique des canalisations et ne
différencient pas la durée de vie selon les diamètres, les périodes
de construction ou les matériaux constitutifs.

Dépréciation
et amortissement
des canalisations :
durées de vie utiles
et durées
de vie résiduelles

La réglementation française impose l’amortissement des réseaux
d’assainissement. Toutefois, elle laisse une grande marge de
manœuvre pour les services gérés par les collectivités. Elle
permet l’amortissement linéaire avec annuités constantes,
l’amortissement progressif avec annuités croissantes et
l’amortissement dégressif avec annuités décroissantes. L’arrêté du
12 août 1991 relatif à l’approbation des plans comptables
applicables au service public local propose des cadences
réglementaires d’amortissement de 50 à 60 ans pour les réseaux
d’assainissement auxquelles il est possible de déroger sur
justifications [33].
- 14 -

Dans le cadre des règles comptables applicables aux gouvernements
locaux australiens [1][2], des durées de dépréciation linéaire des
ouvrages ont été établies.
Elles se basent sur des durées de vie utile (« useful life ») des
canalisations définies comme la période au cours de laquelle la
canalisation rend la totalité du service que l’on attend d’elle [27].
Ces durées de vie utile sont estimées sur la base d’hypothèses
relatives à la canalisation et, notamment, sur le niveau d’usage
moyen projeté avec une maintenance convenable. Elles sont donc
fonction de la durée de vie de projet (« design life ») mais non
nécessairement la même [27].
Des durées de vie résiduelle des canalisations ont également été
définies. Elles correspondent à la durée de vie utile d’une
canalisation à partir d’une date donnée ultérieure à la date de mise
en service de la canalisation. Cette durée de vie résiduelle sera
donc inférieure ou égale à la durée de vie utile de l’ouvrage. Son
estimation dépendra du niveau de maintenance des canalisations.
Le guide d’application des règles comptables australiennes [27]
donne des durées de vie utiles indicatives pour les collecteurs
d’eaux usées distinguant les matériaux constitutifs :
Amiante ciment

45 ans

Grès

70 ans

PVC-U

70 ans

Béton

45 ans

Fonte ductile

40 ans

Tableau 5 - Durées de vie en fonctionnement indicatives selon la nature
des matériaux pour l’évaluation des canalisations eaux usées
australiennes [27]

Il est à noter que ces durées de vie en fonctionnement indicatives ne
s’appliquent pas aux canalisations d’eaux pluviales pour lesquelles
une dépréciation linéaire sur 70 à 100 ans est généralement
admise [16]. D’autres durées de vie, plus importantes, sont
également utilisées 90 à 100 ans pour les canalisations
d’assainissement d’eaux usées.
Les durées de vie utile ou résiduelle retenues pour l’amortissement
des canalisations sont de caractère comptable et ne doivent être
assimilées ni aux durées de vie structurelle des canalisations ni
aux durées de vie en fonctionnement.
Cet écart entre approche comptable et technique a été identifié :
-

sur la base d’approche technique empirique, combinant
observations et avis d’experts [19] ayant établi une loi de
dégradation pour les canalisations :

- 15 -

Figure 1 - Courbe de dépréciation linéaire et courbe de dégradation
supposée de canalisations d’assainissement en béton armé [19]

-

mais aussi sur la base de modélisations issues d’études
patrimoniales localisées [16] de conduites pluviales :

Figure 2 - Courbe de dépréciation linéaire et courbe de dégradation issue
de la modélisation d’un réseau d’eaux pluviales [16]

Dans les deux cas, l’amortissement linéaire sur 60 ou 80 ans semble
pessimiste techniquement et sécuritaire d’un point de vue financier.

Durées de vie
structurelles
et durée de vie
en fonctionnement
des canalisations

Les durées de vie structurelle se basent sur une évaluation
mécanique de la structure des canalisations.
Les durées de vie en fonctionnement correspondent aux périodes
pendant lesquelles le service est rendu par la canalisation : des
canalisations peuvent ne plus remplir leur fonction alors qu’elles
ne sont pas totalement dégradées structurellement [16]. Ceci est
notamment le cas lorsque des dépôts et sédimentation ou des
intrusions telles que des racines apparaissent dans les
canalisations.
La gestion patrimoniale des réseaux consiste à réévaluer
régulièrement les durées de vie utile et résiduelle projetées sur la
base des durées de vie structurelle et en fonctionnement à évaluer
à partir des constats sur ouvrages.

- 16 -

2.1.2. L’apport
du management intégré
des réseaux
d’assainissement
Principes du management
intégré des réseaux
d’assainissement

Le management intégré des réseaux est le processus permettant de
parvenir à un accord total concernant les réseaux d’évacuation et
d’assainissement existant et en projet et d’utiliser ces informations
pour développer des stratégies visant à ce que les performances
hydrauliques, environnementales, structurelles et fonctionnelles
répondent aux prescriptions de performance spécifiées en tenant
compte des conditions futures et de l’efficacité économique [32].
Ce processus comporte quatre étapes principales :
-

l’investigation de tous les aspects des performances des
réseaux d’assainissement et d’évacuation ;

-

l’évaluation des performances par comparaison avec les
prescriptions spécifiées et l’identification des causes de
dysfonctionnement ;

-

l’élaboration d’un plan d’action ;

-

la mise en œuvre de ce plan.
Investigation

Évaluation

Prescriptions de
performance

Élaboration du plan
d’action

Mise en œuvre
Figure 3 - Processus de management intégré d’un réseau
d’assainissement [32]

Ces quatre étapes qui interagissent et forment un cycle continu,
nécessitent la détermination préalable de performances et leur
prioritarisation. Selon les zones d’implantation des systèmes
d’assainissement, les priorités en terme d’impact peuvent être
différentes : par exemple, prévenir les risques d’inondation en
centre-ville ou prévenir les fuites d’effluents en zone
écologiquement sensible sont deux priorités distinctes pouvant
être requises pour différentes parties d’un même réseau.
Les prescriptions structurelles d’une canalisation d’assainissement
ne constituent qu’un des éléments de performances des réseaux
d’assainissement. Ceci explique pourquoi, en terme de gestion
patrimoniale, on considère la durée de vie en fonctionnement qui
ne peut être assimilée à la durée de vie structurelle.
À l’échelle d’un système d’assainissement, pour tenir compte des
ressources limitées d’exploitation, une prioritarisation des parties du
réseau à traiter orientera les actions à mener et leur planification :
- 17 -

Base de données d’inventaire

Évolution de l’impact

Prioritarisation

Fréquence des inspections
futures

Inspection

Réhabilitation

Évaluation de l’état

Processus de décision des
actions de réhabilitation

Figure 4 - Prioritarisation des interventions dans le management intégré
d’un réseau d’assainissement

Approche dynamique
des réseaux
d’assainissement

Le management intégré des réseaux d’assainissement est un
processus continu et dynamique :
-

l’état des ouvrages évolue dans le temps du fait de leur
dégradation mais aussi des opérations d’entretien et de
maintenance qui leur sont appliquées ainsi que des réparations
et réhabilitations éventuelles ; la durée de vie n’est donc pas
une fonction systématiquement décroissante et l’évaluation des
performances doit en conséquence porter sur la dégradation
mais aussi sur l’amélioration des ouvrages ;

-

la fonction des ouvrages, leur impact accepté et, donc, leurs
performances requises peuvent évoluer dans le temps.

Ceci explique pourquoi de nombreuses méthodes d’évaluation des
réseaux d’assainissement ont été développées dans le cadre d’outils
d’aide à la décision en matière de réparation et de réhabilitation.

2.2. Modèles
de dégradation
des réseaux
d’assainissement

L’important linéaire des réseaux d’assainissement ne permet pas
leur connaissance exhaustive qui nécessiterait des moyens très
importants d’inspection. L’évaluation de la dégradation des
réseaux d’assainissement se base donc sur une approche
statistique. Ceci conduit à des modèles basés sur une approche
probabiliste qui ne permet pas de prévoir le comportement
individuel de tronçons particuliers mais d’apprécier une probabilité
de défaillance sur le réseau.
Deux types de modèles permettent de comprendre ou de simuler
la dégradation d’un réseau :
-

ceux basés sur une approche déterministe identifiant les
probabilités d’état des canalisations résultant de facteurs de
vieillissement ;
- 18 -

-

2.2.1. Modèles
déterministes

ceux basés sur une approche statistique des probabilités de
changements d’état des tronçons de canalisations traitant
empiriquement la dégradation comme un phénomène aléatoire
sans prise en compte des causes.

