ALIMENTATION EN EAU POTABLE

Philippe Colbach — Thu, 22 Oct 2009 06:00:00 GMT

Alimentation en eau potable - Accueil

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 18:00:00 GMT

Le site eauxpotables.canalblog.com est destiné aux élus locaux et à leurs services techniques. Il propose des réponses pratiques, techniques, réglementaires et économiques à des questions liées à la conception et à l'exploitation des réseaux de distribution d'eau potable.

Dans la colonne de droite, vous trouvez, en complément aux notes publiées ci-après, des LIENS_UTILES vers des sites qui ont mis en ligne les règles de l'art en matière d'eau potable. Ces directives techniques prescrivent les moyens minima à mettre en oeuvre (obligation des moyens) pour arriver à satisfaire une obligation de résultat, à savoir le respect des exigences essentielles de la réglementation en vigueur.

Pour parcourir le site, cliquez sur les liens suivants ou ceux de la colonne de droite ou défilez simplement vers le bas :

Nota : les articles qui suivent sont rattachés à la législation luxembourgeoise et traçent les grandes lignes de l'approche luxembourgeoise en matière d'alimentation en eau potable.

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Site publié par Philippe Colbach
Dernière mise à jour du contenu le 15 octobre 2009

1. Audit technique des infrastructures d'alimentation en eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 17:00:00 GMT

Le règlement grand-ducal du 7 octobre 2002 relatif à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine a pour objectif de garantir la salubrité et la propreté des eaux destinées à la consommation humaine et de protéger ainsi la santé humaine des effets néfastes de la contamination éventuelle de ces eaux. Ce règlement transpose la directive européenne 98/83/CE et remplace le règlement grand-ducal du 11 avril 1985 relatif à la qualité des eaux potables.

En détail, le règlement comporte différentes dispositions qui ne sont pas expressément prescrites par la directive européenne, mais qui en servent la finalité, c’est-à-dire, d’assurer la bonne qualité de l’eau de consommation. Il s’agit en l’occurrence de prescriptions relatives à l’aménagement, à l’exploitation et à l’entretien des infrastructures d’alimentation en eau potable. En effet, plutôt que de corriger une pollution de l’eau potable par un traitement correctif, comme p.ex. la chloration, il est préférable de tout mettre en œuvre pour qu’aucune pollution ne puisse se produire, ceci en application du principe de prévention. Ainsi les exploitants des réseaux d'alimentation en eau potable sont tenus de procéder à un examen et un diagnostic technique de leurs infrastructures et d’élaborer un rapport d'analyse des risques de contamination de l’eau distribuée. L'objectif de ce diagnostic est de proposer, au vu des éléments techniques mis en évidence, une politique d'intervention aux élus locaux et à leurs services techniques pour les guider vers une bonne gestion de qualité de leur service offert aux consommateurs.

Ces nouvelles dispositions sont d’une importance capitale pour assurer un meilleur respect des normes de potabilité en vigueur. Dans la majorité des cas, le non-respect des valeurs paramétriques est dû à un entretien et à une maintenance insuffisants des infrastructures d’approvisionnement, et notamment des captages de sources (79% des ouvrages en exploitation ont dépassé la durée de vie limite de 60 ans préconisée par l'administration de la gestion de l'eau). En effet, ces ouvrages sont souvent dans un état délabré, permettant l’infiltration d’eau de surface polluée. Le nouveau règlement entend davantage responsabiliser les fournisseurs en les obligeant à soumettre leurs infrastructures à un audit de qualité afin d’en révéler les points faibles et les déficiences. Les communes qui ont clôturé cet audit technique sont d’ailleurs récompensées avec un label de qualité pour leurs efforts dans le domaine de la gestion de la qualité de l’eau potable.

Outre la description détaillée des infrastructures d’approvisionnement, le dossier technique est complété par un rapport d’analyse des risques qui doit :

identifier et examiner tous les aspects de l'infrastructure d'alimentation communale et de son mode d'exploitation présentant un risque pour la qualité des eaux distribuées;

définir les mesures préventives et correctives et un programme assurance qualité à mettre en oeuvre pour éviter les risques de non-conformité mis en évidence, dont entre autres :
- la protection sanitaire du réseau public contre les retours d’eau,
- un plan d'échantillonnage axé sur les zones à risque pour l'altération de la qualité de l’eau potable,
- un plan de nettoyage et de désinfection des éléments constitutifs du réseau,
- un plan pour l'entretien et la maintenance des équipements du réseau,
- un schéma directeur pour le renouvellement du réseau incluant une stratégie financière pour assurer la disponibilité des masses financières requises ;

définir un plan d’intervention et des dispositions locales de secours incluant une procédure d’information des preneurs d’eau et des consommateurs et qui sera mis en oeuvre en cas d’interruption de l’arrivée de l’eau ou pour protéger les consommateurs des effets d’une contamination des eaux distribuées et pour rétablir la qualité initiale des eaux.

Aide-mémoire pour l'analyse des risques des infrastructures d'alimentation en eau potable

Mentionnons que le dossier technique ne pourra être élaboré que par des organismes spécialisés en la matière et agréés à cet effet par ministres de l’Intérieur et de la Santé, conformément à l’article 14 du règlement grand-ducal relatif à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine. En effet, une mission d’expertise d’une infrastructure d’approvisionnement existante diffère considérablement d’une mission de conception conventionnelle d’une nouvelle infrastructure d’approvisionnement en eau. Ainsi la construction d’un nouvel ouvrage est pilotée par une large gamme de directives et normes à disposition de l’ingénieur en charge de la conception de cet ouvrage.

En revanche, un système AEP est le résultat de l'addition de composantes disparates (ressources captées, installations de traitement, stations de pompage, réservoirs de stockage, stations de détente et finalement conduites d’adduction et de distribution) et conçues sur un intervalle de temps s’étendant sur plusieurs décennies. L'étude diagnostic de ce vaste système nécessite une expérience diversifiée et confirmée dans toutes les disciplines de l’approvisionnement en eau potable. Les agréments sont accordés sur présentation des titres, des qualifications spécifiques et des références des experts de l’organisme pour différents domaines de compétence.

En complément, voici le guide rédactionnel relatif au diagnostic des systèmes d'alimentation en eau potable édité par les Agences de l'Eau et le Ministère de l'Ecologie et du développement durable en France :

Guide rédactionnel pour le diagnostic des infrastructures d'alimentation en eau potable

2. Plan d'alerte en cas d'incident sur le réseau de distribution d'eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 16:00:00 GMT

D’emblée, il convient placer la procédure d’urgence dans son cadre législatif. En effet, la législation luxembourgeoise précise expressément que les infrastructures d’alimentation en eau potable relèvent de la responsabilité des communes, avec toutes les obligations d’ordre qualitatif et d’ordre sécuritaire que cela comporte. En détail, le texte de loi dispose qu’en cas de non-respect des valeurs paramétriques, les autorités communales prennent soin que la population concernée soit immédiatement informée et qu'elle reçoive les conseils nécessaires. Néanmoins, on ne saurait contester le rôle de coordinateur de la crise qui incombe à l’Etat en cas d’un incident d’ordre régional et qu’il devra mettre à disposition des opérateurs concernés les moyens pour que la population soit immédiatement informée des risques sanitaires qu’elle encourt.

La mise en œuvre du plan d’alerte fera l’objet d’une décision conjointe avec les organes étatiques compétents. Au départ de ce processus (se référer au diagramme synoptique du processus de décision), un opérateur constate un incident susceptible d’altérer la qualité de l’eau ou d’interrompre de façon prolongée sa distribution, entraînant ainsi un risque sanitaire. Il informera immédiatement les organes étatiques compétents. Parallèlement, il entamera sans délai une enquête afin de rechercher l’origine de la panne et d’évaluer son étendue. Au vu des résultats de cette enquête, le fournisseur, en accord avec les organes étatiques, mettra en œuvre les mesures correctives qui s’imposent pour rétablir la qualité initiale de l’eau.

Jouant le rôle de conseiller et d’intermédiaire entre le fournisseur intervenant sur le terrain (niveau intervention) et la cellule de crise pilotant les opérations (niveau opérationnel), la mission des organes étatiques sera la suivante :

au vu des premières informations qui leur parviennent, analyser la situation et évaluer les risques sanitaires encourus par les consommateurs ;
en cas de panne dépassant le contexte local ou faisant encourir un risque sanitaire à la population desservie, mobiliser la cellule de crise dont les compétences et les moyens spécifiques sont requis pour gérer la crise ;
participer à l’enquête du fournisseur ;
fournir la liste des communes concernées par l’incident sur base des informations fournies par l’opérateur à l’origine de la panne ;
ordonner des mesures correctives ;
conseiller les fournisseurs concernés pour mettre en œuvre les dispositions d’alimentation de secours.

Il va de soi que si les autorités communales considèrent que leurs moyens sont dépassés et que le consommateur est exposé à un risque sanitaire élevé, elles alerteront directement la cellule de crise via le numéro d’appel d’urgence national.

La mission de la cellule de crise sera la suivante :

au vu des informations fournies par les organes compétents, analyser la situation et évaluer les risques sanitaires encourus par les consommateurs ;
décider de la mise en œuvre du plan d’alerte ;
définir précisément la zone géographique touchée par la crise ;
définir les messages et les communiqués diffusés ;
ordonner l’information des fournisseurs concernés via la plate-forme informatique de gestion d’incidents et d’alertes ;
ordonner l’information directe de la population concernée via la plate-forme des médias écrits et parlés ;
proposer et décider les moyens à mettre en œuvre pour gérer la crise ;
suivre l’incident et coordonner les actions sur le terrain ;
dès le rétablissement de la situation, tirer les conclusions de la panne et recommander des mesures visant à éviter cette panne à l’avenir.

A un stade primaire de l’enquête, il est généralement difficile pour les acteurs de la cellule de crise de se faire une idée de la situation réelle qui se présente sur le terrain :

Compte tenu du temps nécessaire pour effectuer une analyse de l'eau potable (certains micro-organismes ne sont détectés qu’après une période d’incubation de 72 heures), la menace sanitaire réelle ne sera pas immédiatement perceptible.

De même, il faut se rendre à l’évidence que la zone géographique concernée par un incident dépendra du mode de fonctionnement des réseaux de distribution. Il est impossible que les organes étatiques soient tenus au courant en temps réel des modes de fonctionnement des conduites d'eau potable et de leurs multiples interconnexions.

Si l’approvisionnement des communes se fait par des syndicats intermédiaires, l’identification des communes réellement concernées s’avèrera difficile. En l’absence d’informations précises, il faut supposer que l’ensemble des communes et de leurs localités pouvant théoriquement être approvisionné par l’opérateur soient concernées. Ce n’est qu’au fur à mesure des informations collectées auprès des opérateurs que l’envergure réelle d’une panne ne pourra être progressivement cernée.

Pour revenir au cadre légal, il y a lieu de rappeler que l’information de la population relève de la responsabilité des autorités communales respectives. A cette fin, chaque commune doit établir un plan d’intervention et des dispositions de secours. Ce plan comprend, outre une procédure d’information de la population et une solution de secours pour approvisionner la population en manque d'eau potable en des quantités minimales suffisantes pour l’hygiène et l’alimentation. En ce qui concerne l’information de la population résidente, différents moyens sont envisageables :

distribution de communiqués d’information dans les boîtes aux lettres ;
diffusion de messages par voiture haut-parleur ;
messages affichés sur le site internet de l’administration communale ;
messages affichés par télétexte communal ;
sirène d’alarme invitant la population à suivre les instructions diffusées par les médias.

Une communication adéquate et pertinente est essentielle dans la gestion efficace d’une crise. La communication de crise reposera sur une plate-forme informatique de gestion d’incidents et d’alertes. Cette plate-forme permettra, indépendamment de l’envergure géographique de l’incident et de la position géographique des personnes compétentes impliquées, d’organiser à courte échéance les actions requises à l’information des consommateurs et à la mise en œuvre des mesures correctives.

Le plan d’alerte comprendra trois niveaux d’information :

Afin de ne pas retarder outre mesure l’action des services communaux, la cellule de crise diffusera un message de pré-alerte aux services de permanence des communes éventuellement concernées afin de les informer qu’un incident est en cours d’analyse. Ce message permettra à ces services de préparer la mise en œuvre du plan d’intervention et des dispositions de secours communal.

