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Zone de mélange (HU)
Traduction anglaise : Mixing zone
Dernière mise à jour : 04/12/2023
En hydrologie et en assainissement on utilise ce terme pour désigner une zone, dans un réservoir, un bassin de retenue ou un milieu aquatique naturel, dans laquelle l’eau entrante se mélange avec l’eau précédemment présente.
Intérêt de la notion de zone de mélange en hydrologie et en assainissement
Cette notion est importante pour différentes raisons :
- elle permet de mieux évaluer l'impact toxicologique de rejets polluants en précisant leur zone d'effet ;
- elle permet de déterminer la longueur de bon mélange en cas de mesure de débit par traçage ;
- elle permet de mieux comprendre la façon dont l'écoulement s'homogénéise.
Cas des rejets toxiques dans les milieux naturels
Dans le cas d'un rejet industriel ou urbain contenant des polluants potentiellement toxiques, un mélange est nécessaire pour les disperser ou les diluer. Dans ce cas la zone de mélange est définie comme celle dans laquelle la concentration en polluant reste supérieure à la norme de qualité environnementale (NQE) (voir figure 1).
Le mélange dépendant de nombreux phénomènes (de nature convective, diffusive et dispersive), la détermination de cette zone est très difficile, particulièrement pour les milieux aquatiques larges (type estuaire ou zones côtières). Cependant, pour les cours d’eau étroits, il existe différentes formules empiriques pour déterminer la longueur nécessaire pour obtenir un mélange homogène (Voir longueur de bon mélange). Par exemple :
Avec :
- $ L_m $ : longueur de mélange (m) ;
- $ K $ : constante ($ K $ varie de 2,6 si le rejet est latéral à 1,6 s’il est effectué au milieu de la rivière) ;
- $ V $ : vitesse moyenne de l’écoulement (m/s) ;
- $ B $ : largeur de la surface libre (m) ;
- $ H $ : profondeur moyenne (m).
Un cas voisin, qui se traite de la même manière, est celui de la métrologie par traceurs.
Cas des apports en additifs
Dans certains cas on est amené à introduire dans l'écoulement des additifs tels que des coagulants, ceci pour favoriser certains traitements ou faciliter la sédimentation. La connaissance et la maîtrise de la zone de mélange est indispensable pour contrôler cette introduction qui n'est efficace que lorsqu'un mélange homogène est obtenu (voir Condition de mélange total (HU)). En général on brasse l'écoulement pour augmenter la turbulence et favoriser le mélange.
Bibliographie :
- Lyan, B. (2018 : Guide de mise en œuvre de la réglementation applicable aux ICPE en matière de rejets de substances dangereuses dans l’eau ; AIDA/INERIS ; 46p. ; disponible sur : https://aida.ineris.fr/sites/default/files/gesdoc/95922/Guide_AM_RSDE_vf_2018_01.pdf