Les modèles déterministes consistent à identifier les conséquences
sur les réseaux de causes identifiées telles que par exemple la
nature des sols environnants (portance du sol, type de sol,
compactage), la présence de nappe, les charges verticales
s’exerçant sur la conduite (remblai, trafic…) ou le matériau
constitutif de la canalisation. Cette approche permet de relier un
type de défaut ou un état structurel ou fonctionnel à un paramètre
identifié. Il a ainsi été déterminé la durée de vie des tuyaux en
fonction des conditions de trafic [5], le critère d’évaluation retenu
étant un pourcentage de tronçons défaillants (voir § 2.2.3).
Ce type d’approche rationnelle présente l’avantage de mettre en
œuvre les liens de cause à effet des pathologies rencontrées sur
la canalisation. Toutefois, la multiplicité des facteurs influant sur le
comportement des canalisations rend difficile l’approche d’un
paramètre unique indépendamment des autres. Un défaut pouvant
être dû à un ou plusieurs facteurs associés ou non [4].

Figure 5 - Causes possibles d’une fissure longitudinale pour un tuyau en béton armé ou fibré [4]

Ces méthodes nécessitent de définir les critères de gravité des
pathologies induites par les paramètres étudiés : type de défaut et
quantification des défauts qui peuvent conduire à leur évaluation
ou leur notation en terme de gravité.

2.2.2. Modèles
empiriques

Les modèles empiriques ne se basent pas sur les causes mais sur
les observations faites sur les canalisations. Ils consistent à
déterminer l’état des canalisations et à les classer en se référant à
des états de référence. Sur cette base, une analyse statistique
peut être effectuée afin d’identifier les paramètres influant sur la
dégradation des canalisations. Selon les méthodes d’évaluation, le
nombre d’états de référence peut varier (tableau 6).

- 19 -

Méthodes
d’évaluation

Nombre
d’états

LGAAM [27]

5

Combes, Miczevski,
Kuczera [16]

4

6
structurels

NRCC [30]

(+ 6 de
service)

Baur [8] [20]

6

SEWRAT [16]

3

Ville d’Indianapolis
[3]

5

ASCE Manual of
existing sewer
evaluation and
réhabilitation [35]

5

Ville d’Edmonton
[35]

5

5

ATV M 149 [7]

Description des états
Proche des conditions parfaites.
Quelques détériorations superficielles.
Détérioration sérieuse nécessitant une maintenance substantielle.
Niveau de détérioration affectant la structure de l’investissement,
nécessitant une reconstruction majeure ou une remise à neuf.
y Détérioration rendant l’investissement hors service.
y Proche des conditions parfaites.
y Quelques réparations superficielles.
y Détérioration sérieuse nécessitant une maintenance substantielle.
y Niveau de détérioration affectant la structure de l’investissement,
nécessitant une reconstruction majeure ou une remise à neuf.
y Ruine ou rupture imminente.
y En mauvaise condition, risque structurel élevé.
y En mauvaise condition, risque structurel modéré.
y En condition satisfaisante, risque structurel minimal.
y Bonne condition.
y Excellente condition.
y De l’état neuf à une canalisation ne rendant plus le service requis ou à l’état
de ruine.
y Caractérisation en terme de coût d’intervention annuel :
- état 3 : 20 DM/an/ml ;
- état 2 : 75 DM/an/m ;
- état 1 : 130 DM/an/m.
DM : Deustch Mark
y
y
y
y

Bon
Acceptable
Modéré
Mauvais
Critique
Effondrement ou effondrement imminent.
Effondrement probable dans un avenir prévisible.
Effondrement improbable dans un futur proche, détérioration probable
Risque minimal d’effondrement à court terme mais possibilité de
détérioration future.
y (bon état)

y
y
y
y
y
y
y
y
y

y Basés sur une classification des défauts observés par inspection visuelle.
y
y
y
y
y
y
y
y

5

VSA [6]

y

y

y
Seine-Saint-Denis
[26]

Burgess [14]

4

5

y
y
y
y
y

Pas de traitement nécessaire.
Réhabilitation à long terme.
Réhabilitation à moyen terme.
Réhabilitation à court terme.
Réhabilitation immédiate.
Aucun dommage n’a été constaté.
Défauts structurels et dommages n’affectant pas de façon significative
l’étanchéité, l’hydraulique ou la résistance mécanique : aptitude du réseau à
long terme.
Défauts structurels et dommages affectant l’étanchéité, l’hydraulique ou la
résistance mécanique : les réseaux doivent être traités à moyen terme 3 à 5
ans.
Endommagements structurels qui ne permettent plus de garantir la sécurité
structurelle, l’hydraulique ou l’étanchéité : les réseaux doivent être traités
dans les 1 ou 2 ans, d’éventuelles mesures d’urgence doivent être
examinées.
Canalisation ruinée ou sur le point de l’être : les réseaux doivent être traités
d’urgence à court terme, des réparations d’urgence peuvent être prises pour
prévenir des dégradations ultérieures.
Établis sur la base des actions à entreprendre :
- surveillance ;
- action préventive ;
- action curative ;
- mesures conservatoires.
Neuf/complètement réhabilité.
Détérioration mineure.
Détérioration modérée.
Détérioration significative.
Possible ruine imminente.

Tableau 6 - États de référence des canalisations selon plusieurs méthodes d’évaluation

- 20 -

Le nombre d’états retenus dépend de :
-

l’approche globale de la performance intégrant performance
structurelle et de service [16] [27] ou au contraire les dissociant
[30] ;

-

la taille de l’échantillon retenu pour évaluer le patrimoine ;

-

la nature des canalisations : pour les canalisations d’eau
pluviales, Combes, Miczevski, Kuczera [16] considèrent inutile
car jamais rencontré l’état retenu par le LGAAM [27]
« détérioration rendant l’investissement hors service » jugeant
qu’une canalisation pluviale même très endommagée
structurellement peut encore transporter l’eau.

Figure 6 - Tuyau extrêmement endommagé pouvant encore transporter
des eaux pluviales [16]

Ces états des canalisations sont déterminés de manière globale
pour estimer :
-

un état intrinsèque de la canalisation [10] ;

-

un coût estimé de travaux à réaliser [8][20] ;

-

l’urgence à entreprendre des travaux de réhabilitation [10] ;

-

ou permettre l’évaluation de la durée de vie résiduelle de
l’ouvrage [27].

Le plus souvent, ils se basent sur des types de défauts, leur
quantification, leur mode d’évaluation ou leur notation en terme de
gravité ; cette approche est commune aux méthodes
déterministes. Les conditions de fonctionnement et de service ou
l’impact de l’état des canalisations sont également pris en compte
dans certains modèles (modèle ATV M 149 [7]).
Le tableau ci-dessous montre la disparité des approches de
différentes
méthodes
d’évaluation
des
canalisations
d’assainissement [3].

- 21 -

Importance donnée à
État
structurel

État
hydraulique

WRc

Haute

Moyenne Haute

Faible

SSMS

Haute

Moyenne Haute

NRC

Ville
d’Indianapolis

Haute

Haute

Moyenne Haute

Moyenne

Facteurs
externes

Facteurs
additionnels

Méthodes de
prioritarisation

Éléments de base
Méthode
d’inspection

Type de
réseau

Aucun

Priorité au pire
défaut

Essentiellement
inspection
télévisée

Tous

Faible

Aucun

Optimisation du
cycle de vie

Essentiellement
inspection
télévisée

Tous

Moyenne Haute

Localisation
Profondeur
Sol
Tuyau
Diamètre
Fonctionnalité

Priorité au pire
défaut
Rupture
Probabilité
d’impact

Toutes

Grands
diamètres
(> 1 200)

Moyenne

Profondeur
Localisation
Sol
Nappe
phréatique

Priorité au pire
défaut
Probabilité de
rupture

Essentiellement
inspection
télévisée

Grands
diamètres
(> 1 500)

Tableau 7 Prise en compte des facteurs structuraux, hydrauliques et
extérieurs à la canalisation dans différentes méthodes d’évaluation des canalisations d’assainissement [3]

Sur la base de la classification des canalisations, les modèles
empiriques permettent par une analyse statistique de déterminer
l’influence de différents paramètres sur la dégradation de la
conduite.
Différentes études de réseaux locaux ont mis en évidence
notamment l’influence des facteurs suivants :
Études

Newcastle City
(Australie) [16]

Paramètres
Diamètre (< 600 et > = 600)
Matériau (béton, PVC)
Type de sol (alluvial, podzolic)
Distance de la côte maritime (> 1 km, < 1 km,
< 1 km et zone de marnage)
y Âge
y
y
y
y

Dresde
(Allemagne)
[8][20][9]

y Période de construction
y Matériaux constitutifs de la canalisation
y Type de réseau (eaux usées, eaux pluviales
ou unitaires)
y Canalisation secondaire ou collecteur
y Section de l’ouvrage
y Diamètres
y Pente
y Type de rues à l’aplomb des canalisations

Redcliffe City
(Australie) [31]

y Matériau (amiante ciment, béton, grès, PVC)

Edmonton
(Canada) [28][35]

y
y
y
y
y

Matériau (lister)
Âge (année de construction)
Type de réseau
Diamètre
Hauteur de remblai

Tableau 8 - Paramètres de dégradation des canalisations pris en compte
dans différentes études patrimoniales

- 22 -

Les résultats se traduisent, selon les modèles, en durée de vie des
canalisations ou en probabilités de passage d’un état de référence
à un autre.
Les modèles de transition d’état se basent sur les notions de
matrice de transition d’état ou de fonction de survie.

