choisir le bon stockage de l’eau pour votre communauté est une décision importante

traditionnellement, de nombreux services publics de l’eau ont pour pratique courante de maintenir les réservoirs de stockage dans un état complet ou presque complet pour être mieux préparés pour les périodes de pointe de consommation d’eau et pour les urgences telles que les incendies. En conséquence, de nombreuses installations de stockage fonctionnent avec une capacité de stockage d’eau plus grande que nécessaire pour une utilisation non urgente., En outre, certaines installations de stockage – en particulier les plus anciennes – ont une élévation de trop-plein qui est inférieure à la pression du système d’eau. Une vanne empêche l’entrée d’eau dans le réservoir, et des pompes sont nécessaires pour déplacer l’eau du réservoir dans le système de distribution. Dans ces cas, l’eau réside très longtemps dans le réservoir, ce qui cause des problèmes de qualité de l’eau.

quel que soit le type d’installation du réservoir, il est essentiel que l’élévation du trop-plein soit correctement adaptée à la pression du système, car cela permet à la surface de l’eau à l’intérieur du réservoir de « flotter” sur le système., En d’autres termes, l’élévation de l’eau dans le réservoir lui-même crée la pression dans le système de distribution. Lorsque les réservoirs sont remplis via des stations de pompage, la pression du système est augmentée et l’eau s’écoule dans les installations de réservoir. Normalement, le niveau d’eau dans un réservoir de stockage fluctue régulièrement sur une base quotidienne à travers un cycle de remplissage et de vidange. La différence dans la fluctuation variera en fonction de la taille (diamètre et hauteur) de l’installation de stockage, de la demande du système et de l’emplacement dans le réseau de distribution.,

néanmoins, l’eau dans le réservoir doit fluctuer plusieurs pieds avant le démarrage de la station de pompage ou de pompes supplémentaires en ligne pour s’assurer que la circulation dans le réservoir est correcte.

stockage au sol et Stockage surélevé-qui vous convient?

la capacité de stockage requise pour la distribution d’eau pour les systèmes d’eau potable est traditionnellement satisfaite par l’utilisation de réservoirs de stockage au sol, surélevés ou à colonne ou une combinaison des trois.,

• réservoirs de stockage au sol – il s’agit de réservoirs cylindriques à fond plat à support au sol, d’une hauteur de coque inférieure ou égale à son diamètre et généralement construits en acier ou en béton. Un réservoir de stockage peut être décomposé en composants de stockage d’eau distinctifs, dont chacun sert un but particulier. Le stockage d’égalisation est situé au sommet du réservoir et est généralement cyclé quotidiennement. Cela répond aux exigences du système d’eau qui dépassent la capacité de pompage du système., Le stockage d’égalisation peut en outre être décomposé en stockage opérationnel, stockage bas de gamme et stockage efficace. Le stockage d’urgence est défini comme le niveau d’eau dans le réservoir au-dessus duquel 20 psi peuvent être maintenus dans le système de distribution pour le débit d’incendie et le service d’urgence. L’extrémité supérieure du stockage d’urgence est généralement définie comme le bas du composant de stockage d’égalisation. L’eau sous le stockage d’urgence dans le réservoir est considérée comme un volume de stockage « mort » et n’est pas considérée comme utilisable., Ce stockage « mort », surtout s’il s’agit d’un volume relativement important et que le réservoir n’est pas retourné fréquemment, peut entraîner des problèmes de qualité de l’eau dans les cas où les systèmes de mélange internes du réservoir ne sont pas en place.

• réservoirs de stockage à tuyau – un réservoir de stockage à tuyau est également un réservoir de stockage d’eau au niveau du sol qui est disponible dans une large gamme de tailles. Les tuyaux de support sont plus hauts que le diamètre et peuvent être conçus avec des éléments décoratifs pour aider à mélanger le réservoir dans l’environnement environnant., Leur conception plus haute permet à l’eau au-dessus de la plage de fonctionnement de fournir généralement une pression alimentée par gravité. L’eau au-dessous de la plage de fonctionnement fournit un stockage de réserve.

• réservoirs de stockage surélevés – ils se composent de deux composants principaux: le réservoir (ou le bol qui retient l’eau) et la structure de support ou la tour qui supporte le bol. Ces types de réservoirs sont généralement construits lorsque l’élévation du sol est insuffisante pour l’utilisation de réservoirs de type réservoir ou lorsque la capacité de stockage est supérieure à celle qui pourrait normalement être atteinte avec un tuyau de support est requise., Il existe plusieurs styles communs de réservoirs surélevés, y compris sphéroïde, colonne cannelée et composite (bol en acier avec structure de support en béton). Ces réservoirs ont généralement été construits en acier soudé; cependant, récemment, les réservoirs de style composite gagnent en importance. Les réservoirs composites utilisent un bol en acier au sommet d’une tour en béton.

afin de choisir la meilleure solution pour une communauté, de nombreux facteurs doivent être pris en considération.

