ISO 16075-3:2021
(Main)Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 3: Components of a reuse project for irrigation
Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 3: Components of a reuse project for irrigation
This document covers the system's components needed for the use of treated wastewater (TWW) for irrigation. Emphasis is placed on irrigation methods, mainly drip irrigation, as this method represents an efficient method of irrigation and water saving, while reducing the pollution of the crops. Despite the fact that water quality and filtration of treated wastewater (herein TWW) using drip irrigation are critical, open irrigation systems are more popular and are frequently used for irrigation with TWW and therefore are covered in this document. This document covers issues related to the main components of a TWW irrigation project, including the following: — pumping stations; — storage reservoirs; — treatment facilities (for irrigation purposes); — filtration and disinfection; — distribution pipeline networks; — water application devices: irrigation system components and treatment. This document is not intended to be used for certification purposes.
Lignes directrices pour l'utilisation des eaux usées traitées en irrigation — Partie 3: Éléments d'un projet de réutilisation en irrigation
Le présent document aborde les éléments du projet nécessaires à l’utilisation des eaux usées traitées (EUT) en irrigation. Il met l’accent sur les méthodes d’irrigation, principalement l’irrigation par goutte-à-goutte, cette technique constituant une méthode efficace d’apport d’eau et de réduction de la consommation d’eau, tout en diminuant la pollution des cultures. Bien que la qualité de l’eau et la filtration des eaux usées traitées (ci-après EUT) jouent un rôle essentiel dans l’irrigation par goutte-à-goutte, les systèmes d’irrigation à ciel ouvert sont plus courants et sont fréquemment utilisés pour l’irrigation par des EUT. C’est pourquoi ils sont également abordés dans le présent document. Le présent document couvre les aspects liés aux principaux éléments d’un projet d’irrigation par des EUT, notamment les suivants: — les stations de pompage; — les réservoirs de stockage; — les installations de traitement (pour une utilisation en irrigation); — la filtration et la désinfection; — les réseaux de canalisations de distribution; — les dispositifs d’application de l’eau: les composants des systèmes d’irrigation et leur traitement. Le présent document n’a pas vocation à être utilisé à des fins de certification.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16075-3
Second edition
2021-05
Guidelines for treated wastewater use
for irrigation projects —
Part 3:
Components of a reuse project for
irrigation
Lignes directrices pour l'utilisation des eaux usées traitées en
irrigation —
Partie 3: Éléments d'un projet de réutilisation en irrigation
Reference number
©
ISO 2021
© ISO 2021
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Published in Switzerland
ii © ISO 2021 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and abbreviated terms . 1
3.1 Terms and definitions . 1
3.2 Abbreviated terms . 2
4 Storage reservoir . 2
4.1 General . 2
4.2 Reservoir types . 2
4.3 Storage time . 3
4.4 Problems and strategies. 3
5 Additional treatment facilities . 5
5.1 General . 5
5.2 Filtration . 5
5.3 Additional disinfection . 6
6 Distribution systems . 6
6.1 Pumping stations . 6
6.2 Pipelines . 6
6.3 Accessories . 7
6.3.1 General. 7
6.3.2 Valves . 7
6.3.3 Blowoffs . 8
6.3.4 Flowmeters . 8
6.3.5 Hydrants . 8
6.4 Resistance of irrigation devices to pH and fertilizers . 8
6.5 Maintenance of distribution networks to prevent bacterial regrowth . 9
6.6 Design and operation of distribution network to protect drinking water sources . 9
6.6.1 General. 9
6.6.2 Stipulating a protective radius .10
6.6.3 Principles of TWW irrigation above (underground or surface) drinking
water pipelines .10
6.6.4 Principles of cross-connection .10
6.6.5 Principles of painting and marking TWW irrigation pipelines and systems .11
7 Irrigation systems .12
7.1 Classification .12
7.2 Pressurized irrigation systems .13
7.2.1 Sprinkler systems .13
7.2.2 Micro-irrigation systems .14
7.2.3 Filtration .15
7.2.4 Automation of the irrigation .15
7.3 Preventive treatments, regular maintenance, and handling pressurized irrigation
system failures subject to TWW quality .15
7.3.1 General.15
7.3.2 Water quality parameters required for the treatment and maintenance of
irrigation systems, for micro-sprinklers and drip irrigation systems .15
7.3.3 Equipment and treatments for micro-sprinklers and drip irrigation systems .16
7.3.4 Restoring working order of an irrigation system after failure .19
Annex A (informative) Guidelines for injecting chlorine into drip irrigation systems .20
Annex B (informative) Guidelines for acid use in drip irrigation systems .22
Annex C (informative) Guidelines for injecting hydrogen peroxide into drip irrigation systems .25
Annex D (informative) Guidelines for sampling drip irrigation pipes .30
Annex E (informative) Appropriated chemicals .32
Annex F (informative) Flushing the drip irrigation pipes .34
Bibliography .37
iv © ISO 2021 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 282, Water reuse, Subcommittee SC 1,
Treated wastewater reuse for irrigation.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 16075-3:2015), which has been
technically revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— editorial changes;
— addition of Annex F.
A list of all parts in the ISO 16075 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
Introduction
The increasing water scarcity and water pollution control efforts in many countries have made treated
municipal and industrial wastewater a suitable economic means of augmenting the existing water
supply, especially when compared to expensive alternatives such as desalination or the development
of new water sources involving dams and reservoirs. Water reuse makes it possible to close the water
cycle at a point closer to cities by producing “new water” from municipal wastewater and reducing
wastewater discharge to the environment.
An important new concept in water reuse is the “fit-to-purpose” approach, which entails the production
of reclaimed water quality that meets the needs of the intended end-users. In the situation of reclaimed
water for irrigation, the reclaimed water quality can induce an adaptation of the type of plant grown.
Thus, the intended water reuse applications are to govern the degree of wastewater treatment required
and inversely, the reliability of wastewater reclamation processes and operation.
Treated wastewater can be used for various non-potable purposes. The dominant applications for the
use of treated wastewater (also referred to as reclaimed water or recycled water) include agricultural
irrigation, landscape irrigation, industrial reuse, and groundwater recharge. More recent and rapidly
growing applications are for various urban, recreational, and environmental uses, and indirect and
direct potable reuse.
Agricultural irrigation was, is, and will likely remain the largest reuse water consumer with recognized
benefits and contribution to food security. Urban water recycling, landscape irrigation in particular,
is characterized by fast development and will play a crucial role for the sustainability of cities in the
future, including energy footprint reduction, human well-being, and environmental restoration.
The suitability of treated wastewater for a given type of reuse depends on the compatibility between
the wastewater availability (volume) and water irrigation demand throughout the year, as well as on
the water quality and the specific use requirements. Water reuse for irrigation can convey some risks
for health and environment depending on the water quality, the irrigation water application method,
the soil characteristics, the climate conditions, and the agronomic practices. Consequently, the public
health and potential agronomic and environmental adverse impacts need to be considered as priority
elements in the successful development of water reuse projects for irrigation. To prevent such potential
adverse impacts, the development and application of international guidelines for the reuse of treated
wastewater is essential.
The main water quality factors that determine the suitability of treated wastewater for irrigation
are pathogen content, salinity, sodicity, specific ion toxicity, other chemical elements, and nutrients.
Local health authorities are responsible for establishing water quality threshold values depending on
authorized uses and they are also responsible for defining practices to ensure health and environmental
protection taking in account local specificities.
From an agronomic point of view, the main limitation in using treated wastewater for irrigation arises
from its quality. Treated wastewater, unlike water supplied for domestic and industrial purposes,
contains higher concentrations of inorganic suspended and dissolved materials (total soluble salts,
sodium, chloride, boron, and heavy metals), which can damage the soil and irrigated crops. Dissolved
salts are not removed by conventional wastewater treatment technologies and appropriate good
management, agronomic, and irrigation practices are intended to be used to avoid or minimize potential
negative impacts.
The presence of nutrients (nitrogen, phosphorus, and potassium) can become an advantage due to
possible saving in fertilizers. However, the amount of nutrients provided by treated wastewater along
the irrigation period is not necessarily synchronized with crop requirements and the availability of
nutrients depends on the chemical forms.
This document provides guidance for healthy, hydrological, environmental and good operation,
monitoring, and maintenance of water reuse projects for unrestricted and restricted irrigation of
agricultural crops, gardens, and landscape areas using treated wastewater. The quality of supplied
treated wastewater should reflect the possible uses according to crop sensitivity (health-wise and
vi © ISO 2021 – All rights reserved
agronomy-wise), water sources (the hydrologic sensitivity of the project area), the soil, and climate
conditions.
This document refers to factors involved in water reuse projects for irrigation regardless of size,
location, and complexity. It is applicable to intended uses of treated wastewater in a given project even
if such uses will change during the project’s lifetime as a result of changes in the project itself or in the
applicable legislation.
The key factors in assuring the health, environmental, and safety of water reuse projects in irrigation
are the following:
— adequate monitoring of TWW quality to ensure the system functions as planned and designed;
— design and maintenance instructions of the irrigation systems to ensure their proper long-term
operation;
— compatibility between the TWW quality, the distribution method, and the intended soil and crops
to ensure a viable use of the soil and undamaged crop growth;
— compatibility between the TWW quality and its use to prevent or minimize possible contamination
of groundwater or surface water sources.