Matrice de transition
d’état

Une matrice de transition d’état définit la probabilité de passage pij
qu’un tronçon passe d’un état de référence i à un état de référence j
pour un pas de temps ∆T (par exemple l’année).
Cette approche suppose que les lois de vieillissement dans le
temps soient stables.
Pour un système de classification selon cinq états (classés 1 à 5
de l’état neuf à la ruine par exemple) :
p11
p21
p31
p41
p51

[Pij] =

p12
p22
p32
p42
p52

p13
p23
p33
p43
p53

p14
p24
p34
p44
p54

p15
p25
p35
p45
p55

En l’absence d’entretien, de maintenance et de réhabilitation, la
probabilité de passer à un état moins dégradé est nulle. D’autre
part, l’état 5 étant l’état le plus dégradé, un tronçon ayant atteint
cet état restera tel.
La matrice de transition d’état a donc la forme :

[Pij] =

1-(p12 + p13 + p14 + p15)
0
0
0
0

p12
1-(p23 + p24+ p25)
0
0
0

p13
p23
1-(p34+ p35)
0
0

p14
p24
p34
1-p45
0

p15
p25
p35
p45
1

Cette approche appliquée à un réseau de tronçons multiples
permet de déterminer les pourcentages pi de la population d’une
classe d’âge de tronçons se trouvant dans un état de référence
donné i après un temps n.∆T :
p1
p2
p3
p4
p5

[Pij] n

=

1
0
0
0
0

L’établissement d’une matrice de transition d’état nécessite de
suivre dans le temps une population suffisante de tronçons pour
quantifier les probabilités de passage pij.
Il a ainsi été déterminé pour la ville d’Hamilton (Ohio, USA) une
matrice de transition donnant les probabilités de changement
d’état pour un pas de temps de cinq années [14]. Cette matrice,
applicable aux canalisations d’eaux usées séparatives, a été
calibrée sur la base des résultats disponibles pour la période de
1893 à 1978.

[Pij] =

0
0
0
0
0

0,93
0,911
0
0
0
- 23 -

0,07
0,086
0,9755
0
0

0
0,003
0,0245
0,993
0

0
0
0
0,007
1,0

Modèles de survie

Les modèles de survie consistent à tracer les fonctions de survie
des tronçons de canalisation en déterminant statistiquement le
pourcentage de tronçons d’une classe d’âge dans un état de
référence donné.
Il peut ainsi être établi des fonctions de survie pour cinq états de
référence successifs donnés.

Figure 7 - Exemple de fonctions de survie

Sur cet exemple (figure 7), les courbes représentent en fonction de
l’âge :
-

le pourcentage de tronçons dans l’état 1 ;

-

le pourcentage de tronçons dans les états 1 ou 2 ;

-

le pourcentage de tronçons dans les états 1, 2 ou 3 ;

-

le pourcentage de tronçons dans les états 1, 2, 3 ou 4.

On peut ainsi, pour un âge donné, estimer le nombre de tronçons
dans un état de référence donné. Par exemple, figure 7, à 60 ans
50 % des tronçons sont dans un état 1 ou 2.
Les fonctions de transition peuvent s’exprimer [9] comme suit :
R(t) = (A + 1) / (A + e

B(t - C)

)

où :
-

R(t) est le pourcentage de tuyaux qui n’auront pas été
dégradés dans une classe inférieure à un âge donné t ;

-

A est la constante de vieillissement des tuyaux - plus cette
constante est grande, moins accentuée est la transition entre
deux états ;

-

B est la constante de transition (exprimées en 1/année) - plus
grande est cette valeur plus tôt interviendra la transition ;

-

C est la constante de résistance (exprimée en années) pour
une classe donnée - elle traduit la période pendant laquelle
n’intervient aucune détérioration.

L’âge médian t50 des conduites pour le passage d’un état au
suivant est égal à :
t 50 = C + B -1 ln (A + 2)
- 24 -

L’étude des conduites de Dresde (Allemagne) a permis de définir
les constantes suivantes applicables à l’ensemble du réseau :
Transition
entre états

A

B

Âge médian

2-1

29,4

0,0252

135

3-2

23,8

0,031

104

4-3

13,9

0,0452

60

5-4

4,7

0,0595

29

Tableau 9 - Constante des fonctions de survie pour le réseau
de Dresde [21]

Ce qui se traduit par les courbes suivantes :

Figure 8 - Fonctions de survie pour le réseau de Dresde [21]

2.2.3. Résultats d’études
patrimoniales
de réseaux
d’assainissement :
approche mono
paramétrique

Les études patrimoniales relatives aux réseaux d’assainissement
ont conduit à des résultats nombreux permettant d’apprécier
l’influence de plusieurs paramètres sur la durée de vie des
canalisations.
Ces facteurs influant sur la durabilité peuvent être relatifs aux
conditions extérieures s’exerçant sur la canalisation :
-

hauteur de couverture sur la canalisation ;

-

charges de trafic ;

-

les effluents transportés ;

-

sol environnant ;

-

localisation et conditions d’exposition ;

-

la pente…

Ils peuvent également être directement liés aux caractéristiques
intrinsèques de l’ouvrage :
-

diamètres des canalisations ;

-

matériaux constitutifs des canalisations ;

-

âge ou période de pose ;

-

section de l’ouvrage.
- 25 -

L’influence des paramètres ci-dessus a été évaluée dans le cadre
d’études de réseaux d’assainissement dont les résultats sont
présentés ci-après.
Ces paramètres ne sont pas tous indépendants ; il y a donc lieu
dans un second temps d’étudier l’interdépendance de ces
paramètres pour mieux apprécier les modes de vieillissement des
conduites. Ceci est présenté en 2.2.4.
● Sur un patrimoine de 375 km [28][35] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et
1 050 mm évalué à partir de 784 rapports d’inspection télévisée
des canalisations, le taux de déficience des canalisations a été
évalué. Dans ce cas, la déficience n’est pas une ruine ou une
affectation grave de la structure des canalisations. Est
considérée comme déficiente, toute canalisation présentant au
moins des défauts de faibles niveaux tels que : déformation,
casse, fissure ou une corrosion modérée [35].
Le tableau 10 présente le taux de déficience en fonction de la
hauteur de couverture sur les canalisations.
Pour un âge donné, les canalisations les moins profondes
apparaissent comme les plus vulnérables.
Pourcentage de
déficience pour une
hauteur de couverture
donnée

Pourcentage relatif de
déficience selon la
hauteur de couverture

De 0 à 2 m

60,61

27,3

De 2 à 4 m

45,49

20,5

De 4 à 6 m

40,20

18,1

De 6 à 8 m

50,00

22,5

Plus de 8 m

26,09

11,7

Tableau 10 - Pourcentage de déficience pour un âge donné et pourcentage
relatif de déficience selon la hauteur de couverture
70
Poucentage de déficience

Hauteur de couverture
sur la canalisation

60
50
40
30
20
10
0
De 0 à 2 m

De 2 à 4 m

De 4 à 6 m

De 6 à 8 m

Plus de 8 m

Hauteur de couverture

Figure 9 - Pourcentage de déficience pour un âge donné selon la hauteur
de couverture

- 26 -

● Sur la base de 4 720 tronçons représentant 184 km soit 7 % du
linéaire total du réseau, l’analyse des rapports d'inspection vidéo
des tronçons et des variables de conjoncture (géométrie de
l'ouvrage, âge, matériau…) et de sollicitation (trafic, fluctuations
de la nappe phréatique…) [23] a permis de mettre en évidence
l’influence du trafic sur la durée de vie des canalisations en
fonction de leur profondeur de pose sur la base de taux de
déficience admissible fixés [5].
Les résultats illustrent l’impact des charges de trafic sur les
canalisations notamment à faibles profondeurs.
Durée de vie (années)
Environnement