Au vu de l’analyse de la situation, la cellule décidera le cas échéant le déclenchement du plan d’alerte proprement dit avec diffusion des messages d’alerte qui donneront ordre de mettre en œuvre les procédures d’urgence communales établies à cet effet.

Finalement, une fois l’incident clos, la cellule émettra un message d’annonce de « retour à la normale ».

La réussite de la gestion de la crise dépendra entre autres du savoir spécialisé des destinataires des messages face à la situation de crise. La diffusion des messages sera limitée aux responsables techniques et politiques des opérateurs d’eau sélectionnés sur base des scénarios prédéfinis de même qu’aux consommateurs particulièrement sensibles répertoriés dans une banque de données spécifique (les établissements de santé et de services sociaux, les établissements d’enseignement ainsi que l'industrie agro-alimentaire).

Dans l’immédiat, la plate-forme informatique de gestion d’incidents et d’alertes ne sera pas utilisée pour informer la population des risques sanitaires qu’elle encourt. Le contenu limité des messages risquerait de donner lieu à des interprétations erronées et la réaction de prendre une tournure polémique difficile à piloter.

Les destinataires des messages d’alerte devront saisir le contenu concis de ceux-ci et immédiatement mettre en œuvre les dispositions de secours qui s’imposent. Il est évident que les destinataires des messages d’alerte devront être préalablement instruits du mode de fonctionnement de la plate-forme et de la signification exacte des messages intégrés. La formation des responsables techniques et politiques et la répétition d’exercices à intervalles réguliers seront indispensables pour assurer une gestion efficace d’un incident.

Il faut également se rendre à l’évidence que nombre de communes ne disposent, en raison de leur faible taille, de services capables d’affronter des crises d’une ampleur inédite et pourraient dès lors être vite dépassées par les évènements. Dans ce contexte, il est d’autant plus important de sensibiliser et de responsabiliser les autorités communales en leur rappelant l’obligation d’établir un document de planification des secours dans le cas d’une contamination grave ou en cas d’interruption de l’arrivée de l’eau.

La plate-forme informatique de gestion d’incidents et d’alertes utilisera l’ensemble des moyens de communication dont on dispose (SMS, alertes vocales, courriel, télécopie) pour envoyer des messages prédéfinis aux responsables impliqués dans la gestion de la crise. Ces messages se baseront sur différents scénarios de pannes, tout en permettant l’adaptation au déroulement des évènements sur le terrain. En outre, le système d’acquittement permettra de suivre en temps réel la réception et la validation de ces messages.

Dans le but de pouvoir retracer le déroulement de la communication de crise à chaque niveau de l’intervention, il est important que parallèlement aux messages diffusés en temps réel, des messages écrits soient diffusés par télécopie ou courriel aux secrétariats des destinataires.

Afin de canaliser le flux des questions posées par les médias, ceux-ci seront informés par des points presse réguliers, organisés par un porte-parole attaché à la cellule de crise. Ils seront relayés par la diffusion de communiqués de presse. Pendant la durée de l’incident, un numéro vert sera accessible aux personnes qui souhaiteront avoir des renseignements précis.

3. Directives et normes régissant la qualité des équipements des infrastructures d’alimentation en eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 15:00:00 GMT

L’article 14 du règlement grand-ducal du 7 octobre 2002 relatif à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine précise que les infrastructures d’approvisionnement collectives doivent être conçues, construites, exploitées et entretenues selon les règles de l’art. Ces règles sont codifiées par une large gamme de normes et de spécifications techniques telles que les normes allemandes DIN et les fiches du DVGW, et qui, en l’absence de spécifications luxembourgeoises en la matière, sont généralement appliquées au Luxembourg pour piloter la conception des ouvrages.

Or, les normes et spécifications techniques des différents pays membres de l’Union européenne sont au fur et à mesure remplacées au niveau européen par les directives et les normes émanant de Bruxelles. Afin d’assurer un niveau minimum de sécurité pour l’utilisateur tout en facilitant la libre circulation des produits industriels au sein du Marché unique de l’Union, la Commission Européenne a adopté, dès 1985, une « Nouvelle approche » en matière d’harmonisation. Les directives dite « Nouvelle approche » servent de dénominateur commun aux législations de chaque Etat membre et prescrivent les exigences essentielles en matière de sécurité et de santé publique que les fabricants sont obligées de respecter (obligation de résultat), sans pour autant leur imposer des dispositifs techniques stricts et précis. Seuls les produits répondant aux directives européennes peuvent être mis sur le marché et bénéficier de la libre circulation dans l’Union.

Ces mêmes directives renvoient à des normes européennes harmonisées (EN), facultatives, qui traduisent les exigences essentielles en spécifications techniques. En principe, elles définissent les caractéristiques et performances que doivent présenter les produits pour pouvoir être considérés conformes aux exigences des directives. Même si ces normes sont dépourvues de caractère obligatoire, les industriels ont tout intérêt à les observer car elles sont censées assurer une « présomption de conformité » avec les directives pour lesquelles elles ont été rédigées.

Lors des contrôles des cahiers des charges, l’on constate que les bureaux d’études ne font que rarement référence aux spécifications techniques EN qui, rappelons-le, traduisent les exigences des directives européennes et, donc, de la législation luxembourgeoise qui les transpose. Même si l’application des normes européennes est facultative, le bureau d’étude peut bel et bien les imposer dans le cahier des charges pour guider la construction des infrastructures d’approvisionnement (obligation des moyens).

Pire, la réalité sur le terrain montre que nombre de produits employés pour la construction de ces infrastructures, et notamment la tuyauterie (canalisations en fonte, en PE, en PVC) et la robinetterie, ne disposent de l’attestation de conformité exigée par l’Union européenne et s’avèrent être d’une origine douteuse. Il va sans dire que ces produits, moins chers que les produits certifiés conformes, sont souvent d’une qualité moindre, ce qui diminue indéniablement la longévité de l’ouvrage et, par conséquent, porte un préjudice financier non négligeable au maître de l’ouvrage. De surcroît, le manque de qualité et l’absence d’un contrôle de conformité avec une denrée alimentaire présentent un risque pour la qualité de l’eau livrée aux consommateurs et dont le maître de l’ouvrage se porte garant devant la loi. La fourniture de tels produits dans le cadre d’un marché public est contraire à la réglementation européenne de même qu’à la loi sur les marchés publics.

En outre, la fourniture de produits non-conformes à la législation est tout simplement déloyale vis-à-vis des entreprises ayant participé à la soumission publique et qui ont offert des produits répondant aux exigences des directives européennes. Si le matériau en cause représente une part substantielle du marché (pose d’une conduite d’adduction par exemple), le non-respect de la législation en vigueur leur donne droit de contester la régularité du marché.

Il est donc crucial que l’exécution des travaux soit soumise à un contrôle de qualité adéquat afin d’assurer la qualité et la longévité des ouvrages. Il y a lieu de rappeler que, conformément aux stipulations du contrat type d'ingénieurs-conseils, la mission de contrôle de l’ingénieur comprend le contrôle de la conformité des travaux avec les indications du cahier des charges ainsi que le contrôle du respect des prescriptions techniques, des règlements administratifs et des règles de l’art.

4. Facteurs de dégradation de la qualité de l'eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 14:00:00 GMT

Lors de la conception et de l'exploitation des infrastructures d'alimentation en eau potable, l'opérateur doit tout mettre en oeuvre pour conserver la qualité de l'eau depuis la sortie de l'usine de production jusqu'au robinet de l'usager. Le tableau annexé ci-après résume les défauts de conception et d'exploitation les plus fréquemment à l'origine de la dégradation biologique et physico-chimique de la qualité de l'eau durant le captage, le transport, le stockage et la distribution.

Dans ce contexte, on peut préciser que les teneurs en colonies à 22°C et à 37°C n’ont qu’une valeur indicative servant à des fins de contrôle de la salubrité des réseaux. Leur dépassement ne représente aucun risque sanitaire majeur, mais leur constatation doit conduire à des mesures de précaution immédiates. Ainsi, l’opérateur est tenu à ouvrir une enquête pour localiser l’origine de cette dégradation (développement d’un biofilm en raison d’un temps de stagnation prolongée, connection non permise d’un circuit incendie ou d’une installation de distribution privée d’eau, réchauffement de l’eau, appareil de traitement mal entretenu, etc.) et à surveiller l’évolution de la qualité de l’eau. En outre, il serait bien avisé d’effectuer un traitement afin de diminuer la teneur en micro-organismes. L’expérience montre que plus d'une fois, le dépassement de ces valeurs guides est toutefois à mettre en relation avec le point de prélèvement lui-même et non avec la qualité de l’eau inhérente au système analysé.

Inversement d'ailleurs, l'absence de germes ou de coliformes ne garantit pas absolument l'absence de microbes pathogènes, car ceux-ci peuvent se révèler plus résistants que les premiers.

Il convient également de rappeler qu’avant sa mise ou sa remise en service, toute conduite d’eau potable doit être nettoyée, rincée et désinfectée et son étanchéité vérifiée. Ces opérations sont d’une importance capitale pour la conservation de la qualité de l’eau potable dans le réseau. Lors des contrôles des cahiers des charges, l’on constate des fois que le descriptif des travaux de pose des conduites ne contient aucune position spécifique pour l’essai d’étanchéité, le nettoyage et la désinfection après intervention et que ces prestations sont simplement incluses dans les positions relatives à la pose des tuyaux et des raccords. Il est préférable de lister ces opérations dans des positions spécifiques qui permettent d’en décrire le déroulement en conformité avec la norme EN 805, étant entendu que l’opération de désinfection ne pourra être exécutée que par des entreprises ou services spécialisés en la matière et agréés à cet effet par les ministres, conformément à l’article 14 du règlement grand-ducal relatif à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine.

Facteurs de dégradation de la qualité de l'eau potable

Aide à l'interprétation des résultats des analyses bactériologiques de l'eau potable [29/08/09 tableau révisé]

Valeurs guides pour la chloration manuelle d'un réseau en milieu rural

5. Conception des réservoirs de distribution d'eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 13:00:00 GMT

La présentation qui suit résume les exigences essentielles de la réglementation en vigueur en matière de stockage de l'eau potable. L'objectif principal de ces lignes directrices est de maintenir la qualité de l'eau stockée, c. à d. de concevoir le réservoir d'eau potable de façon à ce qu'aucune détérioration de la qualité ne puisse se produire. Ce document est complémentaire au guide de conception des réseaux d'eau potable et aux modalités d’octroi d’une autorisation de construire et d’exploiter un réservoir de stockage d’eau potable telles qu'elles ont été nouvellement fixées par l'Administration de la gestion de l'eau.

La présentation aborde les thèmes suivants : les objectifs des règles de l'art, les normes et les directives s'y rapportant, les différents rôles du réservoir, le dimensionnement de son volume de stockage, son emplacement par rapport au réseau de distribution, sa forme, la conception de la chambre à vannes, la conception des cuves, le revêtement de la cuve et son aération, la tuyauterie et la robinetterie :

Guide de conception d'un réservoir de distribution d'eau potable

Les campagnes d’inspection des réservoirs de stockage révèlent que bon nombre d’ouvrages de stockage sont exploités au-delà de leur durée de vie utile et qu’ils ne répondent plus aux prescriptions pour les systèmes et les composants pour le stockage de l’eau potable (l'âge moyen des réservoirs en service est de 44 ans). En effet, il n’est pas rare que ces réservoirs se trouvent dans un état vétuste et présentent des défauts constructifs préjudiciables à la qualité de l’eau stockée (infiltration d'eau de ruissellement, trappe d'accès et entrées d'air au-dessus du plan d’eau, dégradation de la surface en contact avec l'eau potable). De surcroît, leurs cuves sont des fois difficilement accessibles pour les opérations de nettoyage et d'entretien (accès au-dessus du plan d’eau, accès par échelons, absence d’une chambre à vannes contiguë). Tout aussi nuisible sur le plan qualitatif, l’eau stockée est parfois directement exposée à la lumière du jour. Or, la lumière stimule la croissance d’algues et de mousses qui constituent un apport en matières organiques, source nutritive pour la prolifération microbienne dans le réseau de distribution.

