Reuue tran9alsc dca SCIEilGES ltE L'EAU,4 (19851 325-340

Dftermination simple et rapide des M.E.S.par la m6thode du pycnomDtre C.l,l.R.Application au contr0lO des vidanges des retenuesSimple and rapid determinat ion of suspended sol idsby the C.N.R. pycnometer method.Appl icat ion of methodfor monitor ing reservoir emptying operat ions

N I E L * , G . C O L L I L I E U X * , Y . G I U L I A N I *

R6sum6

L a c o n n a i s s a n c e i m m e d i a t e d u t a u x d e m a t i d r e s e n s u s p e n s i o nl o r s d e s o p 6 n a t i o n s d e v i d a n g e s d e n e t e n u e s e s t i n d i s p e n s a -b [ e r r o u r r e s p e c t e r I e s c o n t n a i n t e s d ' e n v i r o n n e m e n t e t d es 6 c u r i t 6 i m p o s 6 e s . L a C o m p a g n i e N a t i o n a L e d u R h 6 n e a d o n cn e c h e r c h 6 u n e m 6 t h o d e d e t e n r a i n s i m p [ e e t r a p i d e p e f m e t t a n t[ a d 6 t e r m i n a t i o n a v e c s u f f i s a m m e n t d e o r 6 c i s i o n d u t a u x d eM . E . S . C e t t e m 6 t h o d e e s t b a s 6 e s u r [ ' u t i I i s a t i o n d ' u n a n n a -r e i I b a p t i s 6 " p y c n o m d t r e c . N . R . " .

A p r d s m i s e a u p o i n t e n l a b o r a t o i r e , t a m 6 t h o d e a 6 t 6 t e s t 6 es u r I e t e r r a i n L o r s d ' o p 6 r a t i o n s d e v i d a n g e s r ' 6 a L ; i s 6 e s s u r I eHaut -Rh6ne en ju in 1984. Des compara isons avec d 'au t res rne tho-d e s o n t 6 t 6 e f f e c t u 6 e s .

L e s r 6 s u t t a t s p o s i t i f s o b t e n u s c o n f i r m e n t I e s o o s s i b i L i t 6 sd ' u t i t i s a t i o n d e c e t t e m 6 t h o d e p o u n c o n t 1 6 t e r L e s o p 6 r ' a t i o n sd e v i d a n g e s . L e s m e s u r e s p e u v e n t C t r e f a i t e s e n 3 0 s e c o n d e savec su f f i samment de or6c is ion pour tes teneurs sup6r ' ieures dO r 3 g l L . L a m e t h o d e e s t e n p a r t i c u L i e r t r d s p r 6 c i s e p o u r [ ag a m m e d e t a u x d e M . E . S . T . A c o n t r 6 l e r ( 5 - 1 5 g / L ) .

S umma ry

D u r ^ i n g r e s e r v o i n e m p t y i n g o p e r a t i o n s , i t i s v e r y i m p o r t a n t t oh a v e i m m e d i a t e k n o w t e d g e o f t h e a m o u n t o f s u s p e n d e d s o t i d s i nt h e w a t e r i n o r d e r t o b e s u r e o f o b s e r v i n g e n v i r o n m e n t a L a n ds a f e t y r e q u i r e m e n t s . F o r t h i s p u r p o s e , t h e C o m p a g n i e N a t i o n a [ e

+ Compagn ie Na t i ona le du Rh6ne - 2 , r ue And r6 Bon in - 6S316 LYON C6dex 04 .

3 2 6 Scienees de Lteau 4 n o 4

d u R h 6 n e h a s d e v e l o p e d a s i m p l e a n d f a s t f i e l d m e t h o d f o r d e -t e r m i n i n g s u s p e n d e d s o t i d s w i t h a s u f f i c i e n t d e g r e e o f a c c u r a -c y . T h i s m e t h o d i s b a s e d o n t h e u s e o f a d e v i c e n o w k n o w n a st h e " C . N . R . p y c n o m e t e r " .

A f t e n f i n a t t e s t i n g i n t h e l a b o r a t o n y , t h e m e t h o d u n d e n w e n tf i e L d t r i a t s d u r i n g n e s e r v o i r e m p t y i n g o p e r a t i o n s o n t h e U p p e rR h 6 n e i n J u n e 1 9 8 4 . C o m o a r i s o n s w e r e m a d e w i t h o t h e r m e t h o d s .