Trafic
élevé

Trafic
modéré

50 % de tronçons
défaillants

90 % de tronçons
défaillants

Profondeur
faible

23

56

Profondeur
forte

20

70

Profondeur
faible

69

169

Profondeur
forte

Infinie

Infinie

Tableau 11 - Durée de vie des canalisations en fonction du trafic

● Sur un patrimoine évalué de 37,8 km représentatif du linéaire
total d’un réseau d’assainissement, il apparaît que les
canalisations posées sous voirie principale se dégradent moins
vite que celle situées sous voies secondaires (pour lesquelles les
charges de trafic sont peut-être donc sous estimées) [8][24].
Le tableau 12 présente l’estimation de l’âge médian de la
transition entre deux états de dégradation de l’ouvrage (de 1 :
état neuf à 5 : état de ruine).
État 1
ª
État 2

État 2
ª
État 3

État 3
ª
État 4

État 4
ª
État 5

Voirie secondaire

25

56

97

126

Voirie principale

31

62

108

141

Tableau 12 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états
de dégradation de l’ouvrage selon le type de voie
160
Âge médian de transition
entre états

Charges de trafic

140
120
État 1 --> État 2

100

État 2 --> État 3

80

État 3 --> État 4

60

État 4 --> État 5

40
20
0
Voirie secondaire

Voirie principale

Type de voirie

Figure 10 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états
de dégradation de l’ouvrage selon le type de voie

- 27 -

● Sur un patrimoine évalué de 37,8 km représentatif du linéaire
total d’un réseau d’assainissement, il apparaît que les
conduites d’eaux usées seraient moins durables que celles
d’eaux pluviales. Les conduites unitaires auraient la plus
grande durée de vie [8][24].
Ce dernier constat nécessite un approfondissement et,
notamment, l’étude de la corrélation avec d’autres paramètres
tels que le matériau constitutif de la canalisation ou le diamètre
de l’ouvrage.
Le tableau 13 présente l’estimation de l’âge médian de la
transition entre deux états de dégradation de l’ouvrage (de 1 :
état neuf à 5 : état de ruine).
État 1
ª
État 2

État 2
ª
État 3

État 3
ª
État 4

État 4
ª
État 5

Eaux usées

26

53

87

108

Eaux
pluviales

21

56

98

133

Unitaires

33

62

108

142

Tableau 13 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états
de dégradation de l’ouvrage selon le type d’eaux transportées
Âge médian de transition entre
états

Effluents transportés

160
140
120

Etat 1 --> Etat 2

100
80

Etat 2 --> Etat 3
Etat 3 --> Etat 4

60
40

Etat 4 --> Etat 5

20
0
Eaux usées

Eaux
pluviales

Unitaires

Type d'eaux transportées

Figure 11 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états de
dégradation de l’ouvrage selon le type d’eaux transportées

● Sur un patrimoine de 375 km [28][35] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et
1 050 mm évalué à partir de 784 rapports d’inspection télévisée
des canalisations, le taux de déficience des canalisations a été
évalué. Dans ce cas, la déficience n’est pas une ruine ou une
affectation grave de la structure des canalisations. Est
considérée comme déficiente, toute canalisation présentant au
moins des défauts de faibles niveaux tels que : déformation,
casse, fissure ou une corrosion modérée [35].
Le tableau 14 présente le taux de déficience en fonction du
type d’eaux transportées.
Comme pour l’étude précédente la durabilité des réseaux
d’eaux pluviales est supérieure à celle des réseaux d’eaux
usées. Par contre il semblerait que les réseaux unitaires soient
moins durables que les réseaux d’eaux usées.
- 28 -

Pourcentage de
déficience pour un
type d’eaux donné

Pourcentage relatif
de déficience selon
le type d’eaux

Eaux usées

55,00

43,5

Eaux pluviales

23,13

18,3

Unitaires

48,42

38,3

Tableau 14 - Pourcentage de déficience pour un type d’eaux donné
et pourcentage relatif de déficience selon le type d’eaux

Pourcentage de déficience

60
50
40
30
20
10
0
Eaux usées

Eaux pluviales

Unitaires

Type d'eaux transportées

Figure 12 - Pourcentage de déficience pour un type d’eaux donné

● Sur un patrimoine de 2 510 km [28] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et 600 mm
le nombre d’interventions d’urgence sur le réseau a été
comptabilisé. Cette approche correspond à la pratique de
nombreux gestionnaires de réseaux [28]. Ce pourcentage
d’intervention d’urgence sur un type de canalisations données
est comparé à la fréquence de ce type de canalisations dans le
réseau. Leur caractère critique s’évalue sur la base de la
différence de ces deux données.
Les canalisations unitaires sont plus sujettes à intervention
d’urgence que la moyenne. Les canalisations unitaires
apparaissent comme les plus critiques.
Le tableau 15 présente les fréquences d’intervention d’urgence
en fonction du type d’eau transportée des canalisations.
Pourcentage
d’intervention
d’urgence

Pourcentage de
canalisations
dans le réseau

Criticité

Eaux usées

52,5

51,7

Très faible

Eaux
pluviales

22,5

31,3

Non

Unitaires

25,0

17,0

Oui

Tableau 15 - Pourcentage d’intervention d’urgence par type d’eau
transportée des canalisations

- 29 -

Pourcentage d'intervention
d'urgence et de canalisations
dans le réseau

60
50
Pourcentage
d’intervention d’urgence

40
30

Pourcentage de
canalisations dans le
réseau

20
10
0
Eaux usées

Eaux
pluviales

Unitaires

Type d'eaux transportées

Figure 13 - Pourcentage d’intervention d’urgence par type d’eau
transportée des canalisations

Sol environnant

● Sur un patrimoine évalué de 17 km d’un réseau pluvial de 380 km,
l’influence du sol environnant la conduite a été mise en évidence.
Les tuyaux posés en sols alluvionnaires se détériorent plus vite
que les tuyaux en sols podzoliques. Ceci peut s’expliquer par la
présence plus importante de chlorure et d’acide sulfatique dans
les sols alluvionnaires que dans les sols podzoliques.
La figure 14 présente la proportion de tronçons de canalisations
dans l’état le plus critique correspondant à une détérioration de la
structure de l’ouvrage nécessitant une reconstruction majeure ou
une remise à neuf [16].

Figure 14 - Proportion de tronçons de canalisations pluviales dans l’état le
plus critique en fonction du sol environnant

Localisation et conditions
d’exposition

● Sur un patrimoine évalué de 17 km d’un réseau pluvial de 380 km,
l’influence de la localisation des canalisations par rapport à la côte
marine a été mise en évidence. Les canalisations situées à moins
de 1 km sont plus détériorées que celles situées au-delà.
La figure 15 présente la proportion de tronçons de canalisations
dans l’état le plus critique correspondant à une détérioration de la
structure de l’ouvrage nécessitant une reconstruction majeure ou
une remise à neuf [16].
- 30 -

Figure 15 - Proportion de tronçons de canalisations pluviales dans l’état le
plus critique en fonction du sol environnant

● Sur un patrimoine évalué de 23 km en béton représentant du
linéaire total de tuyaux en béton d’un réseau d’assainissement,
il apparaît un meilleur comportement des canalisations en
béton de pentes comprises entre 1 % et 5 %. [9][21].
Le tableau 16 présente l’estimation de l’âge médian de la
transition entre deux états de dégradation de l’ouvrage (de 1 :
état neuf à 5 : état de ruine).
État 1
ª
État 2

État 2
ª
État 3

État 3
ª
État 4

État 4
ª
État 5

Pente > 5 %

28

64

140

511

1 % < pente ≤ 5 %

36

74

158

993

Pente ≤ 1 %

23

44

109

681

Tableau 16 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états
de dégradation de l’ouvrage en fonction de la pente de la canalisation
Âge médian de transition entre états

Pente des conduites

1200
1000
800

État 1 --> État 2
État 2 --> État 3

600

État 3 --> État 4

400

État 4 --> État 5

200
0
>5%

> 1 % et ≤ 5 %

≤1%

Pente de la canalisation

Figure 16 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états de
dégradation de l’ouvrage en fonction de la pente de la canalisation
- 31 -

Diamètres
des canalisations

Le diamètre des canalisations est un paramètre influant sur leur
vieillissement.
● Sur un patrimoine évalué de 17 km d’un réseau pluvial de
380 km, il a été constaté que les canalisations de plus petits
diamètres (inférieurs à 600 mm) se détérioraient davantage que
celles de plus grands diamètres (supérieurs à 600 mm).
La figure 17 présente la proportion de tronçons de canalisations
dans l’état le plus critique correspondant à une détérioration de
la structure de l’ouvrage nécessitant une reconstruction
majeure ou une remise à neuf [16].