Le maintien en service de ces réservoirs implique leur remise aux normes avec, dans la limite du raisonnable :

le renouvellement de l’étanchéité extérieure afin de parer à toute infiltration d’eau pouvant contaminer l’eau stockée,
la mise en oeuvre d'une isolation thermique afin de maintenir à l'intérieur de l'ouvrage une température constante proche de celle de l'eau emmagasinée,
la réfection du revêtement de la surface intérieure en contact avec l’eau potable,
la séparation de la réserve d'eau et de la chambre à vannes,
la modification du système d’aération de la cuve (élimination des chapeaux d’aération au-dessus du plan d’eau et mise en place d’un système d’aération avec bouche murale, filtres et gaines d’aération horizontales),
la modification de l’accès aux cuves pour faciliter le travail du personnel en charge des travaux d’entretien,
la limitation de l'éclairage naturel.

Dans tous les cas, la nouvelle norme EN 1508 relative aux systèmes et aux composants pour le stockage de l’eau potable préconise d'éliminer dans la mesure du possible toute ouverture au-dessus de la surface de l’eau.

Suite à de récentes discussions avec les bureaux d'études, de nouvelles lignes directrices ont été élaborées en concertation avec les acteurs qui conçoivent et dimensionnent les réservoirs de distribution d'eau potable en milieu rural. Le document suivant présente le raisonnement aboutissant à la nouvelle approche :

Dimensionnement des réservoirs de distribution d'eau potable en milieu rural

6. Conception des réseaux de distribution d'eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 12:00:00 GMT

La présentation qui suit résume les exigences essentielles de la réglementation en vigueur en matière de distribution de l'eau potable. L'objectif principal de ces lignes directrices est de maintenir la qualité de l'eau distribuée, c. à d. de concevoir le réseau d'eau potable de façon à ce qu'aucune pollution ne puisse se produire. Ce document est complémentaire au guide de conception des réservoirs d'eau potable.

La présentation aborde les thèmes suivants : les facteurs de dégradations de la qualité de l'eau liés à la conception et à l'exploitation du réseau, la configuration du réseau, son dimensionnement pour le cas d'incendie, la protection sanitaire du réseau public, la distribution par surpression, les regards à vannes, les différents matériaux et les pressions de service, les normes et les directives se rapportant aux règles de l'art :

Guide de conception d'un réseau de distribution d'eau potable

Contrairement à une opinion largement répandue dans les services techniques, la réalisation systématique de regards à chaque croisement de conduites est fortement déconseillée. En effet, l’état général des regards en service montre que ces ouvrages coûteux et difficiles à entretenir ne facilitent guère le travail du personnel exploitant et ne contribuent ni à la fiabilité du service de distribution ni au maintien de la qualité de l’eau distribuée. En l’occurrence, il est préférable de poser les vannes sous voirie tout en utilisant des robinets de haute qualité avec revêtement de protection en époxy ou en émail. Toutefois, si la construction d’un regard s’impose pour des raisons techniques, il est préconisé d’exécuter l’ouvrage tout entier en béton C30/35 hydrofuge selon le principe de la cuve étanche en béton (« weiße Wanne »), conformément aux recommandations de la fiche technique W355 du DVGW. En effet, un ouvrage composé de briques est par nature perméable aux eaux de ruissellement.

Cependant, la construction de regards à vannes est justifiée dans des cas spécifiques tels que :
- la désaération automatique d'un point haut du réseau de distribution,
- la vidange du réseau au point bas,
- le zonage du réseau avec comptage de la consommation,
- la convergence de plusieurs conduites maîtresses avec groupement de vannes,
- l'installation d'un dispositif pour augmenter ou pour réduire la pression,
- l'installation d'un dispositif permettant d’accéder aux conduites pour les opérations de nettoyage et de désinfection.

En ce qui concerne le matériau des adducteurs de grande section, il convient de préciser que son choix se fait en fonction du diamètre requis, du coût de revient de la canalisation (coûts de fourniture et de mise en œuvre), des contraintes de l’ouvrage (pression intérieure, charges extérieures, nature du sol, paramètres physico-chimiques de l’eau) et des obligations éventuelles de fourniture en vertu de dispositions conventionnelles.

Les tuyaux en acier ont la qualité de pouvoir absorber des efforts très importants sous faible épaisseur (donc faible poids). Ces tuyaux présentent en contrepartie le défaut d’être très sensibles à la corrosion externe et doivent donc être placés sous protection cathodique. De même, tout défaut qui survient lors de la pose de la ligne (l’absence de procédures de mise en œuvre ou l’application non-correcte de ces procédures) peut avoir des conséquences néfastes sur la longévité de l’ouvrage. C’est pourquoi, le choix de l’acier exige le recours à des entreprises spécialisées en la matière, élément fondamental de la réussite du chantier. Aussi cette exigence entraîne-t-elle un coût de construction élevé par rapport aux autres matériaux comme la fonte ductile.

D'autre part, la fonte ductile présente de par sa constitution et la vaste gamme de revêtements de protection de ses parois de grandes garanties contre la corrosion et sa longévité est bien connue. L’assemblage par emboîtement des tubes est une technique sûre et éprouvée et à la portée d’un cercle plus vaste d’entreprises (de terrassement), ce qui a une répercussion favorable sur son coût de revient. Pour les tuyaux de grande dimension, le poids constitue par contre indéniablement un facteur limitatif de leur emploi en faveur de l’acier.

C’est ainsi que l’acier est généralement employé pour les lignes de grande dimension (DN500 à 1200 mm), pour le passage en fortes pentes, des terrains très accidentés et des zones de haute pression où le choix de l’acier est incontestable, tant sur le plan technique que financier, et la technique du chantier de pose bien adapté. En outre, la soudabilité de l’acier permet la réparation de fuites sous pression de service sans devoir pratiquer un arrêt d’eau sur une conduite maîtresse ou une interruption de l’approvisionnement d’un abonné prioritaire. En revanche, les tuyaux en fonte ductile sont particulièrement intéressants pour les diamètres courants (DN100 à 300 mm), les tronçons moins accidentés et les lignes droites du tracé où la fonte ductile offre un coût de revient sensiblement inférieur à l’acier.

L'emploi du PVC et du PEHD se limite généralement aux réseaux de distribution locaux. Le guide ci-après fournit de plus amples renseignements.

Signalons encore que les conduites d'eau horizontales sont exécutées avec une légère pente vers les ventouses et les robinets purgeurs. En effet, la pente minimale de 5 mm par mètre (0,5%) généralement préconisée par les directives permet la vidange complète du réseau et évite que des poches d’air réduisent la section libre et, donc, la capacité de transport des conduites. Finalement, la formation de dépôts préjudiciables à la qualité bactériologique de l’eau de même qu’à la longévité du réseau (phénomènes de corrosion et réduction de la capacité de transport) conduit à éviter les vitesses inférieures à 0,5 m/s aux heures de pointe journalière. Se référer également à la formule de calcul ci-après pour les vitesses d'écoulement recommandées :

Formule de calcul de la capacité de transport d'une conduite

7. Choix des matériaux en contact avec l’eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 11:00:00 GMT

Lors de la conception ou du renouvellement d’un réservoir de stockage d’eau potable, on s'attachera à utiliser des matériaux adéquats en apportant un soin particulier au choix du revêtement des surfaces en contact avec l’eau potable. En l’absence de directives luxembourgeoises en la matière, il est d'usage que le concepteur aligne son choix sur la norme DIN EN 1508 relative aux prescriptions pour les systèmes et les composants pour le stockage de l’eau de même que sur la directive DVGW W300 qui s’y réfère.

La nature du revêtement des cuves de stockage d’eau potable constitue un problème majeur, en particulier sa résistance, sa compatibilité avec les caractéristiques de l'eau et, plus important encore, sa conformité sanitaire. A la base, le revêtement de la cuve doit répondre aux critères suivants pour qu’il puisse préserver la qualité de l’eau stockée :

étanche à l’eau,
lisse (dans le sens de « glatt » et non de « eben ») et sans porosités,
résistant à l’abrasion et permettant un entretient facile.

Pour toute nouvelle construction, le béton brut de décoffrage constitue la solution à privilégier. En effet, il a été montré que le développement de microorganismes (champignons, bactéries) est plus important et plus rapide sur les revêtements synthétiques organiques que sur les enduits et revêtements à base de ciment. Le relargage des matières organiques stimule la croissance de ces microorganismes et constitue une source nutritive pour leur prolifération dans les conduites de distribution. L’expérience montre qu’un temps de stagnation de 5 à 7 jours dans une cuve avec revêtement à base de ciment n’entraîne aucune altération de la qualité de l’eau stockée.

Le béton doit toutefois être réalisé avec soin pour obtenir une surface étanche, lisse et dure :

construction sans joints de dilatation avec armature de renfort (« Rissbewehrung ») pour limiter la largeur des fissures à 0,2 mm (« Rissbreitenbeschränkung ») selon le principe de la cuve en béton étanche ou « cuve blanche » (« weiße Wanne »),
béton C30/37 (B35) à usage alimentaire exempte de tout accélérateur ou retardateur non-conforme avec les règlements sanitaires,
coffrage lisse avec membrane en géotextile drainant l'eau en excès pour éviter la formation de pores, sans application d'un huile de décoffrage (ces huiles ont tendance à favoriser durablement le développement de germes),
écarteurs de coffrage avec tôle centrale,
tôles d’étanchéité aux reprises de bétonnage,
et éventuellement des tuyaux d’injection aux joints de reprise.

Il faudra néanmoins vérifier si l’eau stockée n’est pas agressive et ne dissout pas le carbonate de calcium du béton qui aura dans ces conditions tendance à passer en solution. La dissolution de la chaux du liant entraîne une élévation de la porosité du béton en surface.

Lors de la réhabilitation d'un réservoir d'eau potable, on optera dans la mesure du possible pour les enduits et les revêtements monocomposants à base de ciment et de charges minérales, sans additifs organiques. Ces produits doivent disposer de certificats attestant la conformité du produit avec les exigences d’alimentarité. Dans ce même contexte, il y a lieu de signaler qu’un mortier à base de ciment sans additifs organiques ne pourra assurer le pontage d’éventuelles fissures de la structure de l’ouvrage (« Rissüberbrückung »). Ces défauts de structure doivent préalablement être injectées pour assurer l’étanchéité de la cuve. Il est donc important que la cause de ces fissures soit déterminée à l’avance pour éviter qu’un mouvement ou une déformation de l’ouvrage ne provoque de nouvelles fissures dans le revêtement. Le cas échéant, l’opérateur doit revêtir le réservoir d’un cuvelage synthétique présentant une élasticité suffisante pour ponter les fissures. Il veillera à ce que le produit soit muni d'un certificat de contrôle pour le contact avec l'eau potable. Alternativement, le bassin peut être revêtu de polyéthylène ou de tôles en acier inoxydable. Cette dernière solution onéreuse est toutefois à étudier avec soins pour éviter tout risque de corrosion de l'inox.

En ce qui concerne les joints, la pose de joints en silicone ou en mousse autour des portes et fenêtres donnant accès à la cuve de stockage est proscrite.

Finalement, la directive DVGW W300 recommande que les parties métalliques en contact avec l’eau potable, en particulier les conduites, les échelles, les escaliers et autres équipements métalliques de la cuve de stockage, soient exécutées en acier inoxydable 1.4571 (AISI 316Ti) ou 1.4404 (AISI 316L).

Les avantages de l’acier inoxydable résident, a priori, dans sa résistance à la corrosion et la facilité de sa fabrication, de sa mise en œuvre et de son entretien. Si l'on considère son coût de revient et sa durée de vie, l’inox apparaît en fin de compte comme le moins cher des matériaux. Or, la mise en œuvre de l’acier inoxydable nécessite des précautions et des procédures particulières. En effet, une mauvaise identification des paramètres physico-chimiques de l’eau en contact avec le métal, une mauvaise conception de la tuyauterie, l’absence de procédures de mise en œuvre ou d’entretien ou l’application non-correcte de ces procédures peuvent générer sur l’inox des phénomènes de corrosion destructeurs. En effet, un ou la coïncidence de plusieurs de ces facteurs peuvent empêcher l’acier de se recouvrir d’une pellicule passive le protégeant contre les agressions extérieures. L’absence de cette protection se traduit généralement par le développement de piqûres au droit des soudures ou de cavernes au droit des brides, processus difficilement réversible.