T h e p o s i t i v e r e s u L t s o b t a i n e d c o n f i r m t h e g r e a t p o t e n t ' i a l o ft h i s m e t h o d f o r m o n i t o r i n g r e s e r v o i r e m p t y i n g o p e r a t ' i o n s .M e a s u r e m e n t s c a n b e c o m n L e t e d i n 3 0 s e c o n d s w i t h s u f f i c i e n ta c c u r a c y f o r s u s p e n d e d s o L i d c o n t e n t s i n e x c e s s o f 0 . 3 g / 1 .T h e m e t h o d i s i n p a r t i c u l a r v e r y a c c u r a t e f o r t h e r a n g e o ft o t a I s u s p e n d e d s o L i d ( T . S . S . ) c o n t e n t s t o b e m o n i t o r e d ( 5 -1 5 s l t ) .

1 - INTRoDUcr roN

La d6terminat ion des t ' l .n.S. [1] (Norrne AFNOR T9O-105) ne peut se fa i requren Lal :oratoi re. EI le n6cessi te un rnat6r ie l important notarnment une6tuve, mais surtout er fe demande un d6la i de prusieurs heures (en g6n6ra124 heures). Cet te m6thode devient impr6cise sur l_es for tes teneurs enI , l ,E . s - (> 1 q / I ) en ra i son de l a d i f f i cu l t 6 de f i l t r e r t ou t I ' 6 chan t i 1 -ION (MINISTEPJ DE LIE}WIF(ONNE}4E\1T, 1979 ; DEGREMO}fA, T978).

La d6terminat ion instantan6e des M-E.S. sur Ie terra in peut s,av6rert res ut i le. C'est 1e cas des v idanges des barrages r6al is6es pour 61imi-ne r l es s6d imen ts d6pos6s ( " chasses , ' ) . D ' une pa r t , I ' e xp l - o i t an t a beso inde connai . t re les quant i tds part ies ou en t ransi t dans ses ouvrages, eEd'autre part les mesures en faveur de la sauvegarde du mi l ieu aquat iqueimposent A l rexplo i tant des taux maxima de M.E.S. d ne pas d6passer.Enf in et c 'est re cas sur fe Rh6ne, la pr6sence de centra les nucl6airesimpose des contra intes suppl6mentaires t rEs str ic tes sur les taux deM-E .s . adm iss i b res a f i n d ' 6v i t e r t ou t r i sque de co lma taqe des f i l t r esdes pr ises dreau de refro id issement-

Pour connai t re de fagon instantan6e Ie taux de M-E.S-, d ivefses n6tho-des cornme Ia recherche de corr6lat ion avec des paramBtres faci lementmesu rab les on t 6 t6 t es t6es (M-E .S . - Tu rb i d i t 6 ; M .E -S . - Dens i t 6 ;M .E .S . - Vo lume d6can t6 ; M .E .S . - NH , * * , e t c . ) . Les r6su l t a t s son t encou -rageants pour 1es mesures de densi t6 mais doivent Ctre encore af f in6s(probl€mes de f iabi l i t6 de I 'apparei l fage). Drautres organismes comme IeC . E . M . A . c - R , E . F . ( 2 ) e t l e C . E . A . ( 3 ) 6 n g f a i t 6 q a l e m e n t d e s r e c h e r c h e sd.ans ce domaine.

( 1 J f l a t i E r e s e n s u s o e n s i o n .

[ 2 ) Cen t re Na t i ona ] du l v l aeh in i sme As r i co l e du G6n ie Ru ra l des Eauxe t F o r C t s .

( 3 1 C o m m i s s a r j - a t b 1 ' E n e r g l e A t o m i q u e .

Ddter rn ina t ic tn des M.E.S. d L 'a ide d 'un

Le C .E .M .A .c ,R .E .F . ( 1980 ) a d ' abo rd imag in6 un p roc6d6 qu i , pa r d i f -f6rence de tare, permet de mesurer Ie poids net de s6dirnent contenu dansune capaci td connue et fa ib le - 50 mI (pycnomdtre) . Cet te m6thode ef f ica-ce en Laboratoi re n 'a pas pu etre explo i t6e avec succCs sur le terra in.