This document is not intended to prevent the creation of more specific standards or guides which are
better adapted to specific regions, countries, areas, or organizations. If such documents are published,
it is recommended to reference this document to ensure uniformity throughout the treated wastewater
use community.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16075-3:2021(E)
Guidelines for treated wastewater use for irrigation
projects —
Part 3:
Components of a reuse project for irrigation
1 Scope
This document covers the system's components needed for the use of treated wastewater (TWW) for
irrigation. Emphasis is placed on irrigation methods, mainly drip irrigation, as this method represents
an efficient method of irrigation and water saving, while reducing the pollution of the crops. Despite
the fact that water quality and filtration of treated wastewater (herein TWW) using drip irrigation are
critical, open irrigation systems are more popular and are frequently used for irrigation with TWW
and therefore are covered in this document.
This document covers issues related to the main components of a TWW irrigation project, including the
following:
— pumping stations;
— storage reservoirs;
— treatment facilities (for irrigation purposes);
— filtration and disinfection;
— distribution pipeline networks;
— water application devices: irrigation system components and treatment.
This document is not intended to be used for certification purposes.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 20670, Water reuse — Vocabulary
ISO 16075-1, Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 1: The basis of a reuse
project for irrigation
3 Terms, definitions and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 20670 and ISO 16075-1 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.2 Abbreviated terms
BOD biochemical oxygen demand
COD chemical oxygen demand
HDPE high-density polyethylene
NPW non-potable water
PE polyethylene
PVC polyvinyl chloride
TWW treated wastewater
WW wastewater
WWTP wastewater treatment plant
4 Storage reservoir
4.1 General
TWW is sent by a transmission pipeline to the distribution centre where water is distributed to
agricultural or other users.
Operational and seasonal storage facilities should be placed downstream the wastewater treatment
plant to equalize daily and seasonal variations in flow from the WWTP to the distribution centre, so as
to:
— meet peek irrigation demands;
— store excess of TWW entering the irrigation system in relation to irrigation demands (including
winter storage);
— minimize the consequences of a disruptive operation of WWTP or temporary flow of unsuitable
quality of TWW to the operation of the irrigation system.
Storage reservoirs can also be used to provide additional treatment to the TWW when managers of
irrigation systems need to control changes of wastewater quality that can affect the operation of the
irrigation system or to increase the TWW quality.
4.2 Reservoir types
Storage facilities can be open reservoirs or ponds or closed reservoirs.
Closed reservoirs can be fixed roof reservoirs including underground reservoirs or reservoirs with
removable floating cover (partial or full covered).
Closed reservoirs are more expensive, but can have several advantages:
— reduced evaporation;
— lower potential for algal growth;
— no possibility of contact of wastewater with people or animals;
— protection of stored wastewater from rainfall runoff.
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The disadvantage of these reservoirs is that they require periodic cleaning due to biofilm formation
and biofouling, and due to the lack of photosynthesis there is greater potential for the development of
anaerobic conditions and therefore odour emission.
4.3 Storage time
According to the requirements of the irrigation project, there are two main types of storage, the short-
term and the long-term storage.
Short-term storage is needed in most irrigation systems for equalizing and balancing TWW supply and
application that occur during one or more days (according to the needs of the irrigation system).
Short-term storage is usually provided by concrete or plastic tanks and small ponds while long-term
storage is usually provided by dams, large ponds, lakes, or aquifer storage and recovery.
Long-term storage can be divided to:
— Seasonal storage, that accumulate water during long periods of treatment plant discharge higher
than irrigation demand. The stored TWW may be used when the irrigation demands are higher
than the treatment plant discharge. This storage is generally used in open large reservoirs. The
residence time is generally months.
— Aquifer storage, which is commonly combined with soil aquifer treatment (by means of infiltration
basins). The residence time may be months or years.
4.4 Problems and strategies
During the storage period, wastewater is subject to changes that affect its physical, chemical,
and biological quality. Bacterial regrowth and/or entering from the surroundings, nitrification,
algae growth, and production of H S (responsible for odour emission and risk of corrosion to metal
components in the irrigation system) are the main biological processes affecting the quality of stored
TWW. Increase in suspended solids sediments and dissolved oxygen, modification of pH, decrease of
nutrients concentration (particularly nitrogen), and residual disinfectant are also effects that result
from storage. Natural decay of microorganisms (especially pathogenic microorganisms) during storage
depends on the water retention time and operation conditions of the reservoir.
Due to the high dependency of chemical and biological reactions with the temperature and the pH of
the wastewater, climate conditions and type of reservoir (open or closed) considerably affect the TWW
quality during storage. Temperature, particularly in warm regions, and rainfall are important factors
for stored water quality particularly in open reservoirs.
Management strategies that should be adopted to reduce physical, chemical, and biological problems
associated with wastewater storage in open and closed reservoirs are indicated in Table 1 and Table 2.
Table 1 — Problems associated with wastewater storage in open reservoirs and management
strategies
Problems Management strategies
— Temperature stratification — Installation of aeration facilities – submerged or surface mixers
or recirculating pumps
— Low content of dissolved oxygen
— Maintaining elevated oxygen concentrations (positive redox)
— Release of odours
through the water column and mainly at the sediment water
interface to prevent phosphorus from entering the water
column and keep it in the sediment
— Sediments — Periodic mechanical or hydraulic dredging of accumulated
sediments at an interval according with the particular local
a
conditions (five years is considered an acceptable period)
— Excessive growth of algae and — Proper mixing of wastewater in order to improve the photo-
zooplankton oxidation of organic matter induced by the sunlight
— Reduction of internal recycling of — Addition of chemical algaecides. Copper sulfate can have
phosphorous toxicity effects associated with copper accumulation
(overdosing has adverse impacts on reservoir ecosystem).
According to this: caution is required when using copper
sulfate and quantities should be reduced as much as possible
— Maintenance of fish that eat algae and zooplankton. Addition
of chemical dyes to reduce sunlight penetration as well as the
growth of algae. Chemical dyes should be such as do not harm
health, plant or the environment
— Biomanipulation of zooplankton (in shallow reservoirs)
— Ultrasonic emissions placed into the open reservoir
— High content of suspended solids — As suspended solids removal depends on particle size and
residence time, consideration should be given to these factors
when designing the storage reservoirs
— Microorganisms regrowth — Increasing disinfectant residual
— Disinfecting the TWW that enter the irrigation system
b
— Increasing residence time
— Improving storage quality and facilities
— Isolating and disinfecting problematic sites in pipelines
— Increase of insects namely — Spraying of adequate insecticides
mosquitoes
— Mechanical methods such as keeping the water moving
— Biological controls such as natural larvicides and use of larvae
eating fish
— Keeping banks trimmed
a
According to the surface area and depth of the reservoir and the accumulation of the sediments.
b
Sometime there can be an increase in contaminants, due to the increase in residence time, because of secondary
contamination.
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Table 2 — Problems associated with wastewater storage in closed reservoirs and management
strategies
Problems Management strategies
— Wastewater stagnation Recirculation of wastewater (pumping and configuration of inlet
and outlet piping promoting water recirculation)
Maintaining elevated oxygen concentrations (positive redox)
through the water column and especially at the sediment water
interface, to help prevent phosphorus from entering the water col-
umn and keep it locked in the sediment
— Low content of dissolved oxygen Aeration (aeration devices)
— Release of odours
— Loss of disinfectant residual Improved management of operational regime on the reservoirs
— Regrowth of microorganisms
5 Additional treatment facilities
5.1 General
Additional treatment steps can be necessary to achieve the wastewater (physical, chemical, or
biological) quality required for the planned use of TWW.
The need for additional treatment of wastewater to be used in irrigation depends on:
— the TWW quality;
— irrigation system;
— crops to be irrigated;
— regulatory requirements;
— potential adverse environmental and public health impacts of irrigation.
Filtration (particularly in sprinkler and micro-irrigation systems) and disinfection (chlorination) are
often needed.
5.2 Filtration
The concentration of suspended solids and sediments in TWW is generally low enough for most
irrigation systems. However, in pressurized irrigation systems, to limit algae content and prevent
biological growth in pipes and clogging of sprinklers head and emitters, filtration can be installed
upstream of the pumping station (particularly in drip and low-volume sprinkler irrigation systems).
Common filters used in pressurized systems include granulated media filters (gravel or sand filters),
disc, and strainer filters. In drip irrigation systems, two different filters (e.g. sand and screen filters)
can be installed in series.
Filtration can be set up downstream in open long-term storage reservoirs using a gravel filter, a sand
filter, or a disc filter.
The characteristics of filters commonly used in irrigation systems are indicated in Table 3.
Table 3 — Characteristics of filter types commonly used in pressurized irrigation systems
Pressure head
Filter type Special features
losses
— Strainer type — Irrigation systems with moderate level of Very low if screen or
filters suspended solids disks are clean
— Disc filters — Used in drip irrigation systems as back up of
a media filter
— Adequate to moderate level of filtration
— Granulated media — Often used in drip systems 1,0 m to 1,20 m
filter (fine gravel
or sand)
5.3 Additional disinfection
Disinfection of TWW that is supplied from storage reservoirs and through pipeline network should be
ensured to avoid bacterial regrowth and algal development.
Disinfection technologies can include oxidation materials to protect the irrigation system.
The selection of the disinfection process for a specific irrigation system should take into consideration
its effectiveness (bacteria, algae, virus, and protozoa removal or inactivation), reliability and complexity,
safety concerns, residual toxicity, and costs.
As Chlorine has a residual toxicity for fish, it is not possible to use it in open reservoirs with fish
population. It is adequate for chlorine injection into the irrigation system provided there is an acceptable
risk related with the chlorinated by-products in that specific irrigation system.
The chlorination demand for TWW should be determined to define chlorine dosage, because
superchlorination techniques should be avoided to minimize organochlorinated compounds formation.