Figure 17 - Proportion de tronçons de canalisations pluviales dans l’état le
plus critique en fonction du sol environnant

● Sur un patrimoine évalué de 37,8 km représentatif du linéaire
total d’un réseau d’assainissement, il apparaît que les
canalisations de diamètres les plus faibles sont les plus
vulnérables (diamètre inférieur à 300 mm). Par contre, dans la
gamme supérieure, les canalisations de diamètres compris
entre 300 mm et 1 000 mm sont plus durables que celles de
diamètres supérieurs à 1 000 mm [8][24].
Le tableau 17 présente l’estimation de l’âge médian de la
transition entre deux états de dégradation de l’ouvrage (de 1 :
état neuf à 5 : état de ruine).
État 1
ª
État 2

État 2
ª
État 3

État 3
ª
État 4

État 4
ª
État 5

Diamètre inférieur
à 300 mm

24

49

91

124

Diamètre compris
entre 300 mm et
1 000 mm

33

67

121

178

Diamètre
supérieur
à 1 000 mm

43

81

96

99

Tableau 17 - Estimation de l’âge médian de la transition entre
deux états de dégradation de l’ouvrage en fonction du diamètre
de la canalisation
- 32 -

Âge médian de transition
entre états

200
État 1 --> État 2

150

État 2 --> État 3

100

État 3 --> État 4

50

État 4 --> État 5

0
Diamètre inférieur
à 300 mm

Diamètre compris Diamètre supérieur
entre 300 mm et
à 1000 mm
1000 mm

Diam ètre des canalisations

Figure 18 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états de
dégradation de l’ouvrage en fonction du diamètre de la canalisation

● Sur un patrimoine de 375 km [30][35] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et
1 050 mm évalué à partir de 784 rapports d’inspection télévisée
des canalisations, le taux de déficience des canalisations a été
évalué. Dans ce cas, la déficience n’est pas une ruine ou une
affectation grave de la structure des canalisations. Est
considérée comme déficiente, toute canalisation présentant au
moins des défauts de faibles niveaux tels que : déformation,
casse, fissure ou une corrosion modérée [35].
Les canalisations de diamètres inférieurs à 375 mm
apparaissent comme les plus vulnérables.
Le tableau 18 présente le taux de déficience en fonction du
diamètre des canalisations.
Pourcentage de
déficience pour un
diamètre donné

Pourcentage relatif
de déficience selon
le diamètre

150

50,00

12,7

200

60,26

15,3

250

58,46

14,9

300

46,98

11,9

375

45,35

11,5

450

22,03

5,6

500

20,00

5,1

525

30,77

7,8

550

0,00

0

600

15,38

3,9

675

10,00

2,5

750

12,50

3,2

825

10,00

2,5

900

11,76

3,0

1 050

0,00

0,0

Diamètre

Tableau 18 - Pourcentage de déficience pour un diamètre donné et
pourcentage relatif de déficience en fonction du diamètre

- 33 -

60
50
40
30
20
10
0
15
0
20
0
25
0
30
0
37
5
45
0
50
0
52
5
55
0
60
0
67
5
75
0
82
5
90
0
10
50

Pourcentage de déficience

70

Diamètre des canalisations

Figure 19 - Pourcentage de déficience pour un diamètre donné

● Sur un patrimoine de 2 510 km [28] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et
600 mm le nombre d’interventions d’urgence sur le réseau a
été comptabilisé. Cette approche correspond à la pratique de
nombreux gestionnaires de réseaux [28]. Ce pourcentage
d’intervention d’urgence sur un type de canalisations données
est comparé à la fréquence de ce type de canalisations dans le
réseau. Leur caractère critique s’évalue sur la base de la
différence de ces deux données.
Les canalisations de diamètres inférieurs à 375 mm sont plus
sujettes à intervention d’urgence que la moyenne. Les
canalisations de diamètres inférieurs à 375 mm sont les plus
critiques.
Le tableau 19 présente les fréquences d’intervention d’urgence
en fonction du diamètre des canalisations.

Diamètre

Pourcentage
d’intervention
d’urgence

Pourcentage de
canalisations
dans le réseau

Criticité

De 150 mm à
375 mm

89,0

80,1

Oui

De 450 mm à
525 mm

11,0

14,4

Non

De 550 mm à
600 mm

0,0

5,6

Non

Pourcentage d'intervention
d'urgence et de canalisations
dans le réseau

Tableau 19 - Pourcentage d’intervention d’urgence par classe de
diamètre de canalisation
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

Pourcentage
d’intervention d’urgence
Pourcentage de
canalisations dans le
réseau

De 150 mm De 450 mm De 550 mm
à 375 mm à 525 mm à 600 mm
Diamètre des canalisations

Figure 20 - Pourcentage d’intervention d’urgence par classe de diamètre
de canalisation
- 34 -

Nombre moyen par kilomètre

Sur un patrimoine inspecté visuellement de 13,76 km composé
à 95 % de canalisations unitaires et 5 % d’eaux usées constitué
majoritairement de tuyaux en béton non armé et armé, la
variation du taux de fissures a été analysée en fonction de
l’élancement des tuyaux en béton armé (Longueur/Diamètre).
La figure 21 illustre la vulnérabilité des tuyaux de grand
élancement [15].
90
80
70
60
Fissures
longitudinales

50
40

Fissures
circulaires

30
20
10
0
2,5 3,33 3,75

4

4,28

5

6

6,67 7,5

8

10

Ratio Longueur/Diamètre des tuyaux

Figure 21 - Variation du taux de fissures en fonction de l’élancement dune
conduite en béton armé

Matériaux constitutifs
des canalisations

● Sur un patrimoine évalué de 17 km d’un réseau pluvial de
380 km, les canalisations en béton ont été constatées plus
résistantes et durables que les tuyaux en grès.
La figure 22 présente la proportion de tronçons de canalisations
dans l’état le plus critique correspondant à une détérioration
affectant la structure de l’investissement, nécessitant une
reconstruction majeure ou une remise à neuf [16].

Figure 22 - Proportion de tronçons de canalisations pluviales dans l’état le
plus critique en fonction du matériau de la canalisation

● Sur un patrimoine évalué de 37,8 km représentatif du linéaire total
d’un réseau d’assainissement, il apparaît un meilleur comportement
des canalisations en béton comparées au PVC [8][24].
Le tableau 20 présente l’estimation de l’âge médian de la
transition entre deux états de dégradation de l’ouvrage (de 1 :
état neuf à 5 : état de ruine).
- 35 -

État 1
ª
État 2

État 2
ª
État 3

État 3
ª
État 4

État 4
ª
État 5

PVC

7

11

36

57

Béton

33

74

143

485

Maçonnerie

32

60

158

354

Tableau 20 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux
états de dégradation de l’ouvrage selon le matériau de la
canalisation

Âge médian de transition
entre états

600
500
400

État 1 --> État 2
État 2 --> État 3

300

État 3 --> État 4
État 4 --> État 5

200
100
0
PVC

Béton

Maçonnerie

Matériau constitutif de la canalisation

Figure 23 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états de
dégradation de l’ouvrage selon le matériau de la canalisation

● Sur un patrimoine de 375 km [28][35] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et
1 050 mm évalué à partir de 784 rapports d’inspection télévisée
des canalisations, le taux de déficience des canalisations a été
évalué. Dans ce cas, la déficience n’est pas une ruine ou une
affectation grave de la structure des canalisations. Est
considérée comme déficiente, toute canalisation présentant au
moins des défauts de faibles niveaux tels que : déformation,
casse, fissure ou une corrosion modérée [35].
Les canalisations en béton armé présentent un taux de
déficience nettement inférieur ainsi que celle en béton non
armé dans une moindre proportion.
Le tableau 21 présente le taux de déficience en fonction du
matériau constitutif des canalisations.
Pourcentage de
déficience pour un
matériau donné

Pourcentage relatif
de déficience selon
le matériau

Béton

32,28

17,1

Béton armé

10,58

5,6

Grès

55,06

29,2

Tuyaux revêtus
bitume

57,14

30,3

PVC

33,33

17,7

Tableau 21 - Pourcentage de déficience pour un matériau donné et
pourcentage relatif de déficience selon le matériau
- 36 -