Ce m€me organisme a, en 1981, mis au point une m6thode di te de la

"crCpe" ut i l isee avec succes pour les v idanges sur Ie Haut-Fhone. 11s'agi t du m6me pr incipe que Ia Norme T90-105 mais r6al is6 rapidementsur Ie terra in, I '6 tuve 6tant renplac6e par une plaque chauffante. Cettem6thode consiste en une f i l t rat ion 5 part i r d 'un 6chant i l lon de 100 rq lavec pes€e du f i l t rat aprds s6chage sur une plaque chauffante, Ef leapporte une arn6l iorat ion importante (connaissance des M.E.S. en 15 minu-tes environ), cependant son ut i l isat ion a pos6 quelques probldmes aupersonnel de Ia Compagnie :

- la mEthode n6cessi te un'mat6r ie l lourd di f f ic i le d mettre en oeuvresur le terra in ( rampe d f i l t rat ion, dessiccateur, p laque chauffante,ba] ,ance, verrer ie importante) et une manipulat ion soign6e ;

- Ie temps de 1a mesure bien que rapide, 15 a 20 minutes, est encoretrop long dans Ie cas de manoeuvres rapides d ex6cuter pour contr6lerles vidanges ;

- comme pour Ia Norme AFNOR, un sous-6chantilfonnage est n6cessaire ;les pr6lEvements 6tant de 1 l i t re environ, on n 'en garde que 100 mId'or l des erreurs lors du t ransvasement comme on le verra p lus lo in.

Sur le Haut-Rlrdne (entre Lyon et 1a frontiEre Franco-Suisse) orl desvidanges i les retenues Suisses et Franco-Suisses ont l ieu tous les 3 ans,la Compagnie Nationale du Rh6ne participe au contr6le de ces vidanges.

C'est pourquoi e1le a essay6 de mettre au point une autre rn6thode de

nesu re i ns tan tan6e des 14 .E .S . , qu i es t ana l ys6e c i - ap rds ( c .N .R . ' 1985 ) .

2 - lv lnrEnrEL ET METHoDES

a) Le pycnomEt re C .N .R .

Cet apparei l ( f igure 1) s ' inspire du pycnom6tre ut i l isd pour les mesu-

res de densi t6. Ctest un r6cip ient en verre de fa ib le d i latat ion, d 'une

contenance d 'environ 1 l i t re A col rod6 de 30 mm. Le bouchon se terminepar un capi l la i re, ce qui permet drajuster le volume qui est toujours Ie

mCme. Les formes ont 6t6 6tudi6es pour qu' i l n 'y a i t pas de forrnat ion debu l l e d ' a i r (RoD IER, 1978 ) .

Le pycnometre C.N.R. est rempl i dans Ie cours c le 1a r iv iEre puis

ferm6 avec 1e bouchon capi l la i re et apres essuyage correct , pes6. La

temp6rature est prise instantan6ment avec un thermometre de prScision

donnant Ie 1, /10E de degr6 (voir f igure la) .

328 Scienees de Lteau 4 n 0 4

cap l I la i re

obturateur

i

Pycroaihr C

Ifl;l .l-! ob'urareur

]V"lrii",*f_l!l!+

Figure 1Schdna dtL Pycnomdtre C.N.R.

b ) P r i n c i p e

Notat ions ut i l is6es :

Mr = Masse tota le du pycnomCtre C.N.R.- (Poids pycnometre + eau + s6diments)

Mp = Masse du pycnomdtre vide

Me = Masse d.eau dans Ie pycnom6tre

Mt = Masse du pycnondtre + eau du Rh6ne

Ms = Masse de s€diment dans le pycnomdtre

M.E.S. = Concentrat ion des s6diments (mat idres en suspension)

Vp, V" = Contenance du pycnomdtre, volume des sddiments

pe, ps = Masse volumique de l ,eau, Masse volumique des s6dirnents.

Ddter,rnirnt ictn des M.E.S. d. L'aide d'un pyenomdtre 7 r o

Ao nfffi@

fiffitPycnomitre pleln Bouchage du PYcnom.tre.

