Les réseaux de collecte d'eaux usées et pluviales non visitables sont aujourd'hui accessibles grâce à l'évolution technologique des outils d'inspection. En particulier les matériels d'inspection télévisée permettent de les explorer à la fois sur de courtes, moyennes et longues distances et cela pour différents diamètres. Les collectivités et gestionnaires disposent désormais de tous les moyens nécessaires pour collecter les informations nécessaires à la gestion de leurs réseaux.
En France, 160 000 km de canalisations collectent les eaux usées et les eaux pluviales. La moitié des réseaux d’eaux usées est âgée d’au moins 50 ans d’après une étude de l’Office international de l’eau (OIEau). Les plus anciens réseaux se situent en centre-ville. Ceux posés dans les années 50-60, en période de forte extension urbaine, arrivent aujourd’hui en fin de vie. Ainsi, les collectivités et gestionnaires publics et privés de réseaux sont de plus en plus confrontés à la problématique de la gestion du patrimoine constitué par les réseaux de collecte des eaux usées et des eaux pluviales. Ils le sont d’autant plus que leur mission d’entretien et de maintien des réseaux a été renforcée par la loi sur l’eau de 1992, confirmée par la loi sur l’eau et les milieux aquatiques de 2006, avec notamment une obligation de suivi et d’auto-surveillance. La conformité des réseaux neufs est également obligatoire avant leur mise en service.
Ce contexte a conduit à la multiplication des diagnostics d’état et de fonctionnement des réseaux d’assainissement depuis 10 à 15 ans. Une tendance qui s’est accentuée avec les aides accordées par les Agen.
Ces de l’Eau à la réhabilitation des réseaux dans le cadre de l’optimisation du fonctionnement des réseaux d’assainissement.
Pour contrôler ce monde souterrain que constituent les réseaux d’assainissement – dans la plupart des cas non visitables, les trois quarts des collecteurs ayant un diamètre en France compris entre 120 et 1 200 mm –, plusieurs techniques d’investigation qui se complètent sont recommandées (voir encadré : l’inspection vidéo, une technologie normalisée). « Il faut d’abord situer l’ouvrage en retraçant si besoin les plans des réseaux », rappelle Jean-Charles Bruyelle, animateur au sein de l’ASTEE (Association Scientifique et Technique pour l’Eau et l’Environnement) et consultant à l’OIE. Il convient aussi d’apprécier son étanchéité et d’ausculter l’environnement du réseau (le sol doit être stable et donc compact pour que les canalisations soient durables). L’étude de la géométrie des réseaux s’avère également déterminante (pente, déformation transversale, changement de direction, etc.), de même que la résistance des canalisations mises en place. Enfin, l’état interne de la structure doit être apprécié à l’aide des inspections vidéo, à l’exception des ouvrages de diamètres supérieurs à 1 600 mm qui sont contrôlés par des inspections pédestres. « Au total, la connaissance d’au moins trois ou quatre de ces paramètres est nécessaire pour établir un diagnostic de réseau d’une fiabilité acceptable », explique Jean-Charles Bruyelle. « L’inspection vidéo ne suffit pas à elle seule », rappelle le spécialiste même si cette technique de pointe, reposant sur l’utilisation d’une caméra, reste néanmoins la méthode d’investigation “reine” pour établir un diagnostic de réseau.
Plusieurs fabricants comme Hydrovidéo, Eca Robotics, Ted Tid, Rov Développement, Robocana, GE Sensing & Inspection Technologies ou revendeurs tels que CMR-SMR fournisseur de systèmes d’inspection vidéo Rausch, Agrippa fournisseur de systèmes d’inspection vidéo Ipek, Eufor Inter four-
Distributeur de JT-elektronic, S3C Assainissement ou encore prestataires de services tels que Idetec… offrent actuellement une large palette d’équipements d’inspection télévisée. « Des outils souvent très pointus qui sont rarement utilisés à la hauteur de leur performance », estime Jean-Charles Bruyelle. Panorama.