6 Distribution systems
6.1 Pumping stations
Pressure irrigation requires the TWW to be raised from its source to the field surface through the
distribution system. The water is pumped by a water pump which is generally operated by an electrical
motor. The water pump can also be used to boost the water in an existing water distribution line to
force it through the irrigation system at a desired pressure head. In all cases, the pump should be
designed to lift the required amount of water from the source to the highest point in the irrigation field
and to maintain an adequate pressure head.
6.2 Pipelines
A distribution network should consist of one or more main and sub-main pipes that ensure the TWW
transport from the distribution reservoir or the storage reservoir to the plots to be irrigated. The
pipe materials most commonly used in wastewater distribution network are: ductile iron (DI), steel,
polyvinyl chloride (PVC), high-density polyethylene (HDPE), aluminium and, glass-fibre reinforced
polyester (GRP). Special bedding according to the installation procedures provided by the manufacturer
should be used for all of the referred materials to limit deflection. Their chemical resistance to pH and
fertilizers is summarized in 6.4 (Table 5 and Table 6). Pipe characteristics according to the constituent
material are indicated in Table 4.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
Table 4 — Special features of common pipe constituent materials
Material Special features
— Strong and flexible
— Ductile iron steel — Vulnerable to corrosion
a
— Special joints at changes in direction are required
— Light weight, easy installation
b
— PVC — Resistant to corrosion
— HDPE — The acceptable pressures in irrigation systems
c
— Special joints at changes in direction are required
— Light weight
— Can be assembled and dismantled easily and rapidly
— Aluminium — Resistant to mechanical damage and to sunlight
— Vulnerable under freezing conditions (pipe splitting)
— Attacked by fertilizers and chemicals
— Light weight, easy installation
— Glass-fibre reinforced
— High strength and robustness (low weight to strength ratio)
polyester (GRP)
— High corrosion resistance
— High strength
d, e
— Steel-core concrete
— Protection against internal and external corrosion
a
For flanged joints (DI) and flanged or welded joints (steel).
b
Damaged by sunlight.
c
HDPE might not be required depending on diameter and angle of direction change.
d
If concrete pipe is used, oxidation is not recommended.
e
According to experience in Portugal.
6.3 Accessories
6.3.1 General
As in every water distribution network in TWW irrigation systems, accessories should be installed to
support the correct operation and maintenance of the system namely the following components:
6.3.2 Valves
Shut-off valves — Shut-off valves greater than 75 mm are typically gate or butterfly valves. Smaller
ones are usually plug valves.
Air release valves — These valves that remove air and gases trapped in pressurized pipelines should
be installed in all high points of the network where gases accumulate.
Air release/vacuum relief valves — These valves that release air and gases and allow atmospheric air
to enter in pipes should be installed to eliminate the vacuum created when pipes are drained.
Back-flow preventers — These valves that prevent the TWW back-flow should be used whenever
TWW back-flow from the irrigation system can occur. Backflow preventer devices should incorporate a
full backflow prevention assembly including a port that enables verification that the device is working
properly.
Automatic multi-zone valves — Valves should be used to discharge wastewater in sequence to
different zones of the irrigation area.
Solenoid valves — These valves that open and close automatically by means of low-voltage signals
should be used to flush filters or drip-lines or to send water to a specific zone of the irrigated plot.
Pressure regulator valves — These valves should be used to maintain the water pressure at a fixed
value or in a range of values (valves of fixed or variable pressure, respectively). Pressure valves should
be able to support the maximum pressure in the pumping system and to provide the pressure needed
for drip emitters operation.
6.3.3 Blowoffs
Blowoffs are small pipes with a valve at the end that should be installed at piping dead ends and at
low elevation connection points of the network to allow the draining of the pipes and to remove the
sediments accumulated on it by pipe flushing.
6.3.4 Flowmeters
In small facilities, displacement-type meters may be used. Turbine meters, propeller meters, and
magnetic flowmeters are used in larger services. Magnetic flowmeters are recommended due to the
suspended solids and sediments in TWW.
6.3.5 Hydrants
This accessory may be used when temporary access to TWW supply is needed as it happens with
portable sprinkler systems or the group of elements used to derivate water from a general network to
a private plot.
6.4 Resistance of irrigation devices to pH and fertilizers
The irrigation pipes and accessories should be selected according to their chemical resistance and to
the quality of the wastewater (in particular pH) and the type of fertilizer applied when using fertigation
(see Table 5 and Table 6).
To know the technical characteristics of pipes and accessories for irrigation, such as for pH and
fertilizers resistance, amongst others, the manufacturers of the pipes and accessories may be contacted.
Table 5 — Permitted pH of irrigation water according to the material of irrigation pipes and
accessories (according to experience in Portugal)
Sprinkler irrigation material pH of the irrigation water
Iron and steel >6,5
Aluminium >5,5
The supplier should be consulted on
PVC/PE the specific resistance of the products
to chemicals and to the pH in the water
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Table 6 — Resistance of sprinkler irrigation pipes and fertigation accessories to fertilizers
(according to experience in Portugal)
a
Degree of restriction on use
Fertilizers
PVC PE Stainless steel Iron Aluminium
Ortho-phosphoric acid 1 2 3 4 4
Potassium chloride 1 2 2 3 3
Ammonium phosphate 1 2 2 3 3
Ammonium nitrate 1 2 1 2 2
Calcium nitrate 1 2 1 2 2
Potassium nitrate 1 2 1 2 1
Potassium sulfate 1 2 1 2 1
Urea 1 2 2 2 1
a
1 (lower restriction) to 4 (stronger restriction).
6.5 Maintenance of distribution networks to prevent bacterial regrowth
The main problem related to the distribution of TWW is the possibility of degradation of the TWW
quality in the distribution network particularly in hot climates and long distribution networks (i.e.
long residence times at high temperatures). The challenge is to prevent the odour release and bacterial
regrowth.
To prevent bacterial regrowth associated to chlorine decay, the following actions may be taken:
— periodically purge the distribution network by flowing TWW with high chlorine concentration;
— flush and chlorinate the pipes before each irrigation or few irrigation cycles;
— isolate the problematic parts of the pipeline network and chlorinate at critical points;
— avoid high nitrate concentration that promote the growth of bacteria that should reduce sulfates
(production of hydrogen sulphide);
— periodically clean the irrigation mains physically (plugs/pigs pushed through the piping that scrape
off the biofilm that created on the walls of the pipes).
6.6 Design and operation of distribution network to protect drinking water sources
6.6.1 General
The use of TWW for irrigation creates a potential risk for water bodies (surface or underground) due
to possible ruptures or leaks in the TWW main distribution system to the irrigated fields. TWW leaks
could reach the aquifer water or the surface water and contaminate it.
The main risk is penetration of pathogenic pollutants to drinking water sources. To prevent this risk,
the TWW main supply lines should be separated from the drinking water sources (wells) to a distance
that will ensure that TWW does not flow directly to the well and that TWW seeping to the soil will flow
in the aquifer for at least 200 days until it reaches the well (the time during which annihilation of the
pathogenic pollutants is effective).
However, the distance between irrigated plots to a well will be at least 50 days, because only a very
small portion of irrigated TWW seeps into the soil depth, and they pass effective filtration through the
soil, destroying most of the pathogens.
In a sandy aquifer, water flows slowly through the sand layers (providing additional filtration) and
therefore, the radius of the protective zone around the wells are relatively small. In fissured aquifers,
water can flow through the cracks and reach the wells relatively fast; therefore, the protection zone
radiuses should be much larger than those in sandy soils.
6.6.2 Stipulating a protective radius
A detailed hydrological calculation of the necessary protective radius around each drinking water well
should be done.
In countries without local guidance, the following principles should be used:
— For each drinking water well, it is advisable to perform a detailed hydrological calculation, to
determine where the main transmission lines (of TWW intended for agricultural irrigation with
TWW) are permitted. The calculation can take into consideration the existing soil conditions in the
area, a trapped aquifer if existed, or the natural filtration of the TWW that undergoes when it flows
through sandy aquifer and the flow directions of the water in the aquifer.
An estimation of the minimum distance between the main transmission lines of TWW intended for
agricultural irrigation and drinking water wells can be done by following empirical equations,
depending on the local regulations.
— in a sandy aquifer: 50 times the distance L (expressed in meters);
— in a cracked aquifer: 200 times the distance L (expressed in meters).
The following empirical equation, Formula (1), may be use (based on pathogen die off in the soil):
Qk*
L= (1)
d
where
L is the distance (expressed in meters) of main transmission lines from drinking water wells;
Q is the flow rate of the well (expressed in m /h);
k is the constant, which has a value of 1 h;
d is the distance (expressed in meters) between the surface of the water at the static saturation
zone of the well and the bottom of the well.
In lines transmitting TWW (such as high and very high quality treated wastewater) that is continuously
disinfected by chlorine, the distances may be reduced by half or more depending on the local context.
6.6.3 Principles of TWW irrigation above (underground or surface) drinking water pipelines
Sometimes, TWW irrigation is performed above drinking water supply pipes. In such cases, protective
measures should be taken to protect the drinking water supply system from the penetration of
pathogens, if leaks occur in the drinking water pipelines. In such cases, the area can be irrigated using
TWW, which is continuously disinfected by adequate chlorine dose (or an equivalent disinfection).
When the drinking water pipelines lies above ground level, the area can be irrigated by drip irrigation
with TWW that is not disinfected.