Outeniion d'un volume constaqtPr ise de l 'dchant l l lon .Remplissage du pycnooitredans Ie cours d reau

Essuyage solgn6 du pycnooltre

Pes6e du pycnonEtre surune balance 6lectrlque

de pr6c ls lon

Prlse de teEp6ratune dans1 '6chant l r lon

Figure 1a

UtiLisation du pgercndtre C.N.R. sur Le terv'ain

L e s o p 6 r a t i o n s d 6 c r i t e s c i - d e s s u s s ' e f f e c t u e n t e n 3 m i n u t e s e n v i r o n -

La m6thode consiste en une pesde directe d'un volume constant drun

6chant i l lon Pycnometre C-N.R, + eau + s6dinents. Par d i f ference avec

Ie m€me volume d'eau sans s6diment, on peut d6terminer le poids net de

s6diment et la concentrat ion.

Soi t :

M . = M ^ + M a + M cr r

M = ( V - V ) 0 e t Me p s e

+ v oM t = t p * U n 0 . - V " 0 "

M t = " p * u n g " + v s ( P s - P e )

330 Seiences de L'eau 4 n 0 4

M _ - ( r + v' l Dp )

e

M = V Ps s s

M . E . S .

o

p

s e

( l a + v p )= n [ v - P P e l

^ ^ - J5 r p - ps e

( M + v 0 )[ v - P P e l

f p - p

s e

Les paramCtres ps, Vo, \, 0") 6tant connus et d6tennin6s au Labora-toire, MI 6tant rnesur6e-sur-Ie terrain, on peut d6terminer le taux de

La tenp6rature est trCs importante dans lrapplication de la m6thode.En ef fet , e1le inf lue de faeon t res net te sur les valeurs de p- , doncd e M - .

3 - E x p E n t M E N T A T T o N A U L A B o R A T o t R E

a) E ta ' l onnage du pycnomdt re C .N .R .

1) Ddtetmination de ,O ",

,O

- M^ - Les pesees du pycnomCtre C.N.R. sont ef fectu6es avec une balancer 6Lectronique de pr6cision (type llnrTr,ER PC 2000) d'une pr6cision

de + 0,005 g. Aprds net toyage A I 'ac6tone et s6chage, Ie pycno-metre C.N.R. est pes6. Mp retenue est Ia moyennede 10 pes6es :

hsse(s)

_ lFe

s 3 0 , 7 8 5 3 O , 7 5 5 3 0 , 7 5 5 3 0 , 8 0 5 3 0 , 8 0 5 3 O , ? 6 5 3 O , 7 6 5 3 O , 7 6 5 3 O , 7 6 5 3 O , 7 7 5 3 O , 7 7 O , O 2

La nasse sp6ci f ique de I 'eau d 40 est de 1.Le pycnome t re C .N .R - a 6 t6 pes6 p l e i n d ' eau e 4 ,7o1 640 ,41 g (moyennede 3 pes6es ) .

U n = t 6 4 O , 4 L - t " = | 6 4 0 , 4 1 - 5 3 0 , 7 7 = | 1 0 9 , 6 4

s o i t : U n = 1 , 1 1 l i t r e .

Pycnodtre

C , N . R .

vide

- vp

Ddtermirnt ion des M.E.S. d Ltaide d'un pycnctmdtre 7 ? 1

2) EtaTonnage en fonction de 7a tempdrature

La masse de I'eau varie avec la temp6rature et le verre du pycnometresubit une diratation, on est donc amen6 d 6tabrir une courbe des varia-tions de Ia masse totale M1 du pycnomdtre (flacon + eau) en fonction dela tenp6rature. cette derniere est d6termin6e avec un thermomctre depr6cis ion donnant Ie 1, /10d de deqr6.

. E!g-!-@ge du Pycnomitre C.NR. -Vqriotion de lo mosse M.t. en tonction de to t PjIS!9I-9

@ . Xo$r pycnmilrr . .su du nhCn. ti l tra.

@ . xouc pycnomilrc . .ou dirl i t l ;.

@. Courbc th&f,iquc

Figure 2Euoluticn en fonctiun de La templraturedu pyenomAtTe + eau du Rh6ne fiLtrde @

et du pyerutmAtue + eau dist i l l1e @-

La courbe @ est th6or ique, eI Ie repr6sente l ,6volut ion en fonct ionde ra temp€rature carcul6e a partir de la variation de la densit6 deI ' eau d ' ap rEs ROSSETT I ( i n BOoL e t BA ID , l g27 ) .