Pourcentage de déficience

60
50
40
30
20
10
0
Béton

Béton armé

Grès

Tuyaux
revêtus
bitume

PVC

Matériau constitutif de la canalisation

Figure 24 - Pourcentage de déficience pour un matériau donné

● Sur un patrimoine de 2 510 km [28] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et 600 mm
le nombre d’interventions d’urgence sur le réseau a été
comptabilisé. Cette approche correspond à la pratique de
nombreux gestionnaires de réseaux [28]. Ce pourcentage
d’intervention d’urgence sur un type de canalisations données
est comparé à la fréquence de ce type de canalisations dans le
réseau. Leur caractère critique s’évalue sur la base de la
différence de ces deux données. Les canalisations en béton
non armé sont moins sujettes à intervention d’urgence que la
moyenne, tous les autres matériaux nécessitent des
interventions d’urgence supérieure à la moyenne.
Les canalisations en béton non armé sont les seules à
présenter un taux d’intervention non critique.
Le tableau 22 présente les fréquences d’intervention d’urgence
en fonction du matériau des canalisations.
Pourcentage
d’intervention
d’urgence

Pourcentage de
canalisations
dans le réseau

Criticité

Grès

60,5

49,2

Oui

Béton non armé

23,7

32,5

Non

Structuré
métallique

5,3

0,01

Oui

PVC

5,3

4,8

Oui

Amiante ciment

5,3

0,3

Oui

Tableau 22 - Pourcentage d’intervention d’urgence par matériau de
canalisation

- 37 -

60
Pourcentage
d’intervention d’urgence

50
40

Pourcentage de
canalisations dans le
réseau

30
20
10

en
t

C

ci

m

PV

St
ru

Am

ia
nt
e

m

ar
m

no
n

ct
ur
é

to
n


é
ét
al
l iq
ue

0

G

s

Pourcentage d'intervention d'urgence
et de canalisations dans le réseau

70

Matériau constitutif de la canalisation

Figure 25 - Pourcentage d’intervention d’urgence par matériau de
canalisation

● Sur un patrimoine inspecté visuellement de 13,76 km composé
à 95 % de canalisations unitaires et 5 % d’eaux usées
constitués majoritairement de tuyaux en béton non armé et
armé, la distribution des pathologies a été étudiée en fonction
du matériau de la conduite.
La figure 26 illustre la prépondérance des infiltrations quel que
soit le matériau et la sensibilité des tuyaux en béton armé aux
fissures circulaires [15].
100

Nombre de défauts au kilomètre

90
80
70
60

Perforation
Infiltration

50

Fissures circulaires

40
30
20
10
0
Béton

Béton armé

Amiante
ciment

Grès

PVC

Matériau constitutif des tuyaux

Figure 26 - Nombre de pathologies au km selon le matériau de la canalisation

Âge ou période de pose

● Sur un patrimoine évalué de 37,8 km représentatif du linéaire
total d’un réseau d’assainissement, il apparaît les canalisations
posées aux périodes les plus anciennes sont les plus durables.
Il y a lieu de noter que l’on ne raisonne pas sur un patrimoine
d’origine mais sur un patrimoine existant à la date de l’étude :
n’ont donc pas été considérés les réseaux les plus anciens qui
ne sont plus en service [8][24].
Le tableau 23 présente l’estimation de l’âge médian de la
transition entre deux états de dégradation de l’ouvrage (de 1 :
état neuf à 5 : état de ruine).
- 38 -

État 1
ª
État 2

État 2
ª
État 3

État 3
ª
État 4

État 4
ª
État 5

Après 1940

8

13

34

52

De 1900 à 1940

42

65

104

131

Avant 1900

48

81

155

309

Âge médian de transition entre états

Tableau 23 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états
de dégradation de l’ouvrage selon la période de pose de la canalisation
350
300
250

État 1 --> État 2

200

État 2 --> État 3

150

État 3 --> État 4
État 4 --> État 5

100
50
0
Après 1940

De 1900 à 1940

Avant 1900

Période de pose

Figure 27 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états de
dégradation de l’ouvrage selon la période de pose de la canalisation

● Sur un patrimoine de 375 km [35] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et
1 050 mm évalué à partir de 784 rapports d’inspection télévisée
des canalisations, le taux de déficience des canalisations a été
évalué. Dans ce cas, la déficience n’est pas une ruine ou une
affectation grave de la structure des canalisations. Est
considérée comme déficiente, toute canalisation présentant au
moins des défauts de faibles niveaux tels que : déformation,
casse, fissure ou une corrosion modérée [35].
Le tableau 24 présente le taux de déficience en fonction de
l’âge des canalisations.
Pourcentage de
déficience pour un âge
donné

Pourcentage relatif de
déficience selon l’âge

De 0 à 9 ans

20,00

5,0

De 10 à 19 ans

28,57

7,1

De 20 à 29 ans

32,64

8,2

De 30 à 39 ans

42,86

10,7

De 40 à 49 ans

34,53

8,6

De 50 à 59 ans

24,24

6,1

De 60 à 69 ans

57,14

14,3

De 70 à 79 ans

33,33

8,3

De 80 à 89 ans

60,47

15,1

Plus de 90 ans

66,67

16,6

Tableau 24 - Pourcentage de déficience pour un âge donné et
pourcentage relatif de déficience selon l’âge
- 39 -

Pourcentage de déficience

80
70
60
50
40

pourcentage de
déficience

30
20
10

an
s

an
s
de
us

Pl

80

90

an
s
à

79
à

70

De

De

60

89

an
s

an
s

69
à

59
à
De

50

à
De

40

à
De

30

an
s

an
s

49

an
s

39

an
s

29
à
De

De

20

à
10

De

De

0

à

9

19

an
s

0

Âge des canalisations

Figure 28 - Pourcentage de déficience pour un âge donné

● Sur un patrimoine de 2 510 km [28] de canalisations
d’assainissement de diamètre compris entre 150 mm et
600 mm le nombre d’interventions d’urgence sur le réseau a
été comptabilisé. Cette approche correspond à la pratique de
nombreux gestionnaires de réseaux [28]. Ce pourcentage
d’intervention d’urgence sur un type de canalisations données
est comparé à la fréquence de ce type de canalisations dans le
réseau. Leur caractère critique s’évalue sur la base de la
différence de ces deux données.
Les canalisations de plus de 60 ans sont davantage sujettes à
intervention d’urgence que la moyenne.
Le tableau 25 présente les fréquences d’intervention d’urgence
en fonction de l’âge des canalisations.
Pourcentage
d’intervention
d’urgence

Pourcentage de
canalisations
dans le réseau

Criticité

De 0 à 29 ans

28,9

42,7

Non

De 30 à 59 ans

44,7

50,6

Non

Plus de 60 ans

26,3

6,7

Oui

Pourcentage d'intervention d'urgence
et de canalisations dans le réseau

Tableau 25 - Pourcentage d’interventions d’urgence par classe
d’âge de canalisation
60
50
40

Pourcentage d’intervention
d’urgence

30

Pourcentage de
canalisations dans le réseau

20
10
0
De 0 à 29
ans

De 30 à 59
ans

Plus de 60
ans

Âge des canalisations

Figure 29 - Pourcentage d’intervention d’urgence par classe d’âge de
canalisation
- 40 -

Ces résultats permettent de mettre en évidence que l’âge des
canalisations n’est pas nécessairement le facteur le plus
pertinent et qu’il faut tenir compte de la période de pose.