6.6.4 Principles of cross-connection
6.6.4.1 General
The creation of a cross-connection between two water supply systems could be caused by mistake
when an uninformed person carries out pipeline repairs. The observance of a minimum distance
between drinking water pipes and
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16075-3
Deuxième édition
2021-05
Lignes directrices pour l'utilisation
des eaux usées traitées en
irrigation —
Partie 3:
Éléments d'un projet de réutilisation
en irrigation
Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects —
Part 3: Components of a reuse project for irrigation
Numéro de référence
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes, définitions et abréviations . 1
3.1 Termes et définitions . 1
3.2 Abréviations. 2
4 Réservoir de stockage .2
4.1 Généralités . 2
4.2 Types de réservoirs . 2
4.3 Durée de stockage . 3
4.4 Problèmes et stratégies . 3
5 Autres installations de traitement .5
5.1 Généralités . 5
5.2 Filtration . 5
5.3 Désinfection additionnelle . 6
6 Systèmes de distribution . 6
6.1 Stations de pompage . 6
6.2 Canalisations . 6
6.3 Accessoires . 7
6.3.1 Généralités . 7
6.3.2 Vannes . 7
6.3.3 Purgeurs . 8
6.3.4 Débitmètres . 8
6.3.5 Bornes d’irrigation . 8
6.4 Résistance au pH et aux engrais des dispositifs d’irrigation . 8
6.5 Maintenance des réseaux de distribution pour prévenir la reprise de la croissance
bactérienne . 9
6.6 Conception et fonctionnement du réseau de distribution pour protéger les sources
d’eau potable . 10
6.6.1 Généralités . 10
6.6.2 Définition d’un rayon de protection . 10
6.6.3 Principes d’irrigation par des EUT au-dessus de canalisations d’eau potable
(souterraines ou à l’air libre) . 11
6.6.4 Principes des interconnexions . 11
6.6.5 Principes de mise en peinture et de marquage des canalisations et
systèmes d’irrigation par des EUT . 11
7 Systèmes d’irrigation .12
7.1 Classification .12
7.2 Systèmes d’irrigation sous pression . 13
7.2.1 Systèmes d’arrosage . 13
7.2.2 Systèmes de micro-irrigation . 15
7.2.3 Filtration . 15
7.2.4 Automatisation de l’irrigation . 16
7.3 Traitements préventifs, maintenance périodique et gestion des défaillances des
systèmes d’irrigation sous pression en fonction de la qualité des EUT . 16
7.3.1 Généralités . 16
7.3.2 Paramètres de qualité de l’eau requis pour le traitement et la maintenance
des systèmes d’irrigation, applicables aux micro-arroseurs et aux systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte . 16
7.3.3 Équipement et traitements requis pour les micro-arroseurs et les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte . 17
iii
7.3.4 Restauration du fonctionnement correct d’un système d’irrigation après
une défaillance . 20
Annexe A (informative) Lignes directrices relatives à l’injection de chlore dans les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte .22
Annexe B (informative) Lignes directrices relatives à l’utilisation d’acide dans les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte .24
Annexe C (informative) Lignes directrices relatives à l’injection de peroxyde d’hydrogène
dans les systèmes d’irrigation par goutte-à-goutte .27
Annexe D (informative) Lignes directrices relatives à l’échantillonnage sur les canalisations
d’irrigation par goutte-à-goutte .33
Annexe E (informative) Substances chimiques appropriées .35
Annexe F (informative) Purge des canalisations d’irrigation par goutte-à-goutte .37
Bibliographie .41
iv
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document
a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 282, Recyclage des eaux, sous-
comité SC 1, Recyclage des eaux usées traitées à des fins d’irrigation.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16075-3:2015), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— modifications d’ordre rédactionnel;
— ajout de l’Annexe F.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 16075 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
est disponible à l’adresse www.iso.org/members.html.
v
Introduction
Au vu des efforts croissants déployés par de nombreux pays pour pallier la rareté et la pollution
de leurs ressources en eau, les eaux usées municipales et industrielles traitées sont devenues un
moyen économique judicieux pour augmenter les quantités disponibles, notamment par rapport à
des alternatives coûteuses telles que le dessalement ou le développement de nouvelles sources d’eau
impliquant la construction de barrages et de réservoirs. La réutilisation de l’eau permet de fermer le
cycle de l’eau plus près des villes, en produisant une «eau neuve» à partir des eaux usées municipales et
en réduisant les rejets d’eaux usées dans l’environnement.
Un nouveau concept important en matière de réutilisation des eaux usées est l’approche «adaptée
aux besoins», qui implique la production d’eau réutilisée d’une qualité répondant aux besoins des
utilisateurs finaux prévus. Dans le cas de l’eau réutilisée destinée à l’irrigation, la qualité de l’eau peut
conduire à adapter les types de végétaux cultivés. Les applications prévues de réutilisation de l’eau
doivent donc dicter le degré de traitement requis pour les eaux usées, et réciproquement, de même que
la fiabilité et l’entretien des systèmes de réutilisation des eaux usées.
Les eaux usées traitées peuvent être utilisées à différentes fins, comme eau non potable. Les principales
applications utilisant les eaux usées traitées (également qualifiées d’eaux réutilisées ou d’eaux
recyclées) comprennent l’irrigation des terres agricoles, l’irrigation des espaces verts, la réutilisation
industrielle et la recharge de nappe. Des applications plus récentes, qui se développent rapidement,
ciblent différents usages: urbain, récréatif, environnemental, ainsi que la réutilisation directe et
indirecte pour la production d’eau potable.
L’irrigation des terres agricoles a toujours été et restera probablement le secteur qui consomme le
plus d’eaux recyclées, les avantages de cette pratique et sa contribution à la sécurité alimentaire étant
reconnus. Le recyclage de l’eau pour des applications urbaines, et notamment l’irrigation des espaces
verts, se caractérise par un essor rapide et jouera un rôle décisif pour le développement durable des
villes à l’avenir, y compris du point de vue de la réduction de l’empreinte énergétique, du bien-être de la
population et de la restauration de l’environnement.
L’adéquation des eaux usées traitées à un type de réutilisation donné dépend de la correspondance
entre la disponibilité des eaux usées (leur volume) et la demande en eau d’irrigation tout au long de
l’année, ainsi que de la qualité de l’eau et des exigences spécifiques d’utilisation. La réutilisation de
l’eau pour l’irrigation peut comporter certains risques pour la santé et l’environnement, en fonction
de la qualité de l’eau, de la méthode d’application de l’eau d’irrigation, des caractéristiques du sol, des
conditions climatiques et des pratiques agronomiques. Par conséquent, il est nécessaire de considérer la
santé publique et les impacts négatifs potentiels sur l’agronomie et l’environnement comme des aspects
prioritaires afin de réussir le développement de projets de réutilisation de l’eau pour l’irrigation. Afin
de prévenir de tels impacts négatifs potentiels, il est essentiel d’élaborer et de mettre en œuvre des
lignes directrices internationales pour la réutilisation des eaux usées traitées.
Les principaux critères de qualité d’eau déterminant l’adéquation des eaux usées traitées pour
l’irrigation sont la teneur en agents pathogènes, la salinité, la sodicité, la toxicité d’ions spécifiques, les
autres éléments chimiques et les nutriments. Il incombe aux autorités sanitaires locales d’établir des
valeurs seuils de qualité de l’eau en fonction des utilisations autorisées et de définir des pratiques pour
garantir la protection sanitaire et environnementale en tenant compte des spécificités locales.
D’un point de vue agronomique, la principale limitation à l’utilisation des eaux usées traitées en
irrigation est liée à leur qualité. Les eaux usées traitées, contrairement à l’eau destinée à des usages
domestiques et industriels, contiennent de plus fortes concentrations de matières inorganiques en
suspension et dissoutes (sels totaux solubles, sodium, chlorure, bore et métaux lourds), qui peuvent
nuire au sol et aux cultures irriguées. Les sels dissous ne sont pas éliminés par les techniques
conventionnelles de traitement des eaux usées; les bonnes pratiques en matière de gestion, d’agronomie
et d’irrigation visent à éviter ou réduire le plus possible les impacts négatifs potentiels.
La présence de nutriments (azote, phosphore et potassium) peut constituer un avantage en raison des
économies d’engrais qu’elle permet. Cependant, la quantité de nutriments fournie par les eaux usées
vi
traitées tout au long de la période d’irrigation ne coïncide pas forcément avec les quantités requises par
les cultures et la disponibilité des nutriments dépend de leur forme chimique.
Le présent document fournit des recommandations pour assurer le déroulement, la surveillance et la
maintenance dans de bonnes conditions, sur les plans sanitaire, hydrologique et environnemental, des
projets de réutilisation de l’eau pour l’irrigation non restreinte et restreinte de cultures agricoles, de
jardins et d’espaces verts avec des eaux usées traitées. Il convient que la qualité des eaux usées traitées
fournies corresponde aux utilisations possibles en fonction de la sensibilité des cultures (sur le plan
sanitaire et agronomique), des sources d’eau (sensibilité hydrologique de la zone concernée par le
projet), du sol et des conditions climatiques.
Le présent document porte sur les facteurs entrant en ligne de compte dans les projets de réutilisation
de l’eau pour l’irrigation, indépendamment de leur taille, de leur complexité et de leur situation
géographique. Il est applicable aux utilisations des eaux usées traitées prévues dans un projet
donné, même si ces utilisations sont amenées à changer pendant la durée de vie du projet, du fait de
modifications apportées au projet lui-même ou à la législation en vigueur.
Les principaux facteurs entrant en ligne de compte pour assurer la sécurité, en matière de santé et
d’environnement, des projets de réutilisation de l’eau pour l’irrigation sont les suivants:
— une surveillance méticuleuse de la qualité des eaux usées traitées pour garantir le fonctionnement
du système conformément aux prévisions et à la conception;
— des instructions de conception et de maintenance des systèmes d’irrigation pour garantir leur bon
fonctionnement à long terme;
— la compatibilité entre la qualité des eaux usées traitées, la méthode de distribution et le type de sol
et de cultures à irriguer pour garantir une exploitation viable du sol et une croissance normale des
cultures;
— l’adéquation entre la qualité des eaux usées traitées et leur utilisation pour empêcher ou réduire le
plus possible toute contamination éventuelle des sources d’eaux souterraines ou d’eaux de surface.