La courbe @ s'6roigne de prus en plus des 2 autres avec r .augmenta-tion de 1a temp6rature car elre ne prend pas en compte res phdnomdnes dedi latat ion l i6s i la verrer ie.

La di f f6rence entre @ "t @ est l i6e aux 6l6ments d issous , i I estn6cessaire d 'en tenir compte et dref fectuer r '6taronnage avec Ieau d.ucou rs d ' eau o i se r 6a l i se ron t l es mesu res de t e r ra i n . S i 1 , on n ' 6 tab l i tpas Ia courbe d'6talonnage pycnometre + eau du Rh6ne filtr6e, on co[unetpar exemple une sous-est imat ion de 1,4 g d 2Oo ce qui est lo in d '6tren€gl igeable i sur Ie Rh6ne, Ies 6l6ments d issous repr6sentent environo , 3 g / L .

? ? t Seienees de L'eau 4, no4

b) D6 te rm ina t i on de l a masse vo lum ique des s6d imen ts 0 ,

Des prdldvements de s6diments ont 6t6 effectu6s dans une retenueconcern6e par les "chasses" pr6vues. Six Schant i l lons ont 6t6 analysdsen Laboratoire : d6terrnination de 1a granulom6trie (figure 3) et de lamasse volumique de chaque 6chantillon,

Les s ix 6chant i l lons ont 6t6 pr6lev6s en diverses stat ions de Iaretenue af in de couvr i r I ,ensemble des d6p6ts.

Figure 3GrarruLr.tmdtrie des sddiments dtune retenue du Rh6ne

L e s s i x 6 c h a n t i , l 1 o n s p r 6 l e v 6 s d o n n e n t u n e g r a n u l o m 6 t r i e a l l a n t d e sl i m o n s m o y e n s E f i n s a u x s a b l e s a s s e z s r o s s i e r s .

TabLeau 2Ddtermlnation deLamasse uoLumtque en g/em3

Echant i l lon

Essa i s no 1 z r o ) 2 , 3 6

2 , 6 5 2 , 5 9

2 , 6 5 2 , 5 9

z l Q o z r 3 6

2 , 6 1 2 , 6 5

2 , 5 O 2 , 6 5

2 , 5 9 2 , 6 5

2 , 5 8 2 , 6 2

2 , 6 0 2 , 6 5

2 , 6 t 2 , 6 5

z r S J Z r O l

2 , 6 0 2 , 6 6

)

3

Moyenne

Ecart-type

z r o S z , J 6

0 , 0 1 0 , 0 1

2 , 6 0 2 , 6 4

0 , 0 1 o , o 2

2 , 6 0 2 , 6 6

0 , 0 1 0 , 0 1

La noyenne de l 'ensemble des essais est :

Ps = 2 ,62 avec un 6ca r t - t ype de 0 ,03 .

Cette valeur a 6te retenue car en effet, au monent des vidanges, iI seprodui t un brassage de l 'ensemble des s6diments et i r est donc loqiquede retenir une valeur moyenne pour pc-

Ddterrnirwtion des M.E.S. d Ltaide d,un ouenomAtre ? ? ?

c ) D 6 t e r m i n a t i o n d e M . E . S .

Lrapparei l a 6t6 exp6r iment6 en Laboratoi re. Le sSdiment ut i l is6 estun mSlange de s6diments pr6lev6s (voir f igure 3) . Les proport ions massi-ques de chaque sediment sont 6quivalentes dans ce m6lange.

Le tableau 3 ci-apr€s donne les rdsultats obtenus :