Des caméras de grande précision
L’inspection télévisée a beaucoup progressé depuis la fin des années 1960, date à laquelle elle est apparue en France en provenance des États-Unis. Aujourd’hui, le rendu des caméras est précis et fidèle. L’amélioration est venue de plusieurs paramètres : résolution de l’optique, zoom, focus électronique, horizontalité permanente de l’optique, couleur, système d’éclairage, pilotage automatique et logiciels de traitement de l’image. L’arrivée des caméras rotatives a également constitué un grand pas. Leur angle de balayage est augmenté et atteint même 540° chez certains constructeurs comme Rausch, distribué par CMR-SMR. Dernières innovations : des caméras numériques restituant une vision 3D sur un PC sont également disponibles, comme le propose Hydrovidéo avec sa caméra Numhelios. « Ce système permet de visualiser la canalisation en un seul passage de caméra. L’analyse des données est réalisée au bureau par un technicien qui ne va pas sur le terrain. Il reste peu développé en France où les inspections en vue de l’établissement de diagnostics d’état et de fonctionnement des réseaux sont pratiquées par des opérateurs ayant une forte compétence de l’inspection vidéo sur le terrain », avertit Jean-Pierre Cornu, technico-commercial chez Hydrovidéo.
Le principe de l’inspection télévisée est simple. Il repose sur l’emploi d’une caméra vidéo reliée à une régie de visualisation, de contrôle et d’acquisition de données située dans un camion en surface. La caméra est introduite dans un tronçon à partir d’un regard de visite. Pour l’inspection vidéo des collecteurs de moyens et gros diamètres allant de 200 mm à 1 500 mm, la caméra est installée sur un chariot motorisé. Ainsi robotisée, elle peut parcourir de longues distances, sur des dizaines, voire des centaines de mètres. Au préalable, la canalisation doit néanmoins être nettoyée (curage) et mise hors de service avec simplement un très léger écoulement d’eau résiduel. Outre ces contraintes, dans la pratique, l’opération demande du doigté et du temps.
Pour un contrôle de l’état et de l’encrassement des réseaux, certains préfèrent commencer par une investigation rapide et économique depuis le regard de visite, sans qu’il soit nécessaire de curer la canalisation ou de gérer l’écoulement de son effluent. ECA Robotics, Hydrovidéo, Agrippa, CMR-SMR… proposent des outils pour ce type d’intervention.
d'inspection. Selon cette approche utilisée depuis plus de 10 ans, la caméra n’est pas installée sur un chariot mais plongée directement au fond du regard. Elle peut être reliée à une perche télescopique équipée à son extrémité d'un éclairage puissant comme le propose Agrippa avec sa nouvelle “Quick View Haloptic Technology Caméra” équipée d’un boîtier de visionnage détachable par WIFI, chez ECA Robotics avec son “Z Pipe-Viewer”, ou chez CMR-SMR avec sa caméra Staff Cam dotée d’un zoom optique × 12. Autre solution, elle peut être reliée à un câble de liaison anti-giratoire et posée au fond de la cheminée, comme le propose Hydrovidéo avec sa caméra Hydrozoom × 18 d’étanchéité IP68. « Notre système restitue des images de qualité car la caméra est stable, ce qui n’est pas toujours le cas avec les caméras fixées à une perche qui ont tendance à bouger », souligne Jean-Pierre Cornu. « Les ventes d’Hydrozoom sont en pleine croissance depuis 4 ans », assure-t-il. « À un prix abordable, le produit est “efficace” pour contrôler un curage. Il permet aussi d'avoir une idée générale correcte du réseau pour prévoir par exemple les bons outils de curage. »
mettre en œuvre avant d’engager une inspection télévisée classique plus coûteuse à l'aide des robots chariots/caméras ».
Des robots compacts et robustes
Fabriqués en acier inoxydable, aluminium, ou en bronze, ces équipements sont conçus pour travailler dans les milieux contraignants que sont les réseaux d’assainissement. Équipés de motoréducteurs très robustes couplés à des roues motrices, ils sont maniables et peuvent franchir certains obstacles sans difficultés.