Le présent document n’a pas vocation à empêcher l’élaboration de normes ou de guides plus spécifiques,
mieux adaptés à des régions, des pays, des zones ou des organismes particuliers. Si des documents de
ce type sont publiés, il est recommandé qu’ils fassent référence au présent document afin de garantir
l’uniformité au sein de tous les acteurs utilisant des eaux usées traitées.
vii
NORME INTERNATIONALE ISO 16075-3:2021(F)
Lignes directrices pour l'utilisation des eaux usées traitées
en irrigation —
Partie 3:
Éléments d'un projet de réutilisation en irrigation
1 Domaine d’application
Le présent document aborde les éléments du projet nécessaires à l’utilisation des eaux usées traitées
(EUT) en irrigation. Il met l’accent sur les méthodes d’irrigation, principalement l’irrigation par
goutte-à-goutte, cette technique constituant une méthode efficace d’apport d’eau et de réduction de
la consommation d’eau, tout en diminuant la pollution des cultures. Bien que la qualité de l’eau et la
filtration des eaux usées traitées (ci-après EUT) jouent un rôle essentiel dans l’irrigation par goutte-
à-goutte, les systèmes d’irrigation à ciel ouvert sont plus courants et sont fréquemment utilisés pour
l’irrigation par des EUT. C’est pourquoi ils sont également abordés dans le présent document.
Le présent document couvre les aspects liés aux principaux éléments d’un projet d’irrigation par des
EUT, notamment les suivants:
— les stations de pompage;
— les réservoirs de stockage;
— les installations de traitement (pour une utilisation en irrigation);
— la filtration et la désinfection;
— les réseaux de canalisations de distribution;
— les dispositifs d’application de l’eau: les composants des systèmes d’irrigation et leur traitement.
Le présent document n’a pas vocation à être utilisé à des fins de certification.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 16075-1, Lignes directrices pour l'utilisation des eaux usées traitées dans les projets d'irrigation —
Partie 1: Les bases d'un projet de réutilisation pour l'irrigation
ISO 20670, Réutilisation de l'eau — Vocabulaire
3 Termes, définitions et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 16075-1 et de l’ISO 20670
s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.2 Abréviations
DBO demande biochimique en oxygène
DCO demande chimique en oxygène
ENP eau non potable
EU eaux usées
EUT eaux usées traitées
PE polyéthylène
PEHD polyéthylène haute densité
PVC polychlorure de vinyle
STEP station d’épuration des eaux usées
4 Réservoir de stockage
4.1 Généralités
Les EUT sont acheminées par une canalisation de transport vers le centre de distribution, à partir
duquel elles sont fournies aux agriculteurs ou aux autres utilisateurs.
Il convient que les installations de stockage opérationnel et saisonnier soient placées en aval de la
station d’épuration des eaux usées, afin d’équilibrer les variations quotidiennes et saisonnières de
l’alimentation du centre de distribution par la STEP, de façon à:
— répondre à la demande de pointe en eau d’irrigation;
— stocker l’excédent d’EUT arrivant au système d’irrigation par rapport à la demande (y compris le
stockage hivernal);
— réduire le plus possible les conséquences d’un dysfonctionnement de la STEP ou de l’écoulement
temporaire d’EUT d’une qualité inappropriée pour le fonctionnement du système d’irrigation.
Les réservoirs de stockage peuvent également être utilisés pour assurer un traitement supplémentaire
des EUT, lorsque les responsables des systèmes d’irrigation ont besoin de contrôler les variations de la
qualité des eaux usées susceptibles d’affecter le fonctionnement du système d’irrigation ou d’améliorer
la qualité des EUT.
4.2 Types de réservoirs
Les types d’installations de stockage peuvent être des réservoirs ou des lagunes à ciel ouvert, ou des
réservoirs fermés.
Les réservoirs fermés peuvent être des réservoirs à toit fixe, y compris des réservoirs souterrains, ou
des réservoirs à écran flottant amovible (couverture partielle ou totale).
Les réservoirs fermés sont plus onéreux, mais peuvent offrir plusieurs avantages:
— une évaporation moindre;
— un risque réduit de développement d’algues;
— aucune possibilité de contact entre les eaux usées et des personnes ou des animaux;
— une protection des eaux usées stockées contre le ruissellement des eaux pluviales.
L’inconvénient de ces réservoirs réside dans la nécessité de les nettoyer périodiquement, en raison de
la formation d’un biofilm ou de leur encrassement biologique. L’absence de photosynthèse augmente, en
outre, le risque de développement de conditions anaérobies et, de ce fait, d’émissions d’odeurs.
4.3 Durée de stockage
On distingue deux principaux types de stockage, le stockage à court terme et le stockage à long
terme, en fonction des exigences du projet d’irrigation.
Le stockage à court terme est requis pour la plupart des systèmes d’irrigation, afin d’égaliser et
d’équilibrer l’alimentation et l’application des EUT. Il représente une durée d’un ou de plusieurs jours
(selon les besoins du système d’irrigation).
Le stockage à court terme a généralement lieu dans des cuves en béton ou en plastique et dans de petits
bassins, tandis que le stockage à long terme s’effectue habituellement via des barrages, des lagunes de
grande surface, des lacs ou un stockage de l’eau en aquifère, suivi de sa récupération.
Le stockage à long terme peut être divisé en deux catégories:
— le stockage saisonnier, permettant d’accumuler l’eau sur de longues périodes durant lesquelles le
débit de production de la station d’épuration est supérieur à la demande en eau d’irrigation. Les
EUT stockées peuvent être utilisées lorsque la demande en eau d’irrigation est supérieure au débit
de production de la station d’épuration. Ce type de stockage implique généralement l’utilisation de
réservoirs à ciel ouvert de grandes dimensions. Le temps de séjour est en principe de quelques mois;
— le stockage en aquifère, qui est généralement combiné au traitement par le sol et l’aquifère (au moyen
de bassins d’infiltration). Le temps de séjour peut s’étaler de quelques mois à plusieurs années.
4.4 Problèmes et stratégies
Au cours de la période de stockage, les eaux usées subissent des changements qui affectent leurs
propriétés physiques, chimiques et biologiques. La reprise de la croissance bactérienne et/ou
l’introduction de bactéries provenant du milieu environnant, la nitrification, le développement d’algues
et la production de H S (à l’origine d’émissions d’odeurs et du risque de corrosion des composants
métalliques du système d’irrigation) sont les principaux processus biologiques qui affectent la qualité
des EUT stockées. Le stockage entraîne également une augmentation des sédiments en suspension et
de la quantité d’oxygène dissous, une variation du pH, une réduction de la concentration des nutriments
(en particulier de l’azote) et de la quantité de désinfectant résiduel. La diminution naturelle des micro-
organismes (en particulier des micro-organismes pathogènes) pendant le stockage dépend du temps de
séjour de l’eau et des conditions de fonctionnement du réservoir.
En raison de la forte dépendance des réactions chimiques et biologiques à la température et au pH
des eaux usées, les conditions climatiques et le type de réservoir (à ciel ouvert ou fermé) influent
considérablement sur la qualité des EUT pendant leur stockage. Les précipitations et la température,
notamment dans les régions chaudes, sont des facteurs importants pour la qualité des eaux stockées, en
particulier dans des réservoirs à ciel ouvert.
Les stratégies de gestion qu’il convient d’adopter pour réduire les problèmes physiques, chimiques
et biologiques associés au stockage des eaux usées dans les réservoirs à ciel ouvert et les réservoirs
fermés sont présentées dans le Tableau 1 et le Tableau 2.
Tableau 1 — Problèmes liés au stockage des eaux usées dans les réservoirs à ciel ouvert et
stratégies de gestion
Problèmes Stratégies de gestion
— Stratification thermique — Installation de systèmes d’aération: mélangeurs immergés ou
en surface, ou pompes de recirculation
— Faible teneur en oxygène dissous
— Maintien de concentrations élevées d’oxygène (potentiel redox
— Émission d’odeurs
positif) dans la colonne d’eau, principalement au niveau de
l’interface eau/sédiment, pour éviter l’entrée de phosphore
dans la colonne d’eau et le bloquer dans les sédiments
— Sédiments — Dragage mécanique ou hydraulique périodique des sédiments
accumulés suivant un intervalle adapté aux conditions locales
particulières (une période de cinq ans est considérée comme
a
acceptable)
— Développement excessif d’algues et — Mélange adéquat des eaux usées pour améliorer la photo-
de zooplancton oxydation des matières organiques par la lumière du soleil
— Réduction du recyclage interne du — Ajout d’algicides chimiques. Le sulfate de cuivre peut
phosphore avoir des effets toxiques liés à l’accumulation de cuivre (le
surdosage a des effets néfastes sur l’écosystème du réservoir).