Sections de l’ouvrage

● Sur un patrimoine évalué de 37,8 km représentatif du linéaire
total d’un réseau d’assainissement, il apparaît un meilleur
comportement des ouvrages ovoïdes par rapport aux circulaires
[8][24]. Comme pour l’influence de la nature des eaux, ce
constat nécessite un approfondissement et, notamment, l’étude
de la corrélation avec d’autres paramètres tels que le matériau
constitutif de la canalisation (voir § 2.2.4).
Le tableau 26 présente l’estimation de l’âge médian de la
transition entre deux états de dégradation de l’ouvrage (de 1 :
état neuf à 5 : état de ruine).
État 1
ª
État 2

État 2
ª
État 3

État 3
ª
État 4

État 4
ª
État 5

Circulaire

21

47

83

100

Ovoïde

44

77

145

208

Tableau 26 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux
états de dégradation de l’ouvrage selon les sections de l’ouvrage

Âge médian de transition
entre états

250
200
État 1 --> État 2

150

État 2 --> État 3
État 3 --> État 4

100

État 4 --> État 5

50
0
Circulaire

Ovoïde

Section de l'ouvrage

Figure 30 - Estimation de l’âge médian de la transition entre deux états de
dégradation de l’ouvrage selon les sections de l’ouvrage

2.2.4. Résultats
d’études
patrimoniales
de réseaux
d’assainissement :
approche
multiparamétrique

Les résultats présentés en 2.2.3 permettent d’évaluer l’impact de
paramètres isolés sur le vieillissement des canalisations, que
celui-ci soit caractérisé par la durée de vie des canalisations, des
pourcentages de déficience, des âges médians de passage d’un
état de la canalisation à un autre, la proportion de canalisations se
trouvant dans un état dégradé critique, des pourcentages
d’intervention d’urgence sur les ouvrages.
Il y a lieu néanmoins dans une analyse plus détaillée du
vieillissement des canalisations de tenir compte de
l’interdépendance de certains paramètres comme, par exemple :
-

gamme de diamètre et matériaux constitutifs des canalisations ;

-

hauteur de couverture et charges roulantes sur les ouvrages ;
- 41 -

-

période de pose et matériaux constitutifs des canalisations ;

-

eaux transportées et matériaux constitutifs des canalisations ;

-

hauteur de couverture et gamme de diamètre ;

pour répondre par exemple aux questions suivantes :
-

le moins bon comportement dans le temps des canalisations de
plus petits diamètres est-il dû au diamètre uniquement ou
également au fait que les tuyaux dans cette gamme de diamètre
sont essentiellement en plastique ?

-

la sensibilité aux charges roulantes des canalisations est-elle
due uniquement au trafic circulant à l’aplomb des canalisations
ou également à la sensibilité accrue des conduites sous faibles
hauteurs de couverture ?

-

le moins bon vieillissement des canalisations âgées de 30 à
39 ans est-il dû aux matériaux utilisés à cette époque ou aux
conditions de pose de cette période ?

Il est également utile de rechercher les corrélations statistiques entre
les paramètres influant sur le comportement de la canalisation afin
de répondre au type de questions suivantes :
-

la pente des canalisations a-t-elle une influence sur la durabilité
de tous les matériaux constitutifs des canalisations ?

-

l’âge des canalisations a-t-il la même influence sur tous les
matériaux constitutifs des canalisations ?

La prise en compte des interdépendances et des corrélations entre
paramètres peut conduire à définir :
-

des classifications plus précises des canalisations d’un réseau
donné ;

-

l’influence respective de chaque paramètre isolément.

La formalisation de l’interdépendance, postulée a priori et les
corrélations entre paramètres, issues des études patrimoniales de
réseaux d’assainissement, permettent d’élaborer des stratégies
d’évaluation ou de modélisation des réseaux (voir § 2.3).
Cette approche a été menée sur un patrimoine de 375 km [28][35]
de canalisations d’assainissement de diamètre compris entre
150 mm et 1 050 mm évalué à partir de 784 rapports d’inspection
télévisée des canalisations. Le taux de déficience des
canalisations a été évalué. Dans ce cas, la déficience n’est pas
une ruine ou une affectation grave de la structure des
canalisations. Est considérée comme déficiente, toute canalisation
présentant au moins des défauts de faibles niveaux tels que :
déformation, casse, fissure ou une corrosion modérée [35].
Les paramètres considérés étaient :
-

matériau constitutif ;

-

année de construction ;

-

type de réseau ;

-

diamètre ;

-

hauteur de couverture.
- 42 -

L’analyse statistique des données a permis de mettre en évidence
les corrélations partielles suivantes [35] :
-

année de construction/hauteur de couverture ;

-

diamètre/hauteur de couverture ;

-

année de construction/matériau constitutif ;

-

diamètre/matériau constitutif ;

-

année de construction/type de réseau ;

-

hauteur de couverture/type de réseau ;

-

diamètre/type de réseau ;

-

matériau constitutif/type de réseau.

Ceci a conduit à définir 26 classes pour les canalisations les plus
fréquentes sur le réseau et à les caractériser par leur taux de
déficience [35] (voir tableau 27 page suivante).
Cette analyse montre par exemple que les tuyaux en béton armé
de diamètre 550 mm à 1 050 mm posés en réseaux pluviaux il y a
moins de 29 ans sous 0 à 6 m de remblai ont le taux minimal de
déficience observé. Pour les réseaux unitaires ou d’eaux usées,
les taux de déficience ne sont pas donnés pour les tuyaux en
béton armé car ils ne sont, sans doute, pas fréquemment
employés dans le réseau étudié.

- 43 -

Hauteur de
Âge des
Diamètre
couverture
tuyaux
(mm)
(m)

Matériau

Type de
réseau

Fréquence
de
déficience
observée

Fréquence
de nondéficience
observée

Fréquence Taux de
observée déficience

60-90+

0-6

150-375

Béton

Unitaire

14

3

17

82,35

0-29

6-8+

150-375

Grès

Eaux
Usées

26

12

38

68,42

60-90+

0-6

150-375

Revêtu
bitumineux

Unitaire

24

13

37

64,86

60-90+

0-6

150-375

Grès

Unitaire

159

89

248

64,12

0-29

0-6

150-375

Grès

Unitaire

4

3

7

57,14

0-29

0-6

150-375

Grès

Eaux
usées

22

15

37

59,46

30-59

0-6

150-375

Béton

Pluvial

10

7

17

58,82

30-59

0-6

150-375

Grès

Pluvial

6

5

11

54,55

0-29

6-8+

150-375

Grès

Unitaire

1

1

2

50,00

30-59

0-6

450-525

Béton
armé

Unitaire

1

1

2

50,00

60-90+

0-6

150-375

PVC

Unitaire

1

1

2

50,00

30-59

0-6

150-375

Grès

Unitaire

25

32

57

43,86

60-90+

0-6

550-1 050

Béton
armé

Unitaire

4

5

9

44,44

60-90+

0-6

450-525

Grès

Unitaire

7

15

22

31,81

0-29

6-8+

150-375

Béton
armé

Eaux
usées

1

2

3

33,33

30-59

0-6

450-525

Béton

Unitaire

1

2

3

33,33

0-29

0-6

150-375

Béton

Pluvial

11

24

35

31,43

30-59

0-6

150-375

Béton

Unitaire

10

24

34

29,41

30-59

0-6

150-375

Grès

Eaux
usées

4

10

14

28,57

60-90+

0-6

550-1 050

Grès

Unitaire

1

5

6

16,66

0-29

0-6

550-1 050

Grès

Unitaire

1

2

3

33,33

0-29

0-6

450-525

Béton
armé

Pluvial

2

8

10

0,20

30-59

0-6

450-525

Grès

Unitaire

3

11

14

21,43

0-29

0-6

450-525

Béton

Pluvial

2

10

12

16,66

30-59

0-6

550-1 050

Grès

Unitaire

1

6

7

14,28

0-29

0-6

550-1 050

Béton
armé

Pluvial

2

36

38

5,26

Tableau 27 - Taux de déficience de 26 classes de canalisations définies par paramètres multiples [35]

- 44 -

2.2.5. Analyse
des résultats d’études
patrimoniales
de réseaux
d’assainissement

L’analyse des résultats des études patrimoniales de réseaux
d’assainissement nécessite notamment d’identifier :
-

les
approches
du
d’assainissement ;

vieillissement

des

canalisations

-

la représentativité des résultats mesurés par rapport au
patrimoine évalué ;

-

les méthodes de diagnostic et d’évaluation des ouvrages.

Les approches du vieillissement des canalisations d’assainissement
sont multiples et traduisent des priorités patrimoniales et
opérationnelles diverses :
-

les durées de vie des canalisations ;

-

des pourcentages de déficience ;

-

âges médians de passage d’un état de la canalisation à un autre ;

-

proportion de canalisations se trouvant dans un état dégradé
critique ;

-

pourcentages d’interventions d’urgence sur les ouvrages.