TabLeau 3Ddtenninati<tn des M.E.S. auee Le pyenr,tmdtre C.N.R. au Laboz,atoire

= f i t + M + f iP e s

g

Temp6rature H = t 4 + V OE p p e

s

T6rcin

s/L

1 6 3 9 , 8 6

t639,62

1.639,41

t639,' '5

1 6 3 8 , 8 8

t640.01

t64O,29

r639,24

1 5 3 9 , 3 8

1 5 3 9 , 1 0

1640,O4

1 6 3 9 , 5 0

1 5 4 0 , 0 9

1 5 4 0 , 0 0

t639,51

1540,20

1 5 3 9 , 8 0

1 6 4 0 , 2 4

t639,94

1 6 4 0 , 3 2

1642,9A

1 4 , 8

t 6 , 1

1 4 , 6

1 5 , 6

2 0 , 9

1 4 , 6

L 3 , 4

20, I

1 9 , 6

2 t , 2

1 7 , L

2 0 , 1

1 4 , 2

20,5

L 7 , 9

2 0 , 4

1 4 , 4

20,6

1 8 , I

) 1 \

1 5 3 9 , 8 1

1639 ,61

1639,44

1639 t69

1 6 3 8 , 5 5

I 6 3 9 , 8 4

1 6 4 0 , 0 1

r 6 3 8 , 8 s

I 6 3 8 . 9 5

1 5 3 8 , 6 0

1639 ,44

1 6 3 8 , 8 5

1 6 3 9 , 3 5

1639 ,23

1 6 3 8 , 7 5

1639 ,29

1 6 3 8 , 7 8

1639,19

I 5 3 8 , 7 3

1 5 3 9 , 1 1

I 6 3 8 , 5 3

o , o 2

0 , 0 3

o , 0 4

0 , 1 0

0 , 3 0

o , 3 a

0 , 4 1

o , G l

0 , 7 0

0 , 8 1

I , 0 0

| , 0 2

1 , 1 9

| , 2 9

1 , 3 1

I , 5 0

2 , O t

7 , 0 6

En Laboratoi re, on obt ient donc un bonne d6terminat ion des M-E.S.avec Ie pycnomdtre C.N.R.. C'est Ia valeur Q" = 2,62 qui donne en g6n6-ral Ie mei l leur r6sul tat .

- Prdcision de 1a nethode

II a 5t6 ef fectu6 un calcul d 'erreurs th6or ique, d 'une part pour lesmesures physiques r6al is6es (pr6cis ion des apparei ts) et drautre partun calcul prat ique int6grant I 'ensemble des erreurs, en part icul iercel les de Ia manipulat ion en Laboratoi re et sur Ie terra in.

M . E . S . ( p y c n o m E t r e C . N . R . )

avec p" = 2,62 avec ps = 2,

s/r s/L

0 , 0 8

o , o 2

0 . 0 5

0 , 1 0

0 , 3 6

4 , 3 7

o , 4 5

0 , 6 3

o, ' to

o r 8 1

o , 9 7

1 , 0 5

1 , 2 0

t , 2 5

1 , 4 7

1 , 7 0

t , 9 6

1 , 2 1

0 , 0 8

0 , 0 2

0 , 0 5

0 , 1 0

0 , 3 5

o , 3 7

o , 4 5

o , 6 2

o , 6 7

0 , 8 0

1 , 0 3

1 , 1 8

1 , 2 2

i , n tI , 6 2

1 , 6 1

1 . 9 2t o ,

1 , O A

7 ? n Scienees de Lteau 4 no4

- Pr6cis ion 7i6e aux appareiTs ut iT is6s

AM.E .S . = E r reu r abso lueAM'E 's ' = Er reur re ra t i ve

M . E . S .

A M - 8 . S .M F q

A M

M

A Vi -

V

A p A p+ s + e +

n - n n - n- s t e ' s ' e

2 A M 2 A M O 0 e

M - M M - M O" T ^ ' t " t - - P ' e

La f igure 4 donne Ia pr6cis ion des mesures avec Ie pycnomEtre C.N.R.-

Erreur retot ive en fonct ion de MESmesurde ou pyqg!D-9!el-N-B

- 5./. -

MES.9/t.

fLgure 4

Si I 'on veut obtenir une mesure avec suf f isamment de pr6cis ion (moins

de 5 8 ) , I a concen t ra t i on en M .E .S . do i t 6 t r e sup6 r i eu re d O ,3O c l / I .

- Prdcision de La ndthode en Laboratoire

En plus d ' impr6cis ions 1i6es aux apparei ls de mesures, Ies pr incipa-

les sources d 'erreurs possib les lors de 1a manipulat ion sont :

- un mauvais bouchage du pycnometre C.N.R.,- un essuyage insuf f isant du pycnometre C.N.R.,- une manipulation trop lente pouvant introduire une diff6rence de

tempdrature au cours de Ia pes6e (surtout sur le terra in) .