Alternativement, pour se prémunir d’une telle mésaventure, l’opérateur peut orienter le choix du matériau vers des tubes en aluminium avec revêtement thermoplastique polyamide. Ce revêtement présente les propriétés mécaniques de très haute qualité (flexibilité, résistance au choc et à l'abrasion) ainsi qu'une excellente protection contre la corrosion et les agressions les plus sévères.

Certificats de conformité sanitaire des produits en contact avec l'eau potable :

DVGW W270 « Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich »
DVGW W347 « Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe im Trinkwasserbereich »
BGA KTW « Einsatz von Kunststoffen im Trinkwasserbereich »

Le guide de conception d'un réservoir d'eau potable fournit des informations complémentaires, notamment des schémas de construction.

8. Protection sanitaire du réseau public contre les retours d'eau

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 10:00:00 GMT

Les pollutions accidentelles du réseau de distribution public par retour d'eau sont encore très fréquentes. Ces événements constituent un risque sanitaire évident pour la santé du consommateur. Les deux causes hydrauliques principales du phénomène de retour d'eau sont d'une part la dépression dans le réseau public (coupure de l’eau, forte consommation en eau, ouverture d’un hydrant, rupture d’une canalisation) avec pour conséquence possible le siphonnage, et d'autre part la contre pression (mise sous pression d'une installation interne).

Les installations privées de distribution ne doivent pas pouvoir perturber le fonctionnement de l’infrastructure d’approvisionnement collective auquel elles sont raccordées ou engendrer une contamination de l'eau distribuée dans les réseaux intérieurs. Les réseaux intérieurs de distribution d'eau potable ne peuvent en aucun cas être alimentés par une eau issue d'une autre ressource, soit-elle potable, brute ou pluviale. Le règlement de fourniture d'eau devra conditionner l'utilisation d'une autre ressource en eau par l'abonné au contrôle des ouvrages de prélèvement et des installations intérieures par les agents du service.

Toute installation privée portant préjudice à la qualité de l’eau doit être rendue conforme dans les plus brefs délais aux dispositions de la réglementation en vigueur. Les exploitants de ressources privées sont notamment à aviser par circulaire de l’interdiction formelle d’une connexion directe avec l’installation de distribution privée raccordé au réseau public et de l’obligation de conformer leur installation à l’article 15 du règlement grand-ducal du 7 octobre 2002. En outre, le règlement de fourniture d'eau doit expressément interdire de transférer dans une autre propriété tout ou partie de l’eau à laquelle l’abonné aura droit pour éviter la création d’un circuit parallèle au réseau de distribution public. En l'absence de mise en oeuvre de mesures de protection nécessaires, les autorités communales doivent pouvoir procéder à la fermeture du branchement d'eau.

En détail, les règlements communaux relatifs à la fourniture d’eau potable doivent faire obligation aux abonnées :

de protéger l’infrastructure d’approvisionnement collective contre tout risque de retour d’eau contaminée ;
de séparer physiquement l’installation privée de distribution raccordée à l’infrastructure d’approvisionnement collective et celle approvisionnée par une ressource d’approvisionnement privée en eau potable, brute ou pluviale.

Liste des installations privées à risque de contamination bactériologique ou chimique :

réseaux alimentés par une ressource d’approvisionnement privée en eau potable, brute ou pluviale (contaminations bactériologiques) ;
réseaux techniques tels que les réseaux d’arrosage ou d’incendie (phénomènes de stagnation prolongée) ;
réseaux agricoles (risque de stagnation et de contaminations bactériologiques) ;
réseaux dont le rythme d’exploitation est lié aux vacances scolaires (écoles) ou à la saison touristique (hôtels, campings) (risque de stagnation) ;
réseaux dont l’exploitation est liée à des activités manipulant des substances polluantes (viticulteurs, agriculteurs, abattoirs, industries, décharges, stations d’épuration, laboratoires, hôpitaux).

Un éventuel retour d’eau contaminée pourra avoir des conséquences considérables sur l’ensemble de l’infrastructure d’approvisionnement publique. Pour éviter toute mésaventure, les branchements particuliers à risques sont à équiper d’un ensemble de protection sanitaire constitué par :

une vanne d’arrêt,
un dispositif antipollution agréé EN 1717 adapté à la catégorie de fluide déterminée (signalons que l'eau usée est classée dans la catégorie à risque la plus élevée) et régulièrement entretenu (les directives en vigueur stipulent que les dispositifs de protection du réseau public doivent être vérifiés et entretenus au moins une fois par an et remplacés tous les 5 ans),
un robinet de prise d’échantillon et de désinfection.

Les règlements de fourniture d’eau doivent préciser les conditions de mise en place de ces dispositifs de protection sanitaire, les prescriptions techniques applicables à ces dispositifs ainsi que les modalités de vérification d'entretien.

Il convient de préciser qu'à l'inverse d'un disconnecteur (« Rohrtrenner »), un clapet de non-retour (« Rückflussverhinderer ») permet uniquement d’éviter une circulation inverse de celle désirée et ne constitue aucune protection contre la prolifération de bactéries ou de substances dangereuses dans le réseau amont.

En tout état de cause, tout branchement particulier est à équiper pour le moins d'un clapet de non retour type EA EN 1717.

En ce qui concerne les parcs à bétail, signalons que les réseaux agricoles, du fait de leur mode d’exploitation, présentent un triple danger pour la salubrité de l’eau distribuée par le réseau public auquel ils sont raccordés et qu’ils sont à équiper d’un dispositif de protection sanitaire :

les abreuvoirs représentent de possibles sources d’ensemencement bactériologiques,
l’écoulement de l’eau n’est pas assuré avec risque de stagnation prolongée,
le réseau chômant en période hivernale est remis en service sans désinfection préalable.

Dans le contexte des phénomènes de retour d’eau, rappelons que l’opérateur lui-même peut également être rendu responsable d’une pollution accidentelle. En effet, en cas de baisse de pression, un réseau mal entretenu peut induire des infiltrations d’eau contaminée au droit des fuites. Ce risque est même patent aux points hauts du réseau, dans les regards à ventouse ne disposant d’un système efficace pour l’évacuation des eaux d’infiltration, où l’inondation du regard conduit inévitablement à l’entrée d’eau dans le réseau par siphonage. Afin de diminuer le risque de contamination d’eau, il s’agit donc également de limiter dans la mesure du possible les coupures d’eau et de rechercher et réparer systématiquement les fuites dans le réseau.

Et profitons également du présent contexte des règlements de fourniture et des coupures d’eau pour recommander d’adopter des dispositions relatives à la limitation et à l'interruption de la fourniture d’eau. Tout d’abord, les autorités communales sont bien évidemment dispensées de l’obligation d’informer les abonnées avant toute interruption de la fourniture d’eau si la gravité de la situation impose une mise hors service immédiate du réseau. En cas de limitation ou d'interruption de la fourniture d'eau, d'un changement de la pression ou de la nature de l'eau, par suite d'une pénurie d'eau, de perturbations techniques, de travaux urgents, de dispositions administratives ou d'autres événements imprévisibles, les abonnés n'ont en outre droit ni à une remise de prix, ni à un dédommagement. Enfin, il y a lieu de notifier que les autorités communales peuvent restreindre l’utilisation pour certains usages aux fins d’assurer la continuité du service de distribution.

L'aide-mémoire pour l'analyse des risques et le guide de conception d'un réseau d'eau potable fournissent des informations complémentaires.

9. Distribution d'eau potable et défense incendie : deux logiques opposées

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 09:00:00 GMT

Lors de la conception d'un réseau d'alimentation en eau potable, la priorité absolue doit être accordée au maintien de la qualité de l'eau distribuée, c. à d. le concevoir de façon à ce qu'aucune pollution ne puisse se produire. Dans cette logique, la défense contre l’incendie n’est qu’un objectif complémentaire des réseaux d'eau potable. En effet, le surdimensionnement des conduites secondaires risque de mal assurer la circulation de l’eau en distribution normale (hors incendie) et entraîne de surcroît des dépenses excessives pour les collectivités, et ce à plus forte raison dans les agglomérations rurales où les besoins des services incendie dépassent largement la consommation normale.

Les phénomènes de dégradation de la qualité de l'eau dans les réseaux sont directement liés au temps de séjour de l'eau dans les conduites. Lors de la conception d’un réseau, il est donc important d’éviter une trop faible vitesse voire une stagnation de l’eau nuisibles à son renouvellement et donc au maintien de sa qualité. L’expérience montre que les phénomènes de stagnation prennent la forme de développements bactériens, de corrosion et de modification de la température et affectent le goût de l'eau. Dans ce contexte, il y a lieu de préciser que la directive allemande DVGW W400 recommande un renouvellement hebdomadaire du volume d'eau contenu dans un réseau d'alimentation en eau potable (adduction, stockage et distribution). Il est évident que cette valeur ne peut être respectée pour les eaux transitant dans les antennes isolées d'un réseau de distribution. Dès lors, la norme EN 1717 préconise un temps de séjour maximal de 1 mois, après quoi la conduite de distribution doit être purgée.

Les enquêtes examinant les non-conformités de la qualité des eaux distribuées montrent en outre que les bras morts des prises d’eau situés en-dehors de l'axe de la conduite d'eau potable constituent d’innombrables foyers de reviviscence bactérienne échappant à l'effet de désinfection du chlore dans le réseau.

En milieu rural, le besoin minimal en eau incendie de 48 m3/h pendant 2 heures prescrit par la directive DVGW W405 contraste fortement avec la consommation normale :
- en somme : (48 m3/h × 2 h) ÷ 200 l/hab/j ≈ 500 habitants,
- en pointe : 48 m3/h ÷ (200 l/hab/j ÷ 10 h/j) ≈ 2.500 habitants.

Dès lors, l’approche technico-économique veut que les artères principales soient dimensionnées pour le cas d’incendie alors que les antennes secondaires le sont pour la pointe de consommation normale. L'augmentation du diamètre de ces dernières à des fins de lutte contre l'incendie est vivement déconseillée pour éviter que la faible consommation n'entraîne une stagnation de l'eau. Ainsi, dans les collectivités rurales, les moyens de défense doivent être adaptés à l'importance des risques d'incendie et la priorité doit être donnée à l'utilisation de points d’eau naturels, de réserves artificielles ou d’autres ressources de secours alternatives (se référer à la note de calcul pour la détermination de la capacité en eau incendie d'un hydrant).

L’intervention elle-même des services incendie provoque également une nette détérioration de la qualité de l’eau dans le réseau et peut même, dans certains cas, provoquer des ruptures de conduites (vitesse d’écoulement élevée, changement du sens d’écoulement, coups de bélier). Suite à un tel événement, l’eau est impropre à la consommation et le rétablissement des paramètres organoleptiques et microbiologiques nécessite une campagne de purge et de chloration du réseau.

D’autre part, à l’égard des réservoirs de distribution, on peut avancer comme règle de base du dimensionnement du volume de stockage de limiter le temps de séjour en période creuse (correspondant généralement à la période hivernale) à 3 jours ou, en d’autres termes, de limiter la réserve au double de la consommation moyenne de l’année.

L'aide-mémoire pour l'analyse des risques et le guide de conception d'un réservoir d'eau potable fournissent des informations complémentaires.

10. Maîtrise de la qualité de l'eau potable dans les interconnexions de secours

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 08:00:00 GMT

Afin d’assurer la continuité du service de distribution en cas de panne majeure, il est préconisé de disposer pour chaque réseau de deux ressources d’approvisionnement distinctes et non interdépendantes dont chacune pourra maintenir le réseau sous pression pour éviter les retours d’eau et subvenir aux besoins de première nécessité des consommateurs. Les interconnexions entre réseaux voisins représentent la meilleure formule d’alimentation de secours. La conception et l’exploitation de ces interconnexions nécessitent toutefois des précautions particulières pour éviter que ces conduites ne créent des zones de stagnation préjudiciables à la qualité des eaux.