C’est pourquoi la prudence est de mise en cas d’utilisation de
sulfate de cuivre, et il convient d’en réduire le plus possible
les quantités
— Maintien d’espèces de poissons qui se nourrissent d’algues et
de zooplancton. Ajout de pigments chimiques pour réduire la
pénétration de la lumière du soleil et le développement des
algues. Il convient de choisir des pigments chimiques qui ne
sont pas nocifs pour la santé, la flore et l’environnement
— Manipulation biologique du zooplancton (dans les réservoirs
peu profonds)
— Émission d’ultrasons dans le réservoir à ciel ouvert
— Teneur élevée en matières en — L’élimination des matières en suspension dépend de la
suspension granulométrie et des temps de séjour, il convient donc de tenir
compte de ces facteurs lors de la conception des réservoirs de
stockage
— Reprise de la croissance des micro- — Augmentation des quantités de désinfectant résiduel
organismes
— Désinfection des EUT introduites dans le système d’irrigation
b
— Augmentation du temps de séjour
— Amélioration de la qualité du stockage et des installations de
stockage
— Isolation et désinfection des endroits problématiques dans les
canalisations
— Augmentation du nombre d’insectes, — Pulvérisation d’insecticides adéquats
notamment des moustiques
— Méthodes mécaniques telles que l’agitation constante de l’eau
— Moyens de contrôle biologique, par exemple larvicides naturels
et utilisation de poissons se nourrissant de larves
— Fauchage régulier des rives
a
Selon la superficie et la profondeur du réservoir, et l’accumulation des sédiments.
b
Une augmentation occasionnelle des contaminants due à une contamination secondaire peut être constatée en raison
de l’augmentation du temps de séjour.
Tableau 2 — Problèmes liés au stockage des eaux usées dans les réservoirs fermés et
stratégies de gestion
Problèmes Stratégies de gestion
— Stagnation des eaux usées Recirculation des eaux usées (pompage et configuration des canali-
sations d’entrée et de sortie favorisant la recirculation de l’eau)
Maintien de concentrations élevées d’oxygène (potentiel redox
positif) dans la colonne d’eau, en particulier au niveau de l’interface
eau/sédiment, pour éviter l’entrée de phosphore dans la colonne
d’eau et le bloquer dans les sédiments
— Faible teneur en oxygène dissous Aération (systèmes d’aération)
— Émission d’odeurs
— Absence/diminution de la Amélioration de la gestion du régime de fonctionnement des réser-
concentration en désinfectant voirs
résiduel
— Reprise de la croissance des micro-
organismes
5 Autres installations de traitement
5.1 Généralités
Des étapes de traitement supplémentaire peuvent se révéler nécessaires afin d’obtenir la qualité
(physique, chimique ou biologique) des eaux usées requise pour l’utilisation prévue des EUT.
La nécessité d’un traitement supplémentaire des eaux usées destinées à être utilisées en irrigation
dépend des facteurs suivants:
— la qualité des EUT;
— le système d’irrigation;
— les cultures à irriguer;
— les exigences réglementaires;
— le risque d’impacts négatifs de l’irrigation sur l’environnement et la santé publique.
Une filtration (en particulier dans les systèmes d’irrigation par aspersion et les systèmes de micro-
irrigation) et une désinfection (chloration) sont souvent nécessaires.
5.2 Filtration
Les concentrations de matières en suspension et de sédiments dans les EUT sont généralement
suffisamment faibles pour la plupart des systèmes d’irrigation. Toutefois, un système de filtration en
amont de la station de pompage peut être installé dans les systèmes d’irrigation sous pression afin de
limiter la teneur en algues et d’éviter la croissance biologique dans les tuyaux, ainsi que le colmatage
des têtes des arroseurs et des émetteurs (en particulier dans le cas de l’irrigation par goutte-à-goutte et
par aspersion utilisant de faibles volumes d’eau).
Les filtres couramment utilisés dans les systèmes sous pression comprennent la filtration sur milieux
granulaires (filtres à gravier ou à sable), les filtres à disques et les filtres à tamis. Dans les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte, deux filtres différents (par exemple, filtres à sable et filtres à tamis)
peuvent être installés en série.
Une solution de filtration peut être mise en œuvre en aval dans les réservoirs de stockage à long terme
à ciel ouvert, au moyen d’un filtre à gravier, d’un filtre à sable ou d’un filtre à disques.
Les caractéristiques des filtres couramment utilisés dans les systèmes d’irrigation sont indiquées dans
le Tableau 3.
Tableau 3 — Caractéristiques de types de filtres couramment utilisés dans les systèmes
d’irrigation sous pression
Pertes de pression de
Type de filtre Caractéristiques spécifiques refoulement (hauteur
manométrique)
— Filtres à tamis — Systèmes d’irrigation avec un niveau modéré de Très faibles si le tamis ou
matières en suspension les disques sont propres
— Filtres à disques
— Utilisés dans les systèmes d’irrigation par goutte-à-
goutte en renfort d’un milieu filtrant
— Adéquats pour un niveau de filtration modéré
— Filtration sur milieux — Souvent utilisée dans les systèmes par goutte-à- 1,0 m à 1,20 m
granulaires (gravier goutte
fin ou sable)
5.3 Désinfection additionnelle
Il convient de procéder à la désinfection des EUT qui proviennent de réservoirs de stockage et sont
transportées dans un réseau de canalisations, afin d’éviter la reprise de la croissance bactérienne et le
développement d’algues.
Les techniques de désinfection peuvent comprendre des agents oxydants pour protéger le système
d’irrigation.
Il convient que la sélection du procédé de désinfection pour un système d’irrigation donné tienne compte
de son efficacité (destruction ou inactivation des bactéries, des algues, des virus et des protozoaires),
de sa fiabilité, de sa complexité, des problèmes de sécurité, de la toxicité résiduelle et des coûts.
Le chlore présentant une toxicité résiduelle pour les poissons, il n’est pas possible de l’utiliser dans des
réservoirs à ciel ouvert peuplés de poissons. Il peut être injecté dans le système d’irrigation, à condition
que le risque lié aux sous-produits de la chloration soit acceptable pour le système d’irrigation considéré.
Il convient de déterminer le besoin en chloration des EUT afin de définir le dosage du chlore, car il
convient d’éviter les techniques de surchloration en vue de réduire le plus possible la formation de
composés organochlorés.
6 Systèmes de distribution
6.1 Stations de pompage
L’irrigation sous pression nécessite que les EUT soient propulsées entre leur source et le champ, via
le système de distribution. L’eau est pompée par une pompe, généralement actionnée par un moteur
électrique. L’eau peut également être pompée pour l’amener sous pression dans une canalisation de
distribution d’eau existante et la faire passer dans le système d’irrigation à une pression de refoulement
souhaitée. Dans tous les cas, il convient que la pompe soit conçue pour propulser la quantité d’eau
requise entre la source et le point le plus haut du champ irrigué et pour maintenir une pression de
refoulement suffisante.
6.2 Canalisations
Il convient qu’un réseau de distribution soit constitué d’une ou plusieurs canalisations principales et
secondaires, qui assurent le transport des EUT du réservoir de distribution ou du réservoir de stockage
aux parcelles à irriguer. Les matériaux les plus couramment utilisés pour fabriquer les canalisations
des réseaux de distribution d’eaux usées sont: la fonte ductile, l’acier, le polychlorure de vinyle (PVC),
le polyéthylène haute densité (PEHD), l’aluminium et le polyester renforcé de fibres de verre (PRFV).
Il convient d’utiliser une assise spéciale conformément aux procédures d’installation prévues par le
fabricant pour tous les matériaux mentionnés afin de limiter leur fléchissement. Leur résistance
chimique au pH et aux engrais est résumée en 6.4 (Tableau 5 et Tableau 6). Les caractéristiques des
canalisations en fonction de leur matériau constitutif sont indiquées dans le Tableau 4.
Tableau 4 — Caractéristiques spécifiques des matériaux constitutifs courants des canalisations
Matériau Caractéristiques spécifiques
— Robustesse et flexibilité
— Fonte ductile, acier — Vulnérabilité à la corrosion
a
— Raccords spéciaux requis au niveau des coudes
— Légèreté, installation aisée
b
— PVC — Résistance à la corrosion
— PEHD — Pressions acceptables dans les systèmes d’irrigation
c
— Raccords spéciaux requis au niveau des coudes
— Légèreté
— Assemblage et démontage faciles et rapides
— Aluminium — Résistance aux dommages mécaniques et à la lumière du soleil
— Fragilité au gel (rupture des canalisations)
— Attaque par les engrais et les substances chimiques
— Légèreté, installation aisée
— Polyester renforcé de
— Résistance élevée et grande robustesse (faible rapport poids/résistance)
fibres de verre (PRFV)
— Haute résistance à la corrosion
— Résistance élevée
d,e
— Béton armé
— Protection contre la corrosion interne et externe
a
Pour les raccords à bride (fonte ductile) et les raccords à bride ou soudés (acier).
b
Détérioration par les UV.
c
Il peut ne pas être requis d’utiliser du PEHD en fonction du diamètre et de l’angle du coude.
d
Si des canalisations en béton sont utilisées, l’oxydation n’est pas recommandée.
e
Selon l’expérience acquise au Portugal.
6.3 Accessoires
6.3.1 Généralités
Comme pour tout réseau de distribution d’eau, il convient d’installer les accessoires suivants sur les
systèmes d’irrigation par des EUT afin de garantir le bon fonctionnement et la maintenance du système:
6.3.2 Vannes
Robinets d’arrêt — Les robinets d’arrêt de plus de 75 mm de diamètre sont généralement des robinets-
vannes ou des robinets à papillon. Les robinets plus petits sont généralement des robinets à boisseau.
Vannes de purge — Il convient d’installer ces vannes, qui évacuent l’air et les gaz piégés dans les
canalisations sous pression, à tous les points hauts du réseau où les gaz s’accumulent.
Vannes de purge/de dépression — Il convient d’installer ces vannes, qui évacuent l’air et les gaz, et
permettent à l’air atmosphérique d’entrer dans les canalisations, afin d’éliminer le vide créé lorsque les
canalisations sont purgées.