Au Laboratoi re, avec des pr6caut ions suf f isantes ces sourcesd'erreurs sont r€dui tes.

Ddterminat'ton d.es M.E.S. d Ltaide dtwt pgcnomAtre

Ainsi I 'erreur re lat ive d6termin6e a part i ) : du tableau 3 montre queIa mdthode est pr6cise, pour des valeurs sup6r ieures d O,4 g en moyenne(tableau 4) ; pour des teneurs inf6r ieures A 0,1 9, cet te m6thode n 'est

pas du tout appl icable.

Tahleau 4Erreur reLatioe e(nrnise par grantne de M.E.S.

M F C

g / rErreur re lat ive

B moyenne

< 0 r 1

o , 7 - o , 4

> o , 4

Le taux d 'erreur r6a1is6 lors de la manipulat ion sur le terra in estpr6sent6 au chapi t re 4 c i -apr6s.

4 - A p p t - t c A T r o N A U X v T D A N G E s D E S R E T E N U E S

L'apparei l a 6t6 expdr iment6 sur Ie terra in lors des v idanqes desretenues ef fectu6es sur le Haut-Rtr6ne en ju in 1984.

Les 3 me thodes No rme AFNOR, C r€pe - C .E .p f .A .G .R .E .F . ' e t pycnomCt reC.N.R. ont 6t6 r6a1is6es sur une rn€me stat ion s i tu6e en bordure duRh6ne d I 'ava1 des r6servoirs v ic lanq6s.

La f r6quence des pr61€vements, f ix6e d I 'avance, 6ta i t horaire pourIa Crepe et le pycnomCtre C.N-R. et de un toutes les 4 heures pour laNorme AFNOR.

La rapid i t6 de la m6thode C.N.R- a permis de fa i re des mesures plusrapproch6es pour b ien suivre les p ics de I , I .E.S. ; les v idanges ont a insi6t6 suivies pendant 5 jours 24 h sur 24 .

La f igure 5 donne les r6sul tats obtenus par les 3 m6thodes.

La Cr6pe et le pycnometre C.N.R. permettent donc de suivre avec pr6-c is ion 1 '6volut ion des l4.E.s. et grace d 1a rapid i t6 de sa manipulat ion,le pycnometre C.N.R. permet de suivre les var iat ions des M.E.S. sur d.esdErais t res courts. cet te m6thode s 'est av6r6e faci lement ut i l isabre(rnat6r ie l s imple) et t res rapide (mesure en 30 secondes environ).

- Compara i son avec l a C r6pe e t I 'AFNOR

A part i r des 54 mesures communes aux t ro is rn6thodes, Ie calcul descorr6lat ions et a justements l in6aires a 6t6 ef fectu6.

3 6

q A

Se

len

ce

s d

e L

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o4

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It

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+l:

c.90coCI

o)i_

6q

l

oo.od

Jt!aalUot!oz.IFsa

It-

oo.gtoto.€Ito9*

s =

H'ir;

''! I

Fg

Ddterminatictn des M.E.S. d Ltaide dtun pAenonDtre 3BZ

Droitc dc rigrcssion linJoircolustde oux volcurs desM.E.S

Cripes ct Rcnomitre

y=0,940x - 0,115

r=0 .997

10 M.E.S. Pycnom;t,r C.N.Rs / t

tLgare o

9

I

_ 7q

t r 6U

o< R

UJoo 4eq

: 3anq- 2

I

0

I

I

7

5

at,

toz+3,4! 12

I

0

Oroi te de r igression l indoireojust ie oux voleurs des M.E.S

AFNOR et Pycnomitrc

ttt:

y=0p54r - 0.309

r = Q988

rry,

l0 M.E.S. focnomdtre C.N.R.g / l

Figuz,e 7

3 5

3 0

2 5

2 0

' t5

t 0

Seienees de Lt eau 4 n 0 4

Les f igures 6 eE 7 montrent que la m6thode du pycnonetre C'N'R' per-

met une est imat ion correcte des M.E.s. pour d.es valeurs super ieures i

o , 3 q / I .

- P r6c i s i on de l a m6 thode su r ' l e

t e r ra in

Lrerreur re lat ive calcuf6e A part i r des r6sul tats obtenus pendant

Ies v idanges de ju in 1984 est donn6e par t ranches de M.E.S' dans le

graphique (8) .