En effet, le temps de séjour dans un réseau est un des paramètres majeurs à prendre en compte pour maintenir la qualité de l'eau potable. Dans ce contexte, il convient de mentionner que la directive allemande DVGW W400 avance comme critère de dimensionnement un renouvellement hebdomadaire du volume d'eau contenu dans un réseau. Il est évident que cette valeur ne peut être respectée dans les antennes isolées et notamment dans les conduites d’alimentation d’appoint dont la mise en service est liée à des évènements peu fréquents (il en est bien évidemment de même avec les antennes caractérisées par une faible consommation ou dont le rythme d’exploitation est étroitement lié aux fins de semaine, aux vacances scolaires ou à la saison touristique). Aussi la norme EN 1717 préconise-t-elle un temps de séjour maximal de 1 mois, après quoi la conduite d'alimentation doit être purgée.

Dès lors, la fiabilité et la sécurité du service de distribution implique l'obligation pour l’exploitant de renouveler périodiquement le volume d’eau contenu dans l’adduction de secours (de préférence par une mise en service hebdomadaire de la solution de rechange pour distribuer le contenu, débit sanitaire fixé par la convention de vente d'eau entre collectivités) et d’intégrer un contrôle régulier de la qualité de l’eau au programme d’échantillonnage. Alternativement, l’opérateur réalisera périodiquement (au moins une fois par mois) des purges (programme des purges) sur l’adduction d’appoint. Pour ce faire, il est impératif d’installer des dispositifs de purge sur la conduite d’interconnexion. Pour des raisons d’hygiène et de sécurité, il est fortement déconseillé de vidanger la connexion d’appoint et de la remettre en service pour une distribution de secours (intrusion d’eau polluée au droit des fuites, assèchement des joints entraînant des fuites passagères à la remise sous pression, difficulté de maîtriser la qualité des eaux en raison d’une désinfection hâtive).

Dans le but de maîtriser le temps de séjour sans intervention humaine, l’auteur du site lokistagnepas.canalblog.com expose de façon détaillé une solution pratique, mais certes plus onéreuse, avec création d’une boucle fermée. Une telle configuration permettra de maîtriser en toutes circonstances l’écoulement de l’eau dans la conduite d’appoint et, donc, la qualité de son contenu. Il est alors préférable que l'ouverture de la boucle soit pilotée par une vanne de régulation à commande hydraulique.

11. Valeurs patrimoniale et de renouvellement des infrastructures d'alimentation en eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 07:00:00 GMT

Le renouvellement des infrastructures d’alimentation en eau potable, sujet qui devient fortement d’actualité compte tenu de l’âge et de l’état vétuste de certains réseaux d'adduction mis en place il y a un siècle, va conduire à une hausse significative des sommes affectées par les collectivités luxembourgeoises au renouvellement de leurs infrastructures (et par voie de conséquence à une hausse du prix de l’eau).

En l’absence d’un inventaire précis des éléments d’infrastructure, notamment de leur état actuel, de la vitesse à laquelle ils se détériorent et de leur criticité, la note technique ci-jointe se limite dans une première approche au chiffrage des grandes masses financières nécessaires à la maintenance en bon état des infrastructures (valeur de renouvellement), quel que soit le véritable état de ces équipements. Ces données, même s’il ne s’agit que d’ordres de grandeur, révèlent généralement des surprises, avec des valeurs insoupçonnées la plupart des temps.

Il en ressort que les conduites du réseau d'adduction et de distribution représentent trois quart de la valeur patrimoniale des infrastructures d'approvisionnement et par conséquent leur amortissement grosso modo 30% du coût de revient de l'eau potable (se référer au message Principe de récupération des coûts des services liés à l'utilisation de l'eau pour de plus amples explications). Il est donc important que les communes mettent en place une politique de renouvellement et un plan financier cohérents afin d'éviter qu'une approche de renouvellement purement curative n'aboutisse à l'effondrement des ressources financières assignées aux travaux de renouvellement de ces infrastructures. Dès lors, les gestionnaires des réseaux doivent prévoir au budget eau les provisions annuelles qui, accumulées, permettront de renouveler en temps utile leurs infrastructures, sans augmentation du prix de l’eau.

Note technique

12. Prix de l'eau : le principe de récupération des coûts des services liés à l'utilisation de l'eau

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 06:00:00 GMT

LE CADRE LEGISLATIF

La directive 2000/60/CE du 23 octobre 2000 établit un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau. Elle a comme objectif principal l’atteinte, à l’horizon 2015, du bon état écologique des eaux de surface et du bon état quantitatif et chimique des eaux souterraines. Cette directive a été transposée en droit luxembourgeois par la loi du 19 décembre 2008 relative à l'eau. En vue de la réalisation de ces objectifs environnementaux, tant la directive européenne que la loi relative à l'eau établissent les bases du principe de la récupération des coûts des services liés à l’utilisation de l’eau (« Kostendeckungsprinzip »). Cette tarification incitative à une gestion économe de l'eau appliquera pour le 1er janvier 2010 au plus tard le principe de causalité (« Verursacherprinzip ») dans les secteurs de l'approvisionnement en eau potable (principe de l'utilisateur-payeur) et de l’assainissement des eaux usées (principe du pollueur-payeur).

Le principe de récupération des coûts des services liés à l'utilisation de l'eau ne constitue donc pas une fin en soi, mais un moyen pour atteindre les objectifs environnementaux de la directive européenne.

UNE NOUVELLE POLITIQUE TARIFAIRE

D'emblée, il convient de préciser que le prix de vente de l'eau actuellement en vigueur au niveau communal n'est pas nécessairement identique à son coût de revient. Le coût de revient de l'eau est une donnée technique non négociable, alors que son prix de vente est généralement fixé sur base de considérations politiques.

A partir du 1er janvier 2010, le prix de l’eau sera le résultat combiné des coûts de conception, de construction, d’exploitation, d’entretien et de maintenance induits par les services du cycle urbain de l’eau (coûts directs et indirects, hors coûts marginaux). Les charges liées au déversement des eaux de ruissellement issues de la voirie publique dans le réseau de collecte ne sont toutefois pas prises en compte pour le calcul du coût de revient facturé aux consommateurs : pour les collecteurs d'eaux mixtes, le schéma de calcul ne tient compte que d'un axe fictif DN300 en béton armé, indépendamment d'un diamètre - supérieur - du collecteur en place. Les charges liées aux eaux de ruissellement sont supportées par l'entité responsable de ces infrastructures publiques. Dans le même ordre d'idées, toute personne qui procède au déversement d’eaux de ruissellement issues de surfaces privées dans le réseau de collecte peut être assujettie à une taxe d’imperméabilisation des sols. A défaut, les frais y relatifs sont à charge des communes.

Pour contribuer à l’objectif général d’une bonne qualité du milieu naturel, la nouvelle loi introduit également une taxe sur le prélèvement dans les eaux souterraines et de surface et une taxe sur le rejet des eaux d’égout, épurées ou non, en fonction du degré de leur pollution. Ces taxes sont affectées à la mise en œuvre des mesures nécessaires pour protéger les ressources en eau potable et pour contrer la dégradation du milieu aquatique par le rejet des effluents urbains tout en améliorant la capacité d'autoépuration des cours d'eau récepteurs.

A SERVICE LOCAL, PRIX LOCAL

Le principe luxembourgeois de l’autonomie communale implique que les infrastructures d’approvisionnement en eau potable et d’évacuation des eaux urbaines relèvent de la responsabilité exclusive des communes, avec toutes les obligations que cela comporte. Il est donc logique que le calcul du coût de revient de l’eau se fait au niveau communal, mais selon une méthode harmonisée qui prend source dans la nouvelle législation.

Le coût de revient de l'eau présente forcément des différences d'un opérateur à l'autre. Ces différences s’expliquent essentiellement par les deux facteurs suivants :

les frais du personnel administratif et technique de l'opérateur,
les charges d'amortissement et de maintenance des infrastructures.

Les investissements d'infrastructure et, partant, les charges d'amortissement, varient certainement en fonction des conditions géographiques. Il est évident qu’en zone rurale, la longueur du réseau nécessaire au raccordement d’une population éparse est proportionnellement supérieure à la longueur du réseau au service d’une population agglomérée, où le coût des opérations, élevé en apparence, se répartit sur une population importante et concentrée. En revanche, les frais de fonctionnement de la structure administrative et technique ne dépendent que marginalement de ces mêmes conditions géographiques.

L’analyse des charges d’amortissement révèle d'autres raisons tout aussi importantes qui expliquent les disparités constatées au niveau national : en effet, ces charges sont le résultat direct des investissements déjà réalisés par les autorités communales et par voie de conséquence de l’état technique de leurs infrastructures et, donc, de la qualité du service que chaque commune souhaite offrir à ses citoyens. Ainsi les infrastructures qui souffrent d'un manque d’investissement (par exemple l’absence partielle ou totale de structures d'épuration des eaux d’égout) produisent, du moins à court terme, de faibles charges d’amortissement. D'un autre côté, il est tout aussi évident que tout investissement qui ne correspond pas aux besoins techniques (surdimensionnement des ouvrages, dédoublement de la structure administrative et technique, réalisation excessivement luxueuses d'ouvrages à caractère fonctionnel) n’apporte aucun bénéfice ou avantage en termes de qualité de ce service et se traduit par un augmentation inutile du coût de revient de l’eau et, partant, du prix de l'eau facturé au consommateur. La nouvelle politique tarifaire entend responsabiliser les opérateurs dans leur choix en matière de gestion durable de l'eau.

En ce qui concerne l'amortissement des équipements et infrastructures existants, il faut noter que les recettes générées par la facturation au consommateur de l’amortissement linéaire sur base de l’investissement réalisé, bien qu’exact au niveau comptable, ne permettent pas le financement de l’investissement de remplacement. En conséquence, l’amortissement doit être calculé non pas sur la base du coût historique de l’investissement, mais sur la base de son coût de remplacement (« Wiederbeschaffungskosten »).

Aussi l'introduction d’un prix unique à l’échelle nationale, maintes fois invoquée par les certains opérateurs, diluerait-ellediluerait-elle les « mauvais » investisseurs dans la masse des opérateurs irréprochables. De même, l'institution d'un fonds de compensation pourrait inciter certains opérateurs à réaliser des travaux d'infrastructure coûteux et inutiles au détriment de ceux qui sont appelés à alimenter ce fonds et à contribuer ainsi à l'augmentation du coût de revient de l'eau. En revanche, la facturation du coût de revient réel encourage les communes à adopter un comportement technico-économique en matière d'investissement durable et à entamer le processus de regroupements (services, ou mêmes communales) pour créer des entités optimisées.

La distribution et la collecte des eaux sont des services locaux, leurs prix sont donc établis localement. La nouvelle loi dispose cependant que les redevances peuvent être rajustées en tenant compte des conséquences économiques, des exigences environnementales (obligations d’une épuration plus conséquente découlant des stipulations du règlement grand-ducal du 19 mai 2009 déterminant les mesures de protection spéciale et les programmes de surveillance de l'état des eaux de baignade) et des conditions géographiques (faible densité de la population en milieu rural) de la région concernée et que le surcoût peut être prise en charge par l'Etat.

LES LEVIERS D'UNE MAITRISE DE L'EVOLUTION DES COUTS

L’analyse détaillée des éléments pris en compte pour le calcul du coût de revient de l’eau montre que les coûts se caractérisent par une grande rigidité. Cette rigidité provient du fait qu’une large proportion de ces coûts - entre 80% à 90% selon l’organisation administrative et territoriale de l’opérateur - est liée à des dépenses structurelles, c'est-à-dire aux charges d’amortissement, aux travaux d’entretien et de maintenance, aux investissements de modernisation et au fonctionnement du service technique et administratif. Ces dépenses sont indépendantes des volumes d’eau réellement consommés et évacués et sont dès lors difficilement compressibles.

Il faut savoir que dans cette logique, toute baisse de la consommation d'eau potable conduit, du moins à court terme, à une hausse du prix de l’eau vendue aux consommateurs, même si elle entraîne une économie modérée en termes de dépenses effectuées par la collectivité. En effet, une baisse de 10% de la consommation doit nécessairement entraîner une hausse équivalente de l’ordre 10% du prix de vente pour que les autorités communales soient à même de récupérer la totalité des coûts des services liés à l’utilisation de cette eau. Toutes catégories confondues, les infrastructures de l’eau sont dimensionnées pour une durée de vie moyenne de l’ordre de 50 ans. Il n'est donc pas possible de redimensionner à la baisse les équipements existants du réseau tels que les captages, les stations de traitement d'eau potable, les installations de pompage, les réservoirs de stockage, les conduites d’adduction et de distribution, les égouts de collecte ou les stations d’épuration au gré de la variation à court terme de la consommation en eau.