ECA Robotics, société française créée en 1981 fabricant de systèmes d’inspection télévisée destinés au milieu nucléaire, au secteur de l'eau potable et aux réseaux d'assainissement dispose de deux gammes de robots : les “Pipe Cruiser”, systèmes modulaires pour l’inspection de canalisations de diamètre allant de 150 à 1200 mm, et les “Mini pipe Cruiser” pour les canalisations de 80 à 500 mm. « Le “Mini pipe Cruiser” est conçu pour tirer jusqu'à 200 m de câble, alors que le “Pipe Cruiser” peut tirer jusqu’à 500 m », précise Olivier Cacheux chez ECA Robotics. « Les clients demandent de plus en plus fréquemment des équipements capables de tirer d’importantes longueurs de câbles pour pouvoir inspecter plusieurs tronçons d’affilée et éviter de perturber le trafic routier », rapporte-il.
La société Agrippa, spécialisée dans la vente et la location de matériel pour les travaux sans tranchées dans les canalisations (vérification d’étanchéité, inspection télévisée, réhabilitation, métrologie, curage, consommable...) propose quant à elle sa gamme Rovion sortie au printemps 2011, conçue et fabriquée par la société autrichienne Ipek. « Ce système comprenant un seul modèle de chariot permet des inspections sur des canalisations dont les diamètres vont de 150 à 1000 mm selon les options. La longueur des câbles va de 200 à 300 m. Pour limiter le nombre d'outils et les investissements, deux types de tourets sont proposés, l'un manuel, l'autre motorisé », précise Christian Capasso, responsable marketing chez Agrippa.
La gamme modulaire Evolutis d’Hydrovidéo permet elle aussi l'inspection de canalisations de moyennes et grandes sections (100 à 1400 mm). Comme son nom l'indique, « il y a une compatibilité entre toutes les caméras et les chariots de la gamme », souligne Jean-Pierre Cornu. Autre point fort, « sa rapidité de mise en œuvre grâce à un système de connections chariot/caméra par coupleur hydraulique de type push-pull est très appréciée. Sans aucun outillage, ce système de connections est rapide et sûr ». Autre spécificité de la gamme Evolutis, « la présence de raccords
articulés entre les chariots et les caméras. De telles articulations facilitent l’insertion des chariots dans les regards qui, en zone urbaine, sont souvent de petite taille.
En matière d’équipements compacts, Hydrovidéo dispose aussi d’un ensemble portatif se composant d’une caméra autotractée par un chariot, d’un enrouleur avec un câble et d’un écran de visualisation pour des inspections ponctuelles et rapides jusqu’à un diamètre de 400 mm. « Cet équipement miniature répond à la demande de prestataires qui veulent être autonomes en termes d’inspection à un coût plus abordable que celui de la gamme Evolutis », indique Jean-Pierre Cornu. En fait, la compacité des robots est un objectif que partage l’ensemble des fabricants. Ainsi ECA Robotics a fortement orienté ses produits vers la miniaturisation, le robot “Pipe Cruiser” par exemple ne dépassant pas 40 cm de longueur. « Nous proposons également un pupitre sans fil permettant de piloter le chariot à distance. Une option pour l’heure proposée uniquement par ECA Robotics, qui permet au technicien de ne pas rester obligatoirement dans le camion et donc de travailler sans l’aide d’un collègue ». CMR SMR propose pour sa part un système d’inspection vidéo modulaire pour canalisations DN135 au DN1600 sur la base d’un seul chariot caméra. Taillée en fonction des demandes, la série M est équipée d’un système de connexion rapide sans câble qui réduit le temps d’équipement et évite les risques de dégâts sur le câble. Nouveau chez Ted Tid, l’ensemble EP 06 est un produit léger et compact destiné à l’inspection des canalisations de faibles et moyens diamètres (90 à 800 mm). Composé d’un chariot et d’une caméra rotative, zoom X10, l’ensemble fonctionne avec un enrouleur motorisé contenant entre 150 et 250 m de câble.