• systèmes de pompage – les réservoirs de stockage au sol peuvent utiliser un système de pompage direct ou indirect., Un système de pompage direct pompe l’eau du réservoir aux pressions du système. Dans un système de pompage indirect, l’eau « flotte” sur le système et s’écoule par gravité du réservoir à la pression du système. Les réservoirs de stockage surélevés nouvellement conçus sont presque toujours des systèmes indirects et flottent à la pression du système connecté. Le système de pompage indirect présente plusieurs avantages par rapport à un système de pompage direct dans un système de distribution d’eau:

1. réduire les taux de pompage de pointe, maintenir un approvisionnement en eau et des pressions constants et fiables.
2. stabilisation des variations de pression à mesure que les demandes fluctuent.,
3. opérations d’équilibrage et de mise à niveau de la pompe.
4. réduire le besoin d’une large gamme de tailles de pompe.
5. diminution des coûts d’énergie-en particulier pour la tarification de l’électricité à l’Heure de la journée.
6. amortissement des basses et basses pressions extrêmes (décharge de surtension).
7. améliorer l’intervention d’urgence lors de ruptures de conduites d’eau ou de pannes de courant.
8. amélioration du débit d’incendie et de la réponse à la pression.

• taille – généralement, un château d’eau est dimensionné pour contenir environ une journée d’eau pour la communauté desservie par la tour., Si les pompes tombent en panne (par exemple, lors d’une panne de courant), le château d’eau retient suffisamment d’eau pour répondre à la demande de la communauté pendant environ une journée. En outre, la tour peut jouer un rôle majeur lors d’un incendie et peut affecter les taux d’assurance de la communauté. Lors d’un incendie, la demande en eau augmente considérablement et peut dépasser largement la capacité des pompes de l’usine d’eau de la communauté.

• hauteur – L’élévation du château d’eau détermine la pression de l’eau dans la communauté., Les nouveaux systèmes doivent fournir une pression minimale de 20 PSI (livres par pouce carré) au niveau du sol à tous les points du réseau de distribution dans toutes les conditions de débit. En règle générale, la pression de travail normale dans un système de distribution sera d’environ 60 à 80 PSI et d’au moins 35 PSI. Le niveau d’eau dans la tour doit être suffisamment élevée pour fournir ce niveau de pression à tous les clients dans la zone desservie par la tour.

• emplacement – le terrain disponible pour les nouveaux réservoirs de stockage d’eau et l’emplacement vont de pair pour déterminer également la hauteur requise du réservoir., Les châteaux d’eau sont généralement situés sur un terrain élevé et suffisamment hauts pour fournir la pression nécessaire. En choisissant un site élevé, la hauteur de la tour peut être réduite, réduisant ainsi le coût de construction. Cependant, de nombreux facteurs peuvent compliquer la sélection de l’emplacement. Par exemple, il peut être nécessaire de déplacer des câbles électriques aériens ou souterrains. Les déménagements de services publics prennent beaucoup de temps et nécessitent une planification préalable et une coordination avec les services publics et les organismes de réglementation., Pour localiser un réservoir surélevé, les critères suivants sont recommandés:

1. Pour maintenir une pression de 60 à 80 PSI dans le système de distribution, la hauteur du réservoir est limitée à 200 pieds (sol à débordement). Donc, des élévations plus élevées du sol sont préférées.
2. Localisation dans une zone de pression: Pour maximiser les avantages de l’hydraulique pression de l’eau à une zone de pression, le réservoir doit être situé dans la partie centrale de la zone.,
3. Distance de la canalisation de transport d’eau existante: les sites de réservoir plus éloignés de la canalisation de transport d’eau peuvent nécessiter une canalisation de raccordement à un coût supplémentaire
4. zone du Site, disponibilité et accessibilité: une zone de site adéquate sera nécessaire pour fournir un dégagement pour la construction et l’entretien futur du réservoir. Le site doit être disponible à l’achat, de préférence Non développé, pour surmonter la résistance des autres propriétaires. Le site doit fournir un accès adéquat pour le matériel de construction et d’entretien. Les coûts associés à l’acquisition du colis doivent être pris en compte.,

• conception de la Fondation – les exigences en matière de conception de la Fondation rendent le choix de l’emplacement d’un nouveau château d’eau important et parfois difficile. Les ingénieurs doivent effectuer des études géotechniques détaillées pour comprendre les propriétés sous-jacentes du sol à des sites potentiels. C’est une étape importante pour préparer la conception de la fondation pour le réservoir d’eau.

• l’Âge de l’Eau – la qualité de l’Eau est affectée par le maintien de l’eau douce dans le système. Cela signifie retourner l’eau dans la tour., L’augmentation de l’âge de l’eau peut entraîner une détérioration de la qualité de l’eau, comme la formation accrue de sous-produits de désinfection (DBPs), la nitrification et la perte de résidus de désinfection. Les problèmes de goût et d’odeur peuvent également résulter de l’âge excessif de l’eau. Par conséquent, l’emplacement du château d’eau doit être choisi en tenant compte de la façon dont l’eau se déplace dans un système de distribution d’eau. Un mauvais emplacement du site peut avoir un effet gravement préjudiciable sur la qualité de l’eau du réseau de distribution.

