Verification des mesures de débit en réseau d’assainissement par traçage à la Rhodamine WT

Verification of flow measurements in sewer systems by means of Rhodamine WT tracing experiments

Université de Lyon, INSA Lyon, LGCIE, 34 avenue des arts, F-69621 Villeurbanne cedex
email : mathieu.lepot@insa-lyon.fr

Résumé

Les systèmes d’assainissement sont de plus en plus équipés de débitmètres. Leur utilisation à des fins de gestion ou de recherche devrait être systématiquement critiquée, testée et validée afin d’éviter de nombreuses erreurs de mesure. Les méthodes de débitmétrie par injection ponctuelle ou continue de traceurs existent depuis de nombreuses années et sont relativement bien connues. Elles peuvent permettre de vérifier les valeurs de vitesse d’écoulement fournies par exemple par un capteur Doppler en réseau d’assainissement. Après un bref rappel des principes de la débitmétrie par injection ponctuelle d’un traceur fluorescent (Rhodamine WT), la méthode mise en place est décrite : i) double étalonnage en laboratoire, étude des dispositifs d’injection et préparation des solutions à injecter, ii) calcul de la masse de traceur à injec-ter et réduction des incertitudes, iii) acquisition en ligne à très court pas de temps des concentrations en Rhodamine, iv) correction d’étalonnage, v) traitement des données, vi) calcul du débit et de son incertitude et vii) vérification du débitmè-tre in situ. Les calculs systématiques d’incertitude selon les deux normes en vigueur (loi de propagation des incertitudes et méthode de Monte Carlo) sont présentés. En réalisant plusieurs injections in situ pour un même débit, les incertitudes types sur le débit sont de l’ordre de 5 % pour cinq injections et un débit voisin de 2 L/s. Cette méthode indépendante et précise permet de vérifier les valeurs fournies par un débitmètre en réseau d’assainissement, à l’aide d’un simple test sur les écarts.

Abstract

Flow monitoring in sewer systems is developing rapidly. The use of flowmeters in operation or research should be systematically criticized, tested and validated to avoid errors of measurement. Flow measurements by means of instantaneous or continuous injections of tracers were introduced many years ago and are relatively well known. They can allow verifying the values of flow velocities provided e.g. by Doppler sensors in sewer systems. After a brief reminder of the principles of flow measurement by means of instantaneous fluorescent dye tracing experiments (Rhodamine WT), the method to be implemented is described : i) double fluorometer calibration in laboratory, study of injection devices and preparation of tracer solutions, ii) determination of the mass to be injected and reduction of its uncertainty, iii) on-line measurement at very short time step of the Rhodamine concentration, iv) calibration correction, v) data processing, vi) cal-culation of flow and of its uncertainty and vii) verification of the flowmeter to be tested. Uncertainty calculations using the two standards (law of propagation of uncertainties and Monte Carlo simulation) are presented. By performing in situ mul-tiple injections for a given flow rate, standard uncertainties are of the order of 5 % for five injections and a flow rate of about 2 L/s. This method allows independent and accurate checks of the values provided by flowmeters in sewer systems, using a simple variance test.