Autre progrès, les chariots sont équipés aujourd’hui « de caméra de recul qui permet lorsqu’on ramène le matériel jusqu’au camion de visualiser les obstacles qui ont été dépassés », explique Olivier Cacheux chez ECA Robotics. Ce qui permet de mieux guider l’appareil et de le garder en bon état. Pour accroître leur durabilité et faciliter leur entretien, les fabricants ont fait des efforts, les chariots de nouvelle génération étant équipés de différents capteurs (humidité, pression, etc.) donnant des informations clés sur l’état de leur fonctionnement.
En matière d’instrumentation, les constructeurs proposent également des produits particulièrement performants pour réaliser les mesures préconisées dans les guides de bonne pratique de l’inspection vidéo (voir encadré « L’inspection vidéo, une technologie normalisée »).
L’estimation du pourcentage d’ovalisation (qui ne doit pas dépasser 5 %) est cruciale pour apprécier le risque futur de ruine de l’ouvrage. Pour cela, des chariots équipés de capteurs laser ou infrarouge sont actuellement proposés avec plusieurs solutions de mesure de déformation transversale en temps réel. Ainsi ECA Robotics offre son système Simco qui mesure en continu les déformations transversales des canalisations. En outre, il permet de mettre en évidence les déformations et d’en déduire la qualité du compactage du terrain environnant. À noter que Simco s’installe aisément sur le système “Pipe Cruiser” grâce à ses connexions électromécaniques. Il intègre les dernières générations de capteurs IR (Technologie Infrarouge) permettant une mesure en continu de diamètres horizontaux et verticaux, et leur comparaison. Les mesures de déformation se font en tâche de fond pendant la progression du chariot dans la canalisation. L’avantage du système réside aussi dans son coût (7000 euros). De son côté, Hydrovidéo dispose d’une solu-
d'une très haute précision : un système laser unique qui effectue une mesure du diamètre intérieur et de l’ovalisation de la canalisation, avec une signalisation automatique des segments problématiques grâce à un code couleur simple, mais qui permet aussi de mesurer très précisément la taille des défauts et le niveau de charge du réseau.
De nombreux autres fabricants proposent des systèmes ponctuels de mesure de déformation (généralement par laser rotatif) qui sont activés à la demande dès que l'opérateur estime que cette mesure est nécessaire.
Un autre élément fondamental pour le fonctionnement des réseaux est la connaissance de la pente effective de la canalisation qui détermine sa capacité de débit possible. Les chariots équipés d’inclinomètres comportant une puce électronique, mesurant en permanence la pente, permettent de fournir cette donnée. Un graphe édité automatiquement, en fin d’inspection, du tronçon à partir des données collectées par l’inclinomètre permet de visualiser l'allure de la dénivelée entre les regards d'arrivée et de départ de l’inspection. Les inclinomètres de dernière génération fournissent, de manière fiable, la pente instantanée du chariot et son assiette, données à partir desquelles il est possible de connaître la pente réelle de la canalisation en un point précis.
Inspecter les canalisations de petits diamètres
Si l'inspection des collecteurs (200 mm à 1 500 mm) nécessite l'utilisation d’équipements motorisés pour leur capacité à parcourir de grandes distances, l’usage de caméras sur jonc (en fibre de verre) est souvent mieux adapté pour l’inspection des canalisations de petits diamètres (50 à 200 mm) et des branchements. Et pour cause, les branchements, points de raccordements des usagers au collecteur, sont tortueux et comportent fréquemment des coudes qu’un chariot motorisé ne pourrait franchir.
Pour répondre à la problématique de l’inspection des petits diamètres, Hydrovidéo propose dans sa gamme « Mini » des caméras fonctionnant en mode poussé. La société Agrippa propose quant à elle son système de localisation des têtes en surface.