• Maintenance – une Fois l’emplacement trouvé, un bon entretien est essentiel., Les réservoirs d’eau doivent être inspectés et nettoyés périodiquement pour maintenir une bonne qualité de l’eau dans le réseau de distribution d’eau de la communauté et pour aider à prolonger la durée de vie du réservoir de stockage. Des inspections régulières des réservoirs peuvent également aider à identifier les petits problèmes et à prévenir l’apparition de problèmes majeurs pouvant créer des problèmes de santé, entraînant des réparations coûteuses ou une défaillance structurelle prématurée des réservoirs. Les réservoirs qui ne sont pas nettoyés périodiquement peuvent causer des événements de contamination qui peuvent nuire à la santé humaine ou générer des problèmes esthétiques., En règle générale, une collectivité devrait prévoir effectuer une inspection intérieure et extérieure de ses réservoirs d’eau une fois tous les trois à cinq ans. Certains États exigent que l’intérieur et l’extérieur de toutes les installations de stockage d’eau de 10 000 gallons ou plus soient inspectés et entretenus au moins tous les cinq ans par une entreprise professionnelle d’inspection des citernes ou par un ingénieur agréé. De plus, les revêtements intérieurs et extérieurs des réservoirs de stockage d’eau surélevés en acier devraient être inspectés par une personne formée pour évaluer l’intégrité du système de peinture., Bien que rares aujourd’hui, les réservoirs peints avant la fin des années 1970 pourraient toujours avoir un revêtement de peinture au plomb si la peinture d’origine n’avait pas été enlevée par sablage sur du métal nu. S’assurer que cela a été fait devrait être au centre de toute inspection des réservoirs plus anciens.

le moment des inspections peut être délicat, car un réservoir doit être mis hors service pour les inspections intérieures. La première question à laquelle il faut répondre est de savoir si la tour peut être mise hors ligne et, dans l’affirmative, pour combien de temps. Un arrêt de test peut être effectué pour révéler tout défi potentiel avant d’effectuer le travail., De nombreux facteurs détermineront quand vous pourrez le plus facilement mettre votre réservoir hors service. L’emplacement du réservoir, les débits requis, la demande de pointe, la capacité d’isoler le château d’eau du système et la possibilité de glace dans le château d’eau (en hiver et au printemps) sont autant de considérations qui influent sur la décision finale. Les réservoirs de stockage surélevés sont mieux inspectés pendant le temps plus chaud entre la fin du printemps et le début de l’automne. Si le château d’eau est sensible à la formation de glace, l’inspection n’est pas une option tant que la glace n’est pas complètement sortie de la tour., Il existe des méthodes d’inspection qui peuvent se produire sans mettre la tour hors service. Une méthode consiste à utiliser un véhicule télécommandé (ROV). Alternativement, des plongeurs d’inspection peuvent être embauchés pour inspecter visuellement les surfaces intérieures. Un permis n’est généralement pas exigé des organismes de réglementation pour inspecter, nettoyer, réparer ou peindre un réservoir. Cependant, un permis sera requis si des modifications sont apportées au réservoir, comme l’installation d’évents, de trappes, de débordements ou de tout type de dispositifs de mélange. Il est recommandé d’informer les organismes de réglementation locaux avant l’inspection ou le nettoyage du réservoir., Après inspection sous-marine et/ou nettoyage, et avant de mettre le réservoir en service, les échantillons d’eau du réservoir doivent être analysés pour détecter les résidus de chlore et / ou les bactéries coliformes. Si les bactéries coliformes sont absentes et que le chlore résiduel est acceptable, le réservoir peut être remis en service. Sinon, poursuivre l’échantillonnage de l’eau jusqu’à ce que deux échantillons consécutifs de coliformes soient négatifs. Si nécessaire, le réservoir doit être désinfecté.

le travail le plus courant sur les châteaux d’eau est la peinture., Compte tenu de la hauteur et de la forme des châteaux d’eau, et des choix dans les systèmes de revêtement avec différentes espérances de vie, cela peut être un processus compliqué. De nombreux réservoirs exigeront que l’extérieur d’un réservoir soit préparé avec un sablage commercial pour enlever tout le revêtement existant. Si le réservoir est situé près de parcs, de résidences ou d’entreprises, les opérations de sablage nécessiteraient un système de confinement protecteur, avec la verrière au-dessus du réservoir pendant les travaux. Avant le sablage pour enlever les revêtements existants, un échantillonnage environnemental est recommandé pour tester la présence de plomb dans les revêtements existants., Si du plomb est présent dans les revêtements existants, des systèmes de confinement appropriés doivent être conçus et fournis.

HR Green possède une vaste expérience dans la conception, la construction, l’entretien et la rénovation de réservoirs de stockage d’eau à des fins publiques et privées. Pour en savoir plus, contactez Ravi Jayaraman, PE (dans L’Illinois), Heath Picken, PE (dans L’Iowa), Mark Hardie, PE (dans le Dakota du Sud), Adam Salo, PE (dans le Minnesota) et Michael Halde, PE (au Texas).