Aucune approche ne peut être considérée comme universelle,
chacune traduit des objectifs et des priorités définis sur la base de
l’évaluation de l’impact d’une défaillance du réseau d’assainissement.
Les études patrimoniales de réseaux d’assainissement ne se basent
que très rarement sur la connaissance exhaustive du réseau. Seule
une partie du réseau a été diagnostiquée et les résultats
« observés » sur cet échantillon sont extrapolés à des résultats
« prévisibles » sur l’ensemble du réseau. Ceci nécessite de
s’assurer de la représentativité de l’échantillon. Pour cela, il est utile :
-

d’identifier dans quelle mesure les facteurs utilisés pour définir
des classes de réseau homogènes (dont les caractéristiques
sont similaires) sont interprétables et fiables, notamment
lorsque les ouvrages sont anciens (par exemple la qualité du
remblai autour d’un collecteur) ;

-

d’appréhender les conditions d’acquisition des données
observées sur l’échantillon examiné : des données issues
d’inspection suite à incident sur le réseau risquent de
surreprésenter les tronçons dégradés (donc augmenter les
pourcentages de déficience ou diminuer la durée de vie des
canalisations) par rapport à l’exploitation de rapport
d’inspection de routine [30] ;

-

de connaître la taille des classes de réseau homogène qui doit
être suffisante ;

-

de connaître les vérifications menées lors de l’étude sur la
représentativité des résultats qui peut s’effectuer, par exemple,
en étudiant la corrélation des résultats de deux échantillons
d’une même classe de réseau (le premier servant à établir le
modèle de vieillissement et le second à tester les hypothèses
de ce modèle de vieillissement) [16].

L’ensemble de ces difficultés d’interprétation explique l’importance
d’un processus continu d’acquisition des données et de
réévaluation des évolutions des différentes classes de réseaux
observés.
- 45 -

Si les résultats présentés aux paragraphes 2.2.3 et 2.2.4 ne
permettent pas de dégager un modèle établi de vieillissement des
réseaux d’assainissement, ils permettent néanmoins de dégager
des tendances qui devront être validées par des études
ultérieures :
-

les canalisations posées sous les plus faibles hauteurs de
couvertures présentent le comportement le plus critique ;

-

les canalisations soumises à un trafic important vieillissent plus
rapidement que les autres, surtout si les hauteurs de
couvertures sont faibles ;

-

les canalisations sous voies secondaires sont moins durables
que les canalisations sous voies principales ;

-

les canalisations d’eaux pluviales sont plus pérennes que les
canalisations d’eaux usées ou unitaires ;

-

la durabilité des canalisations est moindre en bande littorale
maritime ;

-

les conduites en béton posées à une pente comprise entre 1 et
5 % sont plus durables ;

-

les canalisations de diamètres les plus faibles sont les moins
durables ;

-

la période de pose semble un critère plus pertinent que l’âge
des canalisations pour estimer le vieillissement des ouvrages.

Concernant les résultats des canalisations selon leur
matériau constitutif, les conduites en béton présentent de
bonnes performances tant en ce qui concerne leur durée de
vie, leurs âges médians de transition entre états de
dégradation, leur pourcentage de déficience ou le
pourcentage d’intervention d’urgence sur réseau.

2.3. Principes
et méthodes
d’évaluation
des performances
des réseaux
d’assainissement
2.3.1. Évaluation
de l’impact
de défaillances
des réseaux
d’assainissement

L’évaluation de l’impact de défaillances des réseaux
d’assainissement permet de définir, soit les priorités en terme de
diagnostic des canalisations, soit les priorités en terme
d’investissement (réparation, réhabilitation, renouvellement).
Cette démarche peut être explicite et basée sur une démarche
spécifique pour un réseau donné [11][30] ou implicite sur la base
de méthodes, lignes directrices ou normes d’évaluation des
canalisations [7].
Différents facteurs d’impact sont pris en compte. Une note et un
facteur de pondération sont associés à chacun d’entre eux afin de
définir une note globale d’évaluation de l’impact.
Le tableau 28 présente par différentes méthodes la notation et la
pondération des différents facteurs d’impact.
- 46 -

Référence

Facteur d’impact

Notation

Pondération

Implantation du
réseau

1 (faible), 2 (moyen), 3 élevé
sur la base de l’activité de la zone, du trafic et
de son intensité, les accès pour réparation, la
localisation sous des établissements critiques,
la classification environnementale, par
exemple :
y 3 : canalisation dans un aéroport, sous six
voies de circulation ou dans une zone
commerciale ;
y 1 : canalisation sous parc industriel à une ou
deux voies de circulation.

0,20

Sol d’enrobage des
canalisations

1 (faible), 2 (moyen), 3 élevé
pour traduire le risque de formation de vides ou
de perte d’assise suite à casses des tuyaux ou
ouverture de joint
y 3 : sables et silts ;
y 1 : argiles moyennement ou très plastiques.

0,16

Hauteur de
couverture

1 (faible), 2 (moyen), 3 élevé
y 3 : hauteur de couverture > à 10 m ;
y 1 : hauteur de couverture < à 3 m.

0,16

NRC [30]

1 (faible), 2 (moyen), 3 élevé
Diamètre des tuyaux y 3 : tuyaux de diamètre > à 1 800 mm ;
y 1 : tuyaux de diamètre < à 900 mm.

0,16

Fonctionnalité

1 (faible), 2 (moyen), 3 élevé
dépend du type d’eau transportée et de
l’implantation de l’ouvrage, par exemple :
y 3 : tuyau entrant ou sortant d’une station de
traitement ;
y 1 : collecteur.

0,16

Sismicité

1 (faible), 2 (moyen), 3 élevé

0,16

Classe d’action

3 : action de réhabilitation nécessaire à long
terme
2 : action de réhabilitation nécessaire à moyen
terme
1 : action de réhabilitation nécessaire à court
terme

105

Type de réseau

5 : eaux usées ou unitaire
2 : pluvial

104

Milieu récepteur

5 à 0 selon la classe d’environnement
allemande par ordre décroissant d’impact

103

Niveau d’évaluation

Basé sur les niveaux d’action, le type d’eaux,
les conditions hydrauliques :
AP = CP + 100 * Q * H + 69 * [INT ((CP-1)/100) - 1]
CP précise la classe d’action selon la gravité :
y 101 à 200 : action de réhabilitation nécessaire
à long terme selon gravité ;
y 201 à 300 : action de réhabilitation nécessaire
à moyen terme selon gravité ;
y 301 à 400 : action de réhabilitation nécessaire
à court terme selon gravité.
Q dépend du type d’eau :
y 1,0 : eau pluviale légèrement chargée dans
un système séparatif ;
y 1,1 : eaux usées d’une aire purement
résidentielle ou eaux pluviales des routes
principales ou de zones de circulation
fortement contaminées ;

ATV [7]

- 47 -

1

y 1,2 : eaux usées avec peu d’eaux
industrielles et commerciales ;
y 1,3 : eaux usées avec un fort apport industriel
et commercial.
H facteur hydraulique traduit le degré de
vulnérabilité de l’ouvrage à l’exfiltration et à la mise
en pression : de 1,3 pour les plus critiques à 1,0.
0:
Niveau d’action (état 1 :
2:
de la conduite)
3:

AGEC [11]

action de surveillance
action préventive
action curative
mesure conservatoire

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

Venues d’eau

0 : parement sec, humide ou suintant
1 : parement ruisselant ou venues d’eau
jaillissante

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

Évènement depuis
moins de 15 ans

0 : aucun
1 : occurrence d’au moins un évènement

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

Attaque chimique

0 : pas d’attaque relevée
1 : pas d’attaque relevée mais rejets industriels
en amont
2 : attaque chimique relevée

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

Environnement
géographique

0 : hors centre-ville et axe routier principal
1 : en centre-ville et sous axe routier principal

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

Risques
hydrogéologiques

0 : hors nappe
1 : sous nappe
2 : zone de battement

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

0 : risques nuls à faibles
Risques géologiques 1 : risques modérés
2 : risques élevés

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

Fonctionnement

0 : collecteur secondaire
1 : collecteur primaire

Pondération de
risque spécifique du
réseau à déterminer
par le décideur

Année de
construction

0 : âge < à 40 ans et niveau d’action 0 ou 1
Pondération de
1 : de 40 à 60 ans
risque spécifique du
1,5 : de 60 à 100 ans
réseau à déterminer
2 : plus de 100 ans
par le décideur
3 : moins de 40 ans mais niveau d’action 2 ou 3

Tableau 28 - Facteurs d’impact pour la prioritarisation des diagnostics et investissements
sur les réseaux d’assainissement
Cette démarche, préalable à l’évaluation des réseaux, ne préjuge
pas des critères d’évaluation des canalisations. Ses résultats
peuvent néanmoins conduire à des évaluations différentes des
canalisations selon la méthode employée. Ainsi, la priorité peut être
donnée à l’intervention sur des conduites profondes car générant
des coûts d’intervention plus importants [30] ou, au contraire, sur
des conduites faiblement enterrées car considérées comme moins
durables (voir § 2.2.3). De même, la prioritarisation des attaques
chimiques [11] ou non peut conduire à définir des priorités
différenciant ou non des matériaux ou des types de réseaux.
- 48 -


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