Clapets anti-retour — Il convient d’utiliser ces clapets, qui empêchent le reflux d’eaux usées, dans
toutes les situations où un retour des eaux usées depuis le système d’irrigation peut se produire. Il
convient que les clapets anti-retour intègrent un mécanisme anti-reflux complet, y compris un raccord
qui permet de vérifier que le clapet fonctionne correctement.
Vannes multivoies automatiques — Il convient d’utiliser ces vannes pour distribuer les eaux usées de
façon séquentielle vers différentes zones de l’aire d’irrigation.
Électrovannes — Il convient d’utiliser ces vannes, qui sont ouvertes et fermées automatiquement par
des signaux basse tension, pour purger les filtres ou les tuyaux goutte-à-goutte, ou pour envoyer de
l’eau à une zone particulière de la parcelle irriguée.
Vannes de régulation de la pression — Il convient d’utiliser ces vannes pour maintenir la
pression de l’eau à une valeur fixe ou dans une plage de valeurs (vannes de pression fixe ou variable,
respectivement). Il convient que les vannes de pression puissent résister à la pression maximale dans
le circuit de pompage et fournir la pression requise au fonctionnement des émetteurs goutte-à-goutte.
6.3.3 Purgeurs
Les purgeurs sont de petits tuyaux dotés d’une vanne à leur extrémité. Il convient de les installer en
bout de canalisation et aux points de raccord
...
2021-11
ISO/TC 282/SC 1
Date : 2021-05
ISO 16075--3:2021(F)
ISO/TC 282/SC 1
Lignes directrices pour l’utilisation des eaux usées traitées en irrigation —
Partie 3 : Éléments d’un projet de réutilisation en irrigation
Guidelines for treated wastewater use for irrigation projects — Part 3: Components of a
reuse project for irrigation
ICS : 13.060.01 ; 13.060.30
Type du document : Norme internationale
Sous-type du document :
Stade du document : (60) Publication
Langue du document : F
Type du document : Norme internationale
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ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos . v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et abréviations . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Abréviations . 2
4 Réservoir de stockage . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Types de réservoirs . 3
4.3 Durée de stockage . 3
4.4 Problèmes et stratégies . 4
5 Autres installations de traitement . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Filtration . 6
5.3 Désinfection additionnelle . 7
6 Systèmes de distribution . 7
6.1 Stations de pompage . 7
6.2 Canalisations . 7
6.3 Accessoires . 8
6.3.1 Généralités . 8
6.3.2 Vannes . 8
6.3.3 Purgeurs . 9
6.3.4 Débitmètres . 9
6.3.5 Bornes d’irrigation . 9
6.4 Résistance au pH et aux engrais des dispositifs d’irrigation . 9
6.5 Maintenance des réseaux de distribution pour prévenir la reprise de la croissance
bactérienne . 10
6.6 Conception et fonctionnement du réseau de distribution pour protéger les sources
d’eau potable . 10
6.6.1 Généralités . 10
6.6.2 Définition d’un rayon de protection . 11
6.6.3 Principes d’irrigation par des EUT au-dessus de canalisations d’eau potable
(souterraines ou à l’air libre) . 12
6.6.4 Principes des interconnexions . 12
6.6.5 Principes de mise en peinture et de marquage des canalisations et systèmes
d’irrigation par des EUT . 12
7 Systèmes d’irrigation . 14
7.1 Classification . 14
7.2 Systèmes d’irrigation sous pression . 14
7.2.1 Systèmes d’arrosage . 14
7.2.2 Systèmes de micro-irrigation . 16
7.2.3 Filtration . 17
7.2.4 Automatisation de l’irrigation . 17
7.3 Traitements préventifs, maintenance périodique et gestion des défaillances des
systèmes d’irrigation sous pression en fonction de la qualité des EUT . 17
7.3.1 Généralités . 17
7.3.2 Paramètres de qualité de l’eau requis pour le traitement et la maintenance des
systèmes d’irrigation, applicables aux micro-arroseurs et aux systèmes d’irrigation
par goutte-à-goutte . 18
7.3.3 Équipement et traitements requis pour les micro-arroseurs et les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte . 18
7.3.4 Restauration du fonctionnement correct d’un système d’irrigation après une
défaillance . 22
Annexe A (informative) Lignes directrices relatives à l’injection de chlore dans les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte . 23
Annexe B (informative) Lignes directrices relatives à l’utilisation d’acide dans les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte . 25
Annexe C (informative) Lignes directrices relatives à l’injection de peroxyde d’hydrogène
dans les systèmes d’irrigation par goutte-à-goutte . 28
Annexe D (informative) Lignes directrices relatives à l’échantillonnage sur les canalisations
d’irrigation par goutte-à-goutte . 34
Annexe E (informative) Substances chimiques appropriées . 36
Annexe F (informative) Purge des canalisations d’irrigation par goutte-à-goutte . 37
Bibliographie . 41
vi © ISO 2021 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le
droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2
(voir www.iso.org/directives).
L’attentionL'attention est appeléeattirée sur le fait que certains des éléments du présent document
peuvent faire l’objetl'objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISOL'ISO ne
saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur
existence. Les détails concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits
analogues identifiés lors de l’élaborationl'élaboration du document sont indiqués dans
l’Introductionl'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par l’ISOl'ISO (voir
www.iso.org/brevetswww.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-
proposwww.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 282, Recyclage des eaux, sous--
comité SC 1, Recyclage des eaux usées traitées à des fins d’irrigation.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 16075--3:2015), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes :
— modifications d’ordre rédactionnel ;
— ajout de l’Annexe F.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 16075 se trouve sur le site Webweb de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
est disponible à l’adresse www.iso.org/members.html.
Introduction
Au vu des efforts croissants déployés par de nombreux pays pour pallier la rareté et la pollution de
leurs ressources en eau, les eaux usées municipales et industrielles traitées sont devenues un moyen
économique judicieux pour augmenter les quantités disponibles, notamment par rapport à des
alternatives coûteuses telles que le dessalement ou le développement de nouvelles sources d’eau
impliquant la construction de barrages et de réservoirs. La réutilisation de l’eau permet de fermer le
cycle de l’eau plus près des villes, en produisant une « eau neuve » à partir des eaux usées municipales
et en réduisant les rejets d’eaux usées dans l’environnement.
Un nouveau concept important en matière de réutilisation des eaux usées est l’approche « adaptée aux
besoins », qui implique la production d’eau réutilisée d’une qualité répondant aux besoins des
utilisateurs finaux prévus. Dans le cas de l’eau réutilisée destinée à l’irrigation, la qualité de l’eau peut
conduire à adapter les types de végétaux cultivés. Les applications prévues de réutilisation de l’eau
doivent donc dicter le degré de traitement requis pour les eaux usées, et réciproquement, de même que
la fiabilité et l’entretien des systèmes de réutilisation des eaux usées.
Les eaux usées traitées peuvent être utilisées à différentes fins, comme eau non potable. Les principales
applications utilisant les eaux usées traitées (également qualifiées d’eaux réutilisées ou d’eaux
recyclées) comprennent l’irrigation des terres agricoles, l’irrigation des espaces verts, la réutilisation
industrielle et la recharge de nappe. Des applications plus récentes, qui se développent rapidement,
ciblent différents usages : urbain, récréatif, environnemental, ainsi que la réutilisation directe et
indirecte pour la production d’eau potable.
L’irrigation des terres agricoles a toujours été et restera probablement le secteur qui consomme le plus
d’eaux recyclées, les avantages de cette pratique et sa contribution à la sécurité alimentaire étant
reconnus. Le recyclage de l’eau pour des applications urbaines, et notamment l’irrigation des espaces
verts, se caractérise par un essor rapide et jouera un rôle décisif pour le développement durable des
villes à l’avenir, y compris du point de vue de la réduction de l’empreinte énergétique, du bien-être de la
population et de la restauration de l’environnement.
L’adéquation des eaux usées traitées à un type de réutilisation donné dépend de la correspondance
entre la disponibilité des eaux usées (leur volume) et la demande en eau d’irrigation tout au long de
l’année, ainsi que de la qualité de l’eau et des exigences spécifiques d’utilisation. La réutilisation de l’eau
pour l’irrigation peut comporter certains risques pour la santé et l’environnement, en fonction de la
qualité de l’eau, de la méthode d’application de l’eau d’irrigation, des caractéristiques du sol, des
conditions climatiques et des pratiques agronomiques. Par conséquent, il est nécessaire de considérer
la santé publique et les impacts négatifs potentiels sur l’agronomie et l’environnement comme des
aspects prioritaires afin de réussir le développement de projets de réutilisation de l’eau pour
l’irrigation. Afin de prévenir de tels impacts négatifs potentiels, il est essentiel d’élaborer et de mettre
en œuvre des lignes directrices internationales pour la réutilisation des eaux usées traitées.
Les principaux critères de qualité d’eau déterminant l’adéquation des eaux usées traitées pour
l’irrigation sont la teneur en agents pathogènes, la salinité, la sodicité, la toxicité d’ions spécifiques, les
autres éléments chimiques et les nutriments. Il incombe aux autorités sanitaires locales d’établir des
valeurs seuils de qualité de l’eau en fonction des utilisations autorisées et de définir des pratiques pour
garantir la protection sanitaire et environnementale en tenant compte des spécificités locales.
viii © ISO 2021 – Tous droits réservés
D’un point de vue agronomique, la principale limitation à l’utilisation des eaux usées traitées en
irrigation est liée à leur qualité. Les eaux usées traitées, contrairement à l’eau destinée à des usages
domestiques et industriels, contiennent de plus fortes concentrations de matières inorganiques en
suspension et dissoutes (sels totaux solubles, sodium, chlorure, bore et métaux lourds), qui peuvent
nuire au sol et aux cultures irriguées. Les sels dissous ne sont pas éliminés par les techniques
conventionnelles de traitement des eaux usées ; les bonnes pratiques en matière de gestion,
d’agronomie et d’irrigation visent à éviter ou réduire le plus possible les impacts négatifs potentiels.