Ainsi, un des leviers essentiels d’une maîtrise de l’évolution du prix de l’eau est la mise en place d’outils de gestion prévisionnelle de l’eau. Ces outils sont fondamentalement nécessaires pour que les collectivités locales puissent rationaliser les investissements futurs affectés aux projets de construction ou de renouvellement. En effet, l’amortissement des infrastructures collectives représente à lui seul 40% du coût de revient de l’eau. En vue d'une gestion raisonnée des moyens budgétaires, les communes doivent veiller à ce que les mesures envisagées soient fondées sur une nécessité technique et que l’investissement programmé apporte un bénéfice en termes de gestion de la qualité du service offert au citoyen (loi de Pareto : « 20% des moyens permettent d'atteindre 80% des objectifs »).

Dans ce contexte, soulignons qu’en vertu de l’article 14 du règlement grand-ducal du 17 octobre 2002 relatif à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine, les infrastructures d’approvisionnement doivent être conçues et construites selon les règles de l’art. De même, le règlement grand-ducal du 13 mai 1994 relatif aux eaux résiduaires urbaines définit les règles techniques à mettre en oeuvre au niveau des stations d'épurations. Un des objectifs de ces règles consiste justement dans la recherche de la solution technico-économique appropriée.

De même, il est crucial que l’exécution des travaux soit rigoureusement soumise à un contrôle de qualité afin d’assurer la longévité des ouvrages. Il est évident que les travaux bâclés sont immanquablement sanctionnés par une baisse de la durée de vie utile des infrastructures, se soldant par des coûts de réparation parfois énormes pour les communes. Une baisse de 10% de la durée de vie des infrastructures équivaut grosso modo à une augmentation de 0,20€ du coût de revient moyen de l'eau.

Le contrôle de qualité est particulièrement indiqué pour les infrastructures des lotissements qui sont initialement aménagées en domaine privé et qui sont ultérieurement reprises par la commune. On doit malheureusement constater que nombre de ces réseaux souffrent de défauts dus à un manque de rigueur manifeste lors des travaux d'exécution.

Plus important encore, la maîtrise du prix de l’eau, potable en particulier, passe par une priorité absolue accordée à la protection des ressources en eau. Chaque collectivité doit donc développer dès à présent une politique de préservation à long terme de ses ressources en eau potable pour éviter que la dégradation du milieu naturel entraîne une augmentation du coût du traitement de l'eau en vue de l'élimination de substances dangereuses (nitrates, pesticides) et par conséquent une hausse significative de son prix de vente au consommateur. Il faut donc concrétiser la protection préventive de ces ressources par la mise en place de zones de protection et de programmes de coopération agricole.

Finalement, l'opérateur doit rationaliser la structure administrative et technique sans pour autant compromettre la qualité de son service dans le but de limiter les coûts de fonctionnement. Il faut se rendre à l'évidence que ces coûts représentent à eux seuls entre 35 et 40% du coût de revient de l'eau.

Afin d'éviter des variations excessives du prix de vente de l'eau, les gestionnaires des services d’eau doivent prévoir annuellement au budget eau les provisions qui, accumulées, permettent de renouveler en temps utile leurs infrastructures.

DES CRITERES POUR LA PRISE EN COMPTE DES CONDITIONS GEOGRAPHIQUES

L'analyse de cas spécifiques dans le secteur de l'eau potable laisse apparaître que le coût de revient baisse avec le nombre croissant d'habitants. Ce coût atteint un minimum dans les communes syndiquées ayant une densité résidentielle comprise entre 250 et 850 habitants au kilomètre carré. Ces mêmes communes se caractérisent grosso modo par un ratio de longueur de conduites de distribution comprise entre 2,5 et 6,0 mètres par habitant. Au-delà de cette « densité critique », le coût de revient recommence à augmenter. Deux facteurs peuvent expliquer cette constatation :

Le ratio de longueur du réseau par habitant diminue en fonction de la densité de la population ; cette diminution est toutefois moins prononcée dans les zones urbanisées.
Le coût du réseau augmente continuellement avec la densité de l'urbanisation.

Au-delà d'une « densité critique », l'augmentation constante des coûts du réseau l'emporte sur la diminution du ratio de longueur du réseau de distribution, entraînant une légère inflexion de la courbe du prix de l'eau potable. Il convient cependant de souligner que le coût de revient de l'eau potable ne dépend qu'à hauteur de 30% de la longueur du réseau.

La corrélation entre le coût de revient de l’eau potable d’une part et la densité de la population ainsi que la longueur du réseau de distribution d’autre part pourrait être une piste à développer pour définir les critères de compensation du surcoût qui résulte de l’éparpillement de la population rurale. En effet, il est impératif que la prise en charge par l’Etat des coûts supplémentaires liés aux conditions géographiques se fonde sur des critères objectifs non négociables.

Une autre piste à explorer pourrait être le plus petit réseau d'interconnexion (PPRI). Le PPRI est la plus petite longueur cumulée de lignes droites reliant les périmètres constructibles des localités d'une commune tout en prenant comme orientation les centres de gravité des différentes surfaces délimitées par les plans d’aménagement généraux (PAG). Ce réseau d’interconnexion fictif est un critère traduisant en une dimension de longueur objectif l'éparpillement des localités d'une commune.

LES COMMUNES AUTONOMES

Contrairement à une opinion largement répandue, le fait de disposer de ressources propres en eau potable n'apporte pas forcément de retombées tarifaires. En effet, l'exploitation des ressources en eau et le transport des eaux prélevées vers les réservoirs locaux engendrent des coûts non négligeables qui ne peuvent être répartis entre un nombre élevé d'abonnées bénéficiaires.

De surcroît, pour des raisons sécuritaires, les communes dites autonomes, sans approvisionnement d'appoint, doivent exploiter plusieurs systèmes d'approvisionnement afin d’assurer la continuité du service de distribution en cas de panne majeure (pollution bactériologique d'une ressource, défaillance des installations de refoulement). Ces communes disposent d'une capacité de production supérieure aux besoins réels sans pour autant pouvoir partager ces coûts fixes supplémentaires avec d'autres opérateurs. Signalons dans ce contexte que les interconnexions entre réseaux voisins représentent une bien meilleure formule d’alimentation de secours.

En revanche, les opérateurs syndiqués disposent d'un service d'approvisionnement efficace (la capacité de production est adaptée aux besoins des communes bénéficiaires) et moins coûteux (les charges fixes sont réparties entre un nombre élevé d'usagers).

LA NOUVELLE TARIFICATION

Pour reproduire au mieux la structure des coûts, la nouvelle tarification applique la facturation binôme. Ainsi les redevances « eau potable » et « assainissement » se composent d'une part fixe et d'une part variable.

La part fixe est proportionnelle au diamètre nominal du compteur pour l'eau consommée (les compteurs combinés sont facturés comme deux compteurs individuels) et au nombre d’équivalents d’habitants moyens rejetés dans la canalisation, le cas échéant après prétraitement (c'est-à-dire proportionnelle aux capacités d’approvisionnement et de traitement réservées auprès de l’opérateur). La part variable est proportionnelle au volume d’eau consommé, provenant de la distribution publique ou déterminé à l’aide d’un dispositif de comptage dans le cas, par exemple, où l’installation intérieure est alimentée par une ressource d’approvisionnement privée en eau. Les volumes d’eau consommés et non rejetés dans la canalisation ne sont pas comptabilisés pour le calcul de la redevance assainissement.

En outre, le prélèvement dans une eau de surface ou souterraine est soumise à une taxe de prélèvement, assise sur le volume d’eau prélevé. Le volume prélevé est déterminé au moyen d’un dispositif de comptage mis en place par l’utilisateur. De même, le déversement des eaux usées, épurées ou non, dans les eaux de surface ou souterraines est soumis à une taxe de rejet, fixé en fonction du degré de pollution et de la nocivité des eaux rejetées dans le milieu aquatique. A cette fin, la nouvelle législation propose un schéma de calcul détaillé qui tient compte des principaux polluants domestiques et industriels. Les taxes alimentent le budget du Fonds pour la gestion de l'eau.

Ces taxes sont comptabilisées en tant que frais de production et sont donc répercutées sur le consommateur final. Par conséquent, cette taxe renforce le coût de production de l'eau et incite par là même les opérateurs à rechercher systématiquement les fuites du réseau responsables de coûts inutiles et de pollutions dues au retour d’eau contaminée. Pour éviter que la consommation d'eau des consommateurs publics soit comptabilisée comme perte d'eau et facturée indûment aux consommateurs privés par le biais des frais de fonctionnement, les lieux exploités ou aménagée par les collectivités publiques (administrations, services techniques, établissements d’enseignement, etc.) doivent être équipés de compteurs.

De même, le surdimensionnement des infrastructures pour les besoins futurs en capacité d’approvisionnement et d’assainissement est supporté par le consommateur final. L’analyse des infrastructures d’eau montre toutefois que la prise en compte des exigences futures n’a qu’une répercussion marginale sur le coût de revient et que les surcapacités mises en place ne sont - pour la grande majorité - pas surévaluées par rapport aux besoins escomptés. Dans le contexte actuel de l’accroissement démographique, les autorités communales sont amenées à tenir compte de l’augmentation future de la consommation en eau afin d’assurer la fiabilité et la sécurité du service offert au consommateur.

Finalement, l’articulation entre la part fixe et la part variable du prix de l'eau (lignes directrices) est un moyen équitable pour encourager les économies d’eau tout en ne pénalisant pas outre mesure les différents groupes de consommateurs. Les schémas de tarification sont décomposés pour les différents secteurs économiques, en distinguant le secteur des ménages, le secteur industriel (« Grossverbraucher » / « Starkverschmutzer ») et le secteur agricole. Cette distinction se repose sur la volonté de tenir compte des coûts spécifiques que génèrent les activités de ces secteurs. Ainsi, dans l’absolu, l’approvisionnement en eau potable des gros consommateurs et la collecte de leurs eaux usées (limite hydraulique définie par la nouvelle loi : Q > 10 m3/h ou 50 m3/jour ou 8.000 m3/an ou dont la charge polluante excède 300 équivalents habitants moyens) nécessite des investissements certes considérables (coûts d'amortissement fixes ≈ part fixe), mais ce secteur engendre, ramenés au mètre cube d’eau livré, des coûts de fonctionnement (coûts variables ≈ part variable) moins importants que les innombrables consommateurs particuliers du secteur des ménages.

Relevant intégralement de l’autonomie communale, la tarification idéale peut varier d’une commune à l’autre (commune urbaine, commune rurale) et ce en fonction notamment des profils des schémas de consommation locale. Ainsi une grande commune avec beaucoup de consommateurs permanents peut facilement récupérer tous les frais par une tarification essentiellement axée sur la consommation (part variable), alors qu’une commune avec beaucoup de résidences secondaires peut avoir intérêt à axer la tarification plutôt sur la part fixe avec des compensations tarifaires pour les consommateurs permanents.

UN PROGRAMME D'INVESTISSEMENT

En vue d’atteindre une situation d’assainissement conforme aux obligations légales, une partie des taxes perçues sera employée au subventionnement du premier investissement en matière d’assainissement (travaux d'extension et de remise aux normes). A terme, le Fonds pour la gestion de l'eau permettra d'aider les communes pour financer certaines mesures préventives ou correctives en vue de réaliser les objectifs de la directive, notamment celles visant l’atteinte du bon état écologique des cours d'eau.

Chaque commune a l'obligation d’élaborer un plan général d’évacuation des eaux qui lui permet d'anticiper les montants d’investissement en matière d’assainissement des eaux usées. En effet, ce plan définit les lignes directrices à suivre lors de la planification, de la construction et de l’exploitation des infrastructures d’assainissement et fournit les données de base nécessaires à un programme d'investissement approprié. D’autre part, afin d’évaluer les investissements futurs en matière de modernisation et de remise en état des infrastructures d’approvisionnement en eau potable, chaque opérateur soumet son réseau à un examen approfondi, suivi d’une appréciation censée mettre en évidence les mesures à prendre pour le conformer aux normes et directives en vigueur. Les communes qui ont clôturé cet audit technique sont d’ailleurs récompensées avec un label de qualité pour leurs efforts dans le domaine de la gestion de la qualité de l’eau potable.