Gamme « Minicam Solo Pro », caméra poussée indiquée pour l'inspection des conduites de diamètre 50 à 200 mm. « Au choix, un jonc allant jusqu’à 40, 60 ou 100 m est disponible », précise Christian Capasso. « De plus, l’appareil est doté d’un zoom 3×, d’un système d’enregistrement interne, évitant le recours à une clé USB, et d'un boîtier de gestion complet – IP65. »
Videoclean propose de son côté Multi’Cam, une gamme de mini-caméras passe-partout, et vient de sortir un nouveau modèle de caméra de poussée pouvant recevoir 4 caméras axiales différentes + 1 caméra rotative ainsi qu’une nouvelle caméra béquillable toutes directions. Radiodetection commercialise
Quant à elle la série P340, un système poussé pour inspecter les canalisations, 2 têtes de caméras de diamètre 25 et 50 mm, ainsi que 4 tourets avec différentes longueurs de jonc sont disponibles :
- Le modèle « Plomber » P341 muni d'un jonc de grande souplesse et de petit diamètre avec une caméra de 25 mm pour inspecter des canalisations de plomberie de longueur 30 m ou 60 m.
- Le modèle P341 muni de 35 m de jonc avec 2 caméras disponibles : 25 mm ou 50 mm.
- Le modèle P342 muni de 60 ou 120 m de jonc avec 2 caméras disponibles : 25 mm ou 50 mm.
- Le modèle P343 muni de 150 m de jonc avec 2 caméras disponibles : 25 mm ou 50 mm.
Ces différents modèles sont commandés par une console qui permet de faire l’enregistrement de photos ou de vidéos sur carte Compact Flash ou une clé USB. Fourni avec un logiciel pour réaliser des rapports, tous ces modèles peuvent être localisables avec un détecteur en surface.
Lorsque l’inspection des branchements n’est possible que depuis une canalisation principale, ce qui est souvent le cas en ville, on peut avoir recours à des modules de caméras satellites. Ce système opérationnel depuis plus d'une dizaine d’années est composé d’une caméra principale et d'une mini-caméra placée au bout d'un jonc poussé dans le branchement par des galets motorisés au-dessus du chariot. CMR-SMR fut parmi les premiers à distribuer en France ce type d’outil, avec la Sat-Star. Hydrovidéo pour sa part propose son système Satel 200. « L’inspection satellite n'est pas très développée en France », souligne Jean-Pierre Cornu. « En effet les branchements réalisés depuis 40 ans sont réglementairement munis de boîte de branchement à l'alignement à partir desquelles plus de 90 % des branchements sont inspectés avec des caméras sur jonc ». Mais le marché est en croissance et se démocratise au fur et à mesure que les collectivités qui passent les marchés publics, et qui doivent connaître l'état de leurs branchements même quand ils sont dépourvus de boîtes de branchement, prennent connaissance de l’existence et l’utilité de ce type de technologies.
Entretenir les réseaux sur le long terme
La concurrence se joue évidemment sur le prix. Un ensemble d’inspection télévisée motorisé représente en moyenne un coût de 50 000 euros, la fourchette des prix allant de 10 000 à 170 000 euros. Des investissements lourds qu'il faut amortir. Toujours synonyme de dépenses, la gestion du patrimoine de collecte des eaux usées est avant tout un choix politique. Idéalement, l’entretien des réseaux devrait se faire de manière préventive et passer par une surveillance et un contrôle constant des réseaux existants. Mais un diagnostic systématique coûte cher. Si bien que l'état et le fonctionnement des réseaux existants sont généralement examinés ponctuellement et dans l’urgence. Bien que la connaissance du patrimoine doit être considérée comme un investissement permettant de faire des économies de réparation et de renouvellement à long terme, on limite souvent, pour l'instant, le diagnostic aux tronçons malades.
Pour autant, certains départements pilotes se sont démarqués en se lançant dans l’inventaire exhaustif de leurs réseaux. Parmi eux, le département du Bas-Rhin a entrepris au début des années 2000 une collecte de données sur 6 600 km soit 135 000 tronçons de ses réseaux d’assainissement. Plus de 35 000 inspections vidéo ont été menées. L'analyse du lien dysfonctionnement/environnement a dès lors permis de présenter des scénarii pour le renouvellement des réseaux d’eaux usées. Une stratégie sur le long terme encore peu répandue en France.