Par raPPort d.Ia Cr6Pe

Par raPPort dIa Norme AFNOR

M.E.S. g/ t

Figuz'e B

Ez'reur reLat ioeenfonet ion des taun de M'E'S'

Les valeurs inf6r ieures e o, ' ,3 g/Lcorrespondent d un nombre de points

trEs fa ib le (1 ou 2 seulement) et n 'ont pas grande s igni f icat ion. I I est

cependant certa in que le pycnomEtre c.N.R. n 'a pas une bonne pr6cis ion

dans cette gamme de concentration-

En fa i t I '6cart entre les mesures pycnometre c.N.R. et l -es 2 autres

m6thodes devrai t 6t re encore plus fa ib le. En ef fet , Ia cr6pe et 1 'AFNOR

prdsentent pour des taux de M.E.s. 6 lev6s un inconv6nient important ;

Ia f i l t rat ion devient t res lonque. On est donc contra int de f i l t rer des

faib les quant i t6s et pour cel i un sous-echant i l lonnage est ef fectu6. I I

s'agit simplernent a partir du pr6ldvement initial de 1 I d'obtenir un

second pr6l6vement de 100 ml aprBs agi tat ion.

cependant, on constate que rnalgr6 les pr6cautions prises, on obtient

di f f ic i lement un m6lange parfa i t dans I '6chant i l lon d 'un l i t re et qu'au

moment du pr6l6venent de 1OO mI, les 616ments les p lus grossiers ont

6chapp6.

cet te sous-est imat ion est ensui te mul t ip l i6e par d ix poul passer aux

concentrataons en g/L eL on trouve des diff6rences de prds de 1 g/I

avec des sous-6chant i l lons provenant d 'un m6me pr6ldvement in i t ia l . El - Ie

est d 'autant p lus importante que les s6diments cont iennent des 6l6ments

g ross ie r s ( t ab leau 5 ) .

D'autres mesures ef fectu6es avec fes l imons t rds sableux ont montr€

des erreurs re lat ives al lant jusqu'a 60 B.

Les erreurs indiqu6es dans Ia f igure B sont donc plus fa ib les '

DAterminati .on des M.E.S. d L,aide dtun puenctmDtz,e BBg

TabLeau 5Enreur reLatiue d, La Nctrme AFII1R sur une sdrie de mesures

effeetudes suz, des sdd,inents d-u Rh"6ne selon Le protcseoLeutiLisd habituel lement pour Les uidanges

(100 mL f iLtu'As pou" 1 Litre pz,6leud)

f , ( r q

s/r

Valeurs trouv6esavec Norme IIFNOR

s/r

Erreur relative

z

n ' t

o ,25O0 , 3 5 0o r 4

A 1

t

4 r 57

o , 0 6 70 , 1 9 3o , 2 3 60 , 3 1 5o , 4 5 7

o , 7 4 01 7 ? o

3 , 5 46 , O 8 2

5 5

z )

3 42 l

L'7z o

1 22 t1 8I 4

5 - CoruclusroN

crest dans le but de contr6rer re t ransi t des s6diments lors desop6rat ions de v idanges de retenues que 1e t ravai l pr6sent6 a 6t6 ef-fectu6. 11 a permis de mettre au Doint une m6thode cle terrain simpreet rapide de ddterrn inat ion des 14.8.S. .

11 a 6t6 mis en 6vidence la n6cessit6 de prendre en compte de fagonprecise ra temp6rature et Ia d6termination de la masse vorumique dess6dirnents.

cette m6thode test6e sur le terrain rors de vidanges de retenues duHaut-Rh6ne s 'est av6r6e t res ef f icace.

Si e1le demande une pr6parat ion soign6e en La.boratoi re (courbe d,6ta_Ionnage du pycnomEtre, et masse volumique du s6diment)- El le est d 'ap-pr icat ion t res rapide sur 1e terra in sans mat6r ie l important et permetde connai t re avec pr6cis ion et en 30 secondes le taux de M.E.S..

La m6thode nrest appl icable que pour des concentrat ions sup6r ieuresd 0,3 g/1, ce qui est toujours Ie cas lors d 'op6rat ions de v idanqes deretenues.

2 r a Seienees de L'eau 4 n04

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