CONCLUSION

L’expérience de l’étranger montre que les nouveaux tarifs ne seront nullement démesurés. L’on oublie trop souvent que le service lié à l’eau engendre des coûts considérables aux collectivités. Le fait est que les prix de vente fixés par les communes ne tiennent que rarement compte des coûts véritables de ce service et sont des fois fixés sur base de considérations politiques. Ce comportement peut être expliqué par le fait que les communes, soucieuses de l'autonomie qui leur est accordée, ne se sentent pas obligées de rentabiliser leurs services d'eau.

Le renouvellement et l’exploitation de cette vaste richesse patrimoniale demandent néanmoins un investissement continu de la part des communes, une dépense bien réelle et souvent méconnue de la part du consommateur, mais indissociable de sa qualité de vie et de sa prospérité économique.

La circulaire 2821 du 14 octobre 2009 du Ministre de l'Intérieur et à la Grande Région permet aux communes et syndicats de communes de déterminer de façon harmonisée le coût de revient des services liés à l'utilisation de l'eau.

13. Amortissement des infrastructures d'eau

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 05:00:00 GMT

Le coût complet des services liés à l’utilisation de l’eau inclut, outre les coûts pour les ressources (taxe de prélèvement) et pour l’environnement (taxe de rejet) :

les coûts de fonctionnement (charges d’exploitation et d’entretien inscrites au budget ordinaire),
les charges d’amortissement établies sur base des coûts de renouvellement des investissements (charges de renouvellement théoriques).

Les tableaux ci-après totalisent les ressources financières nécessaires au renouvellement (« Instandhaltungskosten ») des infrastructures d'approvisionnement en eau potable (captages, conduites d'adduction et de distribution, réservoirs enterrés et sur tour, stations de pompage) de même que des infrastructures d'assainissement des eaux usées (collecteurs, bassins de rétention, stations de pompage, stations d'épuration).

Ces coûts de renouvellement sont estimés pour une année donnée, à travers le besoin théorique de renouvellement des investissements nécessaires pour éviter une chute de valeur de l'immobilisé, sur base :

de l’étendue et la composition du patrimoine immobilisé de l'opérateur,
du coût unitaire actuel associé à chaque type d’installation ou chaque grandeur caractéristique de ce patrimoine,
d’une hypothèse de durée de vie pondérée par type d’équipement.

Les valeurs des infrastructures à la base de ce calcul correspondent aux coûts de remplacement moyens (« Wiederbeschaffungskosten »), sans déduction de la dépréciation pour vétusté et obsolescence. Bien au contraire, les coûts de remplacement doivent tenir compte de l'évolution de l'indice des prix de la construction émis par le Service central de la statistique et des études économiques luxembourgeois (www.statec.lu), de l’évolution technique ainsi que des exigences minima prévues par la réglementation en vigueur. En outre, ces coûts doivent inclure les frais occasionnés par les études relatives aux travaux de construction.

Les valeurs unitaires de même que les durées de vie utiles ont été alignées sur le comportement technico-économique approprié en matière d'investissement durable (« Sollwert »). Finalement, le coût d'amortissement d'un ouvrage correspond au coût annuel moyen de remplacement, calculé en fonction de sa durée de vie utile pondérée (taux d'amortissement).

Les charges d'amortissement théoriques prises en compte pour le calcul du coût de revient de l'eau doivent être confrontées au niveau réel des investissements annuels en renouvellement inscrits au budget extraordinaire de la comptabilité communale (« Istwert ») afin d’apprécier si l’effort de renouvellement du patrimoine est actuellement suffisant, ou, en d’autres termes, si les services liés à l'utilisation de l'eau font l’objet d’une gestion durable. Les charges du budget extraordinaire ne doivent donc pas être prises en compte pour le calcul du coût de revient de l’eau. Dans ce contexte, il y a lieu de vérifier s'il n'y a pas de risque de désinvestissement (perte de valeur) des investissements par le fait que les communes ne réinvestissent pas régulièrement la perte de valeur (amortissement) dans les infrastructures d'eau.

Il faut noter que les recettes générées par la facturation au consommateur de l’amortissement linéaire sur base de l’investissement réalisé, bien qu’exact au niveau comptable, ne permettraient pas le financement de l’investissement de remplacement. En conséquence, l’amortissement est calculé non pas sur la base du coût historique de l’investissement, mais sur la base de son coût de remplacement.

En règle générale, les infrastructures, et notamment les tubes et les accessoires enterrés, sont déposés après que leur durée utile est atteinte et remplacés par de nouveaux éléments. En revanche, les constructions d’envergure, et les réservoirs de stockage et les stations d'épurations en particulier, sont soumis au cours de leur cycle de vie à différents travaux de réhabilitation améliorant l’état de leurs éléments constitutifs ayant une durée utile limitée (équipements électromécaniques, revêtement des surfaces en contact avec l’eau) dans le but de prolonger la durée utile de l’ouvrage dans son ensemble. Ces deux approches consistent à disposer d’un ouvrage qui assure les mêmes fonctions que celles de l’ouvrage d’origine tout en apportant les garanties de durée utile d’un ouvrage neuf.

En comparant les valeurs des linéaires d’eau potable et d’eau usée à celles avancées à l’étranger et en Allemagne en particulier, on constate que les coûts de construction sont tout à fait comparables. En revanche, cette comparaison laisse apparaître une nette différence pour les bassins de retenue et les stations d’épuration, ouvrages subventionnées à hauteur de 90% par des aides de l’Etat et dont les surinvestissements n’affectent que marginalement les budgets communaux. En moyenne, les stations d’épurations sont 30% plus chères que les stations de même envergure construites à l’étranger. Une tendance similaire, mais de moindre importance, a été constatée au niveau des réservoirs de distribution d’eau potable qui ne bénéficient que d'une subvention de l'ordre de 20% (et dont les valeurs unitaires ont été adaptées en conséquence pour la nouvelle version du tableau de calcul).

Soulignons que les recettes provenant de la facturation de l'amortissement des infrastructures servent également à financer les frais occasionnés par la maintenance et le renouvellement courants des branchements particuliers. En application de ce principe, tout nouveau raccordement est à considérer comme un investissement premier et doit être facturé (de préférence forfaitairement) à l’abonné. En revanche, les travaux de réparation, de réfection ou de remplacement des branchements vétustes ou inadaptés ne peuvent être mis à la charge des propriétaires, mais seront financés par le biais du prix de l’eau, à l’exception bien évidemment des modifications demandées par l’abonné. Dans la foulée de l’instauration de la nouvelle politique tarifaire de l'eau, les règlements communaux de fourniture d’eau sont tenus d’adopter ce mode de financement des branchements particuliers, conformément à l'article 24 de la loi du 19 juillet 2004 concernant l'aménagement communal et le développement urbain.

A signaler pour terminer que les coûts de remplacement moyens proposés par les présents fichiers ne sont pas destinés à évaluer les coûts de construction de nouvelles infrastructures.

Tableau de calcul de l'amortissement des infrastructures d'alimentation en eau potable [16/09/09 tableau révisé]

Tableau de calcul de l'amortissement des infrastructures d'assainissement des eaux usées [22/06/09 tableau révisé]

14. Devis sommaire des infrastructures d'amenée en eau potable

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 04:00:00 GMT

En complément aux valeurs de remplacement moyens à base du calcul prix de l'eau, le tableau annexé à la présente note propose des valeurs empiriques pour évaluer sommairement les coûts de construction de différents éléments des infrastructures d'amenée en eau (conduite d'adduction en fonte ductile, réservoir de stockage).

Valeurs empiriques des coûts de construction [24/08/09 tableau révisé]

15. Détermination de la capacité en eau incendie disponible à une prise d'eau d'un réseau de distribution

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 03:00:00 GMT

La note technique qui suit propose une méthode de calcul hydraulique pour déterminer le débit minimal en eau incendie disponible à une prise d'eau (bouche ou poteau d'incendie) avec la pression minimale prescrite par la réglementation en vigueur, sans devoir établir un modèle détaillé du réseau de distribution. Souvent, lorsque l'on ne possède pas de données en quantité suffisante du réseau, la modélisation détaillée s'avère impossible et le recours à la simulation sommaire devient une nécessité.

Cette méthode se base sur le fait que pour un point de repère donné, l'ensemble d’un réseau de distribution ramifié ou maillé, exempte de toute station de réduction ou d’augmentation de la pression de service, se comporte comme une canalisation équivalente avec une relation parabolique entre le débit acheminé vers la prise d'eau et les pertes de charge résultantes. Le comportement hydraulique réel du réseau (consommations réelles et coefficients de rugosité réels des conduites) est reproduit par un modèle simplifié calibré par deux séries de mesures de pression réalisées in situ, sur la prise d'eau en cause. Les données mesurées permettront de déterminer par la suite un polynôme d’ajustement du second degré décrivant la relation entre la pression dynamique au droit de l’hydrant et le débit de l’eau prélevée sur le réseau.

Note de calcul hydraulique

16. Equilibre calco-carbonique d'un mélange d'eaux de composition chimique et physique différente

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 02:00:00 GMT

Dans les communes alimentées tant par des sources locales que par des syndicats intercommunaux (carte), les eaux délivrées aux consommateurs accusent une composition et notamment une dureté qui varie sensiblement dans le temps. En effet, les fournisseurs ont souvent tendance, et ce pour des raisons économiques tout à fait compréhensibles, à privilégier leurs propres ressources et à recourir aux eaux d'appoint fournies et vendues par le syndicat uniquement pendant les périodes où la consommation d'eau potable dépasse le déversement des sources (aux heures de pointes journalières de même qu'en période estivale, entraînant soit une variation journalière soit une variation saisonnière de la composition chimique et physique de l'eau).

Or, une trop forte variation de la composition de l’eau distribuée aux consommateurs empêche le bon réglage des installations (privées et industrielles) de traitement de l'eau potable de même que des appareils électroménagers (lave-vaisselle, lave-linge). De ce fait, il est fortement déconseillé de livrer une eau dont les variations de la composition se situent en dehors des marges préconisées par la directive allemande DVGW W216 « Versorgung mit unterschiedlichen Wässern ».

Par ailleurs, il y a lieu de vérifier si par mélange d’eaux on ne génère une eau agressive entraînant la dissolution des couches protectrices composées en partie de carbonate de calcium et, donc, la corrosion des tuyaux métalliques. Il convient de distribuer une eau légèrement sursaturée en carbonate de calcium pour favoriser la formation de ce dépôt protecteur. Le tableur attaché à la présente note permet de déterminer le pH d’équilibre d’un mélange d’eaux alimentant une même zone de distribution et d’en déduire de façon indicative si le mélange obtenu présente une tendance entartrante ou corrosive.

Dans ce contexte, il convient de noter que l’eau chaude du robinet ne requiert aucun traitement spécifique jusqu’à une dureté de 25°f (eaux classées douces à moyennement dures). En réglant la chaudière à 55°C pour le circuit d'eau chaude (60°C au maximum et 50°C au minimum pour éviter la prolifération microbienne), le consommateur évite que l’eau chaude ne devienne entartrante. En effet, le facteur température joue un rôle majeur dans la formation des dépôts et la vitesse de précipitation du calcaire sur les surfaces chaudes (parois des chaudières et des canalisations) ne commence à augmenter sensiblement qu'à partir de 60 à 65°C. Si au-delà de 25°f l'entartrage des équipements domestiques est peu important, l'adoucisseur n'est d'aucune utilité et n'engage que des dépenses inutiles. En règle générale, il est vivement déconseillé de brancher l'appareil sur le système d'eau froide. Tel est particulièrement le cas pour les robinets fournissant l'eau de boisson qui ne doivent en aucun cas pas être connecté à l'adoucisseur.

Ajoutons que l'eau présente également une tendance entartrante au niveau de la mise à l'air et que la formation de dépôts calcaires sur les filtres de robinets d'eau chaude de même que d'eau froide n'est donc pas nécessairement synonyme d'entartrage des installations intérieures. Il suffit de les démonter et de les tremper une nuit complète dans du vinaigre pour enlever la croûte calcaire.

