La station d’épuration située dans le nord-ouest de Cleveland (USA), entre Lakeshore Boulevard et le lac Érié, traite les eaux usées de plus de 300 000 habitants et commerces, ainsi que les eaux de pluie provenant d’un réseau unitaire. L’installation gère en moyenne environ 350 000 m³ par jour. En raison du grand nombre de canalisations d’eaux mixtes dans la zone de collecte, il a été nécessaire d’augmenter la capacité globale du site et d’étendre ses infrastructures de stockage.

Le programme d’extension comprenait notamment la construction de deux tunnels de stockage de 7,3 m de diamètre et de 3 km de long, situés à 60 m de profondeur. La capacité du second niveau de traitement a aussi été portée à 1,5 million de mètres cubes. Lors d’intempéries importantes, les eaux usées et l’eau pluviale sont temporairement stockées dans ces tunnels avant d’être pompées vers la station d’épuration une fois l’épisode terminé.

Les conduites existantes de l’installation, d’un diamètre de 1 200 mm, étaient équipées de débitmètres Venturi. Ce type de mesure intrusive, en contact direct avec les eaux usées, posait des problèmes récurrents : des matières solides obstruaient fréquemment les prises de pression, et même des rinçages à l’eau claire ne suffisaient pas à éviter des nettoyages manuels réguliers. Avant l’extension, une mesure précise du débit n’était pas indispensable, mais elle est devenue essentielle pour garantir l’efficacité du traitement et la gestion hydraulique du réseau.

Débitmètre non intrusif versus canal ouvert

Les responsables ont recherché une technologie de mesure fiable, adaptable et nécessitant peu d’entretien. Plusieurs systèmes ont été testés sur site. Nombre d’entre eux n’ont pas réussi à fournir un signal de mesure suffisamment stable. La solution retenue repose sur une technologie de mesure ultrasonique non intrusive, installée à l’extérieur des conduites, éliminant l’usure mécanique et tout risque d’obstruction. Pour pallier la faible longueur des sections droites, une configuration à deux canaux a été mise en place, avec deux paires de capteurs sur un même tronçon. La moyenne de ces mesures permet d’obtenir une précision élevée, même dans des conditions d’installation défavorables.

Contrairement aux systèmes Venturi, cette technologie n’entre jamais en contact avec les eaux usées, ce qui apporte plusieurs avantages majeurs : absence d’intervention intrusive, suppression des besoins de vidange ou d’isolement, entretien minimal et disponibilité continue du réseau. Depuis leur installation il y a trois ans, les douze points de mesure ultrasoniques fonctionnent sans interruption et le déploiement de cinquante systèmes supplémentaires est déjà prévu.

Avantages

• Mesure de débit non intrusive, précise et fiable, sans contact avec les eaux usées
• Aucune usure mécanique et absence de dérive dans le temps
• Installation possible sans couper, isoler ou modifier la conduite existante
• Fonctionnement continu du réseau, sans interruption du process
• Solution adaptée aux conduites disposant de faibles longueurs droites
• Maintenance minimale et fiabilité à long terme
• Capacité à détecter des débits très faibles comme des débits élevés
• Idéal pour améliorer l’efficacité énergétique et la maîtrise hydraulique du réseau