Utilisation du Leaping-Weir comme dispositif de piégeage de sédiments en temps de pluie et de mesure de faibles débits
Résumé
RÉSUMÉ. La connaissance de la qualité des sédiments des eaux pluviales permet de formuler des recommandations pour les traiter ou les valoriser. Cependant, les méthodes de prélèvements habituelles à l'entrée d'un bassin de retenue-décantation ne permettent pas d'obtenir des échantillons représentatifs de la qualité des solides décantables. C'est pourquoi un dispositif de piégeage de sédiments et de mesure des faibles débits à été conçu à l'entrée du bassin de retenue-décantation Django Reinhardt situé à Chassieu (69). Ce dispositif est un Leaping Weir (LW), qui a été pré-dimensionné grâce aux relations de Hager et aux lois de pertes de charge. Ensuite, la modélisation numérique CFD (Computational fluid dynamics) a permis sa conception finale. Les simulations du transport de polluants particulaires au sein du LW à l'aide de l'approche DPM (Discret Phase Model) ont permis d'évaluer son efficacité de piégeage. Les résultats obtenus montrent que cette efficacité est d'environ 6.5%, quels que soient les diamètres et les masses volumiques des particules injectées. Le LW peut piéger entre 3 et 20 kg de sédiments par événement pluvieux. Ce dispositif permet de mesurer également des débits compris entre 4 et 20 l/s, et correspondant aux observations de début et fin de pluie par exemple.
ABSTRACT. The knowledge of the sediment quality of storm water allows enhancing recommendations to treat or to value them. Nevertheless, the usual sampling methods do not permit to obtain at the inlet of a basin, a representative sample of settleable particles. Thus, a new sediment trap system was proposed to be installed at the inlet of a settling basin located in Chassieu (69). This system is a Leaping-Weir (LW) that was pre-sizing using the approach of Hager and the equations of energy losses. Then, Computational Fluid Dynamics (CFD) approach allowed the final design. The simulation of the particulate pollutants transport was implemented by means of Discrete Phase Model (DPM). This model permitted to evaluate the LW trapping efficiency. It was obtained an efficiency of 6.5% whatever the diameter or density of injected particles. LW device is able to trap between 3 to 20 kg of sediment for each storm event. In addition, it was found that the device may simultaneously help performing measurements of inlet flow rates ranged between 4 and 20 l/s, which correspond to the beginning or the end of storm events.