L'expérience montre par ailleurs que le dysfonctionnement d'un dispositif de traitement domestique peut provoquer plus de dégâts à l'installation intérieure qu'une eau non traitée. En effet, maintes réclamations de consommateurs se plaignant d'une eau de ville rougeâtre trouvent leurs origines dans la détérioration de la couche protectrice de zinc des tuyaux galvanisés. Ce processus de corrosion, difficilement réversible, est déclenché par un mauvais réglage des adoucisseurs domestiques amplifiant les propriétés corrosives de l'eau adoucie et empêchant la formation d’une fine pellicule de calcaire qui protègerait les conduites métalliques contre des agressions corrosives. Ainsi la réglementation recommande une dureté résiduelle de 15°f pour toute eau destinée à la consommation humaine et ayant subi un traitement d'adoucissement. Notons au passage que beaucoup de cas de corrosion, et surtout de canalisations galvanisées, sont également dus à une température trop élevée du circuit d'eau chaude c-à-d, dépassant les 65°C.

De même, il faut veiller à respecter scrupuleusement les instructions d'entretien au risque de dégrader la qualité sanitaire de l'eau adoucie. Les installations domestiques de traitement mal entretenues sont fréquemment le siège d'une prolifération explosive de germes dans le circuit interne. Notons dans ce contexte qu'il faut éviter de placer l'appareil dans une pièce chauffée (par exemple dans la chaufferie). En effet, une températeure ambiante relativement élevée entraîne le réchauffement de l'eau circulant dans l'adoucissseur et favorise le développement de germes.

Il est évident que l'installateur, en tant que homme de l'art, est coresponsable des dégâts éventuels causés par un appareil de traitement installé par ses soins.

Finalement, il faut se rendre à l'évidence que les adoucisseurs sont des équipements polluants. Le sel nécessaire à leur fonctionnement est en effet évacué vers les rivières via les stations d'épuration qui ne sont pas conçues pour traiter cet élément. Ces rejets peuvent porter atteinte à la vie aquatique et au bon fonctionnement des stations d'épuration.

Formule de calcul des indices de stabilité [15/02/09 formule révisée]

17. Utilisation de l’eau de pluie dans les ménages privés

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 01:00:00 GMT

La période 2003-2005 était caractérisée par un faible taux de précipitations avec un déficit prononcé pendant les périodes hivernales importantes pour le rechargement des nappes souterraines. En effet, les précipitations abondantes et la faible évapotranspiration en saison froide se traduisent généralement par une saturation plus ou moins avancée des sols et, donc, par une recharge profonde des aquifères. Or, la baisse du déversement des sources qui résultait des hivers inhabituellement secs était d’autant plus grave que la forte chaleur estivale incitait la population à consommer davantage l’eau du robinet.

Sachant que la plupart de nos besoins quotidiens ne nécessitent pas une eau traitée (comme par exemple les WC pour lesquels on emploie un tiers de l’eau consommée, de même que certains lavages et l’arrosage), la récupération de l’eau de pluie semble à première vue être un choix d’équipement pertinent pour une maison d’habitation. Bien que le recours à l’eau pluviale soit dans certains cas utile et positif d’un point de vue écologique, il faut toutefois admettre que les désavantages l’emportent au niveau des maisons d’habitation :

Note technique

18. L'approvisionnement en eau potable au Luxembourg

Philippe Colbach — Wed, 14 Nov 2007 00:00:00 GMT

Toutes les localités du Grand-Duché de Luxembourg disposent de réseaux publics de distribution d’eau potable (4.600 km de conduites, 10 m/hab, 1,8 km/km2, 400 réservoirs, dont 50 sur tour), auxquels sont raccordés 99.9% de la population (180.000 branchements privés et industriels). Quelques centaines de maisons isolées n'ont toutefois pas accès à l'eau potable et sont approvisionnées à partir de sources ou de puits privés qui ne sont pas soumis au contrôle sanitaire obligatoire.

L'approvisionnement en eau potable relève de la responsabilité exclusive des communes (carte) : 23 communes sont autonomes, c'est-à-dire alimentées par des ressources locales, 30 communes sont semi-autonomes, c'est-à-dire alimentées tant par des ressources locales que par des syndicats intercommunaux, et 63 communes ne disposent d'aucune ressource locale. Ces dernières sont approvisionnées soit par des communes voisines soit par un syndicat intercommunal (DEA, SEC, SES, SESE, SIDERE, SR). On notera au passage que dans les communes dites semi-autonomes, les eaux délivrées aux consommateurs accusent une composition et notamment une dureté qui varie sensiblement dans le temps (carte), empêchant par conséquent le bon réglage des installations de traitement domestique de l'eau potable.

La consommation en eau potable distribuée par le réseau public avoisine actuellement 44.000.000 m3 par an (estimation sur base d'un relevé extrapolé pour la période 2003-2005), dont 25.000.000 m3 sont captés dans les nappes phréatiques (sources et forages) et 19.000.000 m3 prélevés du lac d’Esch-sur-Sûre (station de traitement des eaux de surface du syndicat suprarégional SEBES). Il faut néanmoins souligner que ces chiffres ne représentent que des moyennes très générales, par rapport auxquelles on observe de larges variations selon les conditions climatologiques.

Les 44.000.000 m3/an distribuées par le réseau public correspondent à une consommation unitaire de l'ordre de 250 litres par habitant par jour (valeur globale comprenant les besoins privés de la population résidente de même que ceux des services publics, des secteurs économiques et des travailleurs frontaliers lors de leur séjour au Luxembourg), dont environ 140 litres par habitant par jour pour la seule consommation des ménages privés (50 m3 par personne par an pour les ménages). Parallèlement, l’industrie agro-alimentaire prélève directement 4.000.000 m3 d’eau souterraine de qualité potable. Quelques 290 sources et 60 forages (carte) sont actuellement exploités à des fins d’eau potable par les fournisseurs d’eau publics (270/40) et par l’industrie (20/20). Bon nombre de prélèvements privés (sources et puits de faible profondeur) échappent cependant à la surveillance des autorités publiques. Le captage du déversement des sources et le prélèvement dans les nappes souterraines correspondent grosso modo à 40% du rechargement annuel des aquifères sollicités.

En général, on remarque que la consommation d’eau du secteur industriel diminue, mais qu’en revanche, la consommation totale augmente (1.40% par an), un phénomène dû à une forte croissance démographique (1,35% par an sur les quinze dernières années) de la population résidente (490.000 habitants) et de l’augmentation constante de travailleurs frontaliers (140.000 frontaliers). A moyen terme, la capacité maximale de production d'eau potable des infrastructures publiques répondra aux besoins des consommateurs. De même, les disponibilités de l’eau brute du lac d’Esch/Sûre sont largement suffisantes pour couvrir les demandes en eau potable à long terme du Luxembourg. En effet, la prochaine augmentation de la capacité de traitement du SEBES permettra de satisfaire les demandes supplémentaires en eau potable formulées par l’accroissement de la population estimée entre 560.000 et 605.000 habitants à l’horizon 2024 (la demande totale en eau du pays est estimée entre 130.000 et 140.000 m3/jour en moyenne), à condition que la création des zones de protection apporte les améliorations escomptées de la qualité des eaux souterraines.

En revanche, dans le cas d’une vidange complète du lac pour des raisons d’entretien ou dans le cas d’une défaillance de la station de traitement, les preneurs d’eau du SEBES seraient amenés à restreindre le service de distribution. En effet, le réseau de transport suprarégional dépend de facto d’un pilier unique : en raison de l’augmentation de la demande en eau potable, les forages de secours aménagés à cet effet ne sont plus à même à remplacer la production de la station de traitement d’Esch/Sûre et doivent toujours davantage être mis à profit pendant les pointes de consommations estivales. Il est évident que pour assurer la fiabilité et la sécurité du service de distribution d’eau potable, il s’agira de valoriser de nouvelles ressources (souterraines et superficielles) pouvant se substituer aux ressources en exploitation en cas de défaillance majeure. A moyen terme, une solution de rechange d’une grande envergure devra être mise en place.

Il faut également savoir que la recharge des nappes phréatiques est fortement influencée par des facteurs environnementaux : les changements environnementaux observés (le changement climatique entre autres, mais également la modification de l’occupation du sol et la dégradation de ce dernier) auront probablement des répercussions sur ce processus et par conséquent sur la disponibilité future en eau souterraine au Luxembourg. En particulier, le réchauffement climatique entraînera forcément une augmentation du taux d’évapotranspiration (évaporation directe due à l’augmentation de la température du sol, transpiration des plantes pendant une période de croissance végétative plus étendue). De surcroît, les modèles climatiques établis pour nos régions annoncent une tendance aux pluies subites et abondantes et de courte durée, favorisant l’écoulement de surface. Ces phénomènes se traduisent vraisemblablement (les cours d’eau contribuent également à la recharge des nappes) par une diminution du potentiel de recharge des nappes profondes.

Parallèlement, la majorité des eaux captées dans les eaux souterraines se caractérisent par une dégradation de la qualité microbiologique et/ou physico-chimique et ne pourront, pour certaines du moins, éventuellement plus être valorisées pour l’alimentation en eau potable. La création des zones de protection des sources d’approvisionnement est une priorité absolue pour assurer la durabilité et la sécurité de l’approvisionnement en eau de bonne qualité. Une amélioration de la qualité des eaux souterraines n’est pas atteinte avant plusieurs années (10 à 15 ans pour certains paramètres) après la mise en place de mesures de protection efficaces. Une nécessité d’action rapide impliquant la volonté de collaboration du secteur agricole est indispensable afin d’obtenir l’amélioration escomptée de la qualité de l’eau.

De ces points de vue, les capacités exploitables identifiées par la modélisation du Grès de Luxembourg deviennent incertaines pour le long terme. De même, toute exploitation excessive de ces ressources conduirait à l’abaissement critique des nappes phréatiques, à la dégradation du milieu naturel et à la disparition des réserves naturelles de secours pour les générations suivantes. Une politique d’exploitation coordonnée s’impose dès lors.

En vue de garantir la durabilité et la sécurité du service de distribution, il serait préférable de recourir à l’avenir de façon prioritaire aux eaux filtrées aux abords des fleuves (et notamment aux eaux alluviales de la vallée de la Moselle) ainsi qu'aux nappes souterraines majoritairement rechargées par les cours d’eau et dont le potentiel de recharge est certainement assuré à long terme. Les capacités non exploitées restantes seraient préservées pour l’approvisionnement de secours de la population luxembourgeoise en cas de défaillance d’une ressource majeure. Au niveau local, il convient d’examiner la revalorisation des sources non exploitées dans le cadre de l’élaboration des projets de création des zones de protection (tout en tenant compte des aspects écologiques et technico-économiques).

APPENDICE

Valeurs guides par jour et par unité consommatrice permettant d’évaluer approximativement les besoins en eau potable de différentes zones de consommation spécifique :

Demande globale en eau potable par tête d'habitant et par jour, comprenant les besoins des services publics et ceux des secteurs économiques :
- qd_=_200_l/jour•habitant
- qdmax_=_350_l/jour•habitant
Zone d'habitation :
- zone à caractère urbain ou à forte densité de construction (> 150 hab/ha) : qd_=_140_l/jour•habitant
- zone à caractère rural ou à faible densité de construction (< 150 hab/ha) : qd_=_180_l/jour•habitant
- densité résidentielle moyenne : 2,50 habitants par ménage, 40 m2 de surface habitable par habitant
Zone mixte avec habitat urbain et petit commerce :
- qd_=_140_l/jour•habitant_+_50_l/jour•employé
Zone tertiaire avec immeubles bancaires, administratifs et commerciaux :
- qd_=_75-100_l/jour•employé
Zone multifonctionnelle de l’habitat, du commerce, des administrations, de l’enseignement et des loisirs (à l’instar du Plateau de Kirchberg et des Friches industrielles d'Esch/Belval) :
- surface brute de la zone, espaces publics compris : qd_=_18_m3/jour•habrute
- surface nette de la zone, hors espaces publics : qd_=_25_m3/jour•hanette
Zone d’activité :
- surface nette de la zone, hors espaces publics : qd_=_16_m3/jour•hanette

De nouveau, il faut souligner que ces chiffres ne représentent que des moyennes très générales, ou même plutôt des maxima journaliers, par rapport auxquelles on observe de larges variations d’une part selon les saisons (le changement des conditions climatologiques et l'afflux d'une population saisonnière peuvent conduire à une importante augmentation de la demande en eau) et d’autre part selon les journées de la semaine (notamment pour les secteurs économiques).