La présence de nutriments (azote, phosphore et potassium) peut constituer un avantage en raison des
économies d’engrais qu’elle permet. Cependant, la quantité de nutriments fournie par les eaux usées
traitées tout au long de la période d’irrigation ne coïncide pas forcément avec les quantités requises par
les cultures et la disponibilité des nutriments dépend de leur forme chimique.
Le présent document fournit des recommandations pour assurer le déroulement, la surveillance et la
maintenance dans de bonnes conditions, sur les plans sanitaire, hydrologique et environnemental, des
projets de réutilisation de l’eau pour l’irrigation non restreinte et restreinte de cultures agricoles, de
jardins et d’espaces verts avec des eaux usées traitées. Il convient que la qualité des eaux usées traitées
fournies corresponde aux utilisations possibles en fonction de la sensibilité des cultures (sur le plan
sanitaire et agronomique), des sources d’eau (sensibilité hydrologique de la zone concernée par le
projet), du sol et des conditions climatiques.
Le présent document porte sur les facteurs entrant en ligne de compte dans les projets de réutilisation
de l’eau pour l’irrigation, indépendamment de leur taille, de leur complexité et de leur situation
géographique. Il est applicable aux utilisations des eaux usées traitées prévues dans un projet donné,
même si ces utilisations sont amenées à changer pendant la durée de vie du projet, du fait de
modifications apportées au projet lui-même ou à la législation en vigueur.
Les principaux facteurs entrant en ligne de compte pour assurer la sécurité, en matière de santé et
d’environnement, des projets de réutilisation de l’eau pour l’irrigation sont les suivants :
— une surveillance méticuleuse de la qualité des eaux usées traitées pour garantir le fonctionnement
du système conformément aux prévisions et à la conception ;
— des instructions de conception et de maintenance des systèmes d’irrigation pour garantir leur bon
fonctionnement à long terme ;
— la compatibilité entre la qualité des eaux usées traitées, la méthode de distribution et le type de sol
et de cultures à irriguer pour garantir une exploitation viable du sol et une croissance normale des
cultures ;
— l’adéquation entre la qualité des eaux usées traitées et leur utilisation pour empêcher ou réduire le
plus possible toute contamination éventuelle des sources d’eaux souterraines ou d’eaux de surface.
Le présent document n’a pas vocation à empêcher l’élaboration de normes ou de guides plus
spécifiques, mieux adaptés à des régions, des pays, des zones ou des organismes particuliers. Si des
documents de ce type sont publiés, il est recommandé qu’ils fassent référence au présent document afin
de garantir l’uniformité au sein de tous les acteurs utilisant des eaux usées traitées.
NORME INTERNATIONALE ISO 16075-3:2021(F)
Lignes directrices pour l’utilisation des eaux usées traitées
en irrigation — Partie 3 : Éléments d’un projet de
réutilisation en irrigation
1 Domaine d’application
Le présent document aborde les éléments du projet nécessaires à l’utilisation des eaux usées traitées
(EUT) en irrigation. Il met l’accent sur les méthodes d’irrigation, principalement l’irrigation par goutte--
à-goutte, cette technique constituant une méthode efficace d’apport d’eau et de réduction de la
consommation d’eau, tout en diminuant la pollution des cultures. Bien que la qualité de l’eau et la
filtration des eaux usées traitées (ci-après EUT) jouent un rôle essentiel dans l’irrigation par goutte--à--
goutte, les systèmes d’irrigation à ciel ouvert sont plus courants et sont fréquemment utilisés pour
l’irrigation par des EUT. C’est pourquoi ils sont également abordés dans le présent document.
Le présent document couvre les aspects liés aux principaux éléments d’un projet d’irrigation par des
EUT, notamment les suivants :
— les stations de pompage ;
— les réservoirs de stockage ;
— les installations de traitement (pour une utilisation en irrigation) ;);
— la filtration et la désinfection ;
— les réseaux de canalisations de distribution ;
— les dispositifs d’application de l’eau : les composants des systèmes d’irrigation et leur traitement.
Le présent document n’a pas vocation à être utilisé à des fins de certification.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 20670, Réutilisation de l’eau — Vocabulaire.
ISO 16075-1, Lignes directrices pour l’utilisationl'utilisation des eaux usées traitées en irrigationdans les
projets d'irrigation — Partie 1 : Les bases d’und'un projet de réutilisation en irrigation.pour l'irrigation
ISO 20670, Réutilisation de l'eau — Vocabulaire
3 Termes, définitions et abréviations
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l’ISO 20670 16075-1 et de
l’ISO 16075-120670 s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp ;
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse
http://www.electropedia.org/.https://www.electropedia.org/
3.2 Abréviations
DBO demande biochimique en oxygène
DCO demande chimique en oxygène
ENP eau non potable
EU eaux usées
EUT eaux usées traitées
PE polyéthylène
PEHD polyéthylène haute densité
PVC polychlorure de vinyle
STEP station d’épuration des eaux usées
4 Réservoir de stockage
4.1 Généralités
Les EUT sont acheminées par une canalisation de transport vers le centre de distribution, à partir
duquel elles sont fournies aux agriculteurs ou aux autres utilisateurs.
Il convient que les installations de stockage opérationnel et saisonnier soient placées en aval de la
station d’épuration des eaux usées, afin d’équilibrer les variations quotidiennes et saisonnières de
l’alimentation du centre de distribution par la STEP, de façon à :
— répondre à la demande de pointe en eau d’irrigation ;
— stocker l’excédent d’EUT arrivant au système d’irrigation par rapport à la demande (y compris le
stockage hivernal) ; );
— réduire le plus possible les conséquences d’un dysfonctionnement de la STEP ou de l’écoulement
temporaire d’EUT d’une qualité inappropriée pour le fonctionnement du système d’irrigation.
Les réservoirs de stockage peuvent également être utilisés pour assurer un traitement supplémentaire
des EUT, lorsque les responsables des systèmes d’irrigation ont besoin de contrôler les variations de la
qualité des eaux usées susceptibles d’affecter le fonctionnement du système d’irrigation ou d’améliorer
la qualité des EUT.
4.2 Types de réservoirs
Les types d’installations de stockage peuvent être des réservoirs ou des lagunes à ciel ouvert, ou des
réservoirs fermés.
Les réservoirs fermés peuvent être des réservoirs à toit fixe, y compris des réservoirs souterrains, ou
des réservoirs à écran flottant amovible (couverture partielle ou totale).
Les réservoirs fermés sont plus onéreux, mais peuvent offrir plusieurs avantages :
— une évaporation moindre ;
— un risque réduit de développement d’algues ;
— aucune possibilité de contact entre les eaux usées et des personnes ou des animaux ;
— une protection des eaux usées stockées contre le ruissellement des eaux pluviales.
L’inconvénient de ces réservoirs réside dans la nécessité de les nettoyer périodiquement, en raison de
la formation d’un biofilm ou de leur encrassement biologique. L’absence de photosynthèse augmente,
en outre, le risque de développement de conditions anaérobies et, de ce fait, d’émissions d’odeurs.
4.3 Durée de stockage
On distingue deux principaux types de stockage, le stockage à court terme et le stockage à long terme,
en fonction des exigences du projet d’irrigation.
Le stockage à court terme est requis pour la plupart des systèmes d’irrigation, afin d’égaliser et
d’équilibrer l’alimentation et l’application des EUT. Il représente une durée d’un ou de plusieurs jours
(selon les besoins du système d’irrigation).
Le stockage à court terme a généralement lieu dans des cuves en béton ou en plastique et dans de petits
bassins, tandis que le stockage à long terme s’effectue habituellement via des barrages, des lagunes de
grande surface, des lacs ou un stockage de l’eau en aquifère, suivi de sa récupération.
Le stockage à long terme peut être divisé en deux catégories :
— le stockage saisonnier, permettant d’accumuler l’eau sur de longues périodes durant lesquelles le
débit de production de la station d’épuration est supérieur à la demande en eau d’irrigation. Les
EUT stockées peuvent être utilisées lorsque la demande en eau d’irrigation est supérieure au débit
de production de la station d’épuration. Ce type de stockage implique généralement l’utilisation de
réservoirs à ciel ouvert de grandes dimensions. Le temps de séjour est en principe de quelques
mois ;
— le stockage en aquifère, qui est généralement combiné au traitement par le sol et l’aquifère
(au moyen de bassins d’infiltration). Le temps de séjour peut s’étaler de quelques mois à plusieurs
années.
4.54.4 Problèmes et stratégies
Au cours de la période de stockage, les eaux usées subissent des changements qui affectent leurs
propriétés physiques, chimiques et biologiques. La reprise de la croissance bactérienne et/ou
l’introduction de bactéries provenant du milieu environnant, la nitrification, le développement d’algues
et la production de H S (à l’origine d’émissions d’odeurs et du risque de corrosion des composants
métalliques du système d’irrigation) sont les principaux processus biologiques qui affectent la qualité
des EUT stockées. Le stockage entraîne également une augmentation des sédiments en suspension et de
la quantité d’oxygène dissous, une variation du pH, une réduction de la concentration des nutriments
(en particulier de l’azote) et de la quantité de désinfectant résiduel. La diminution naturelle des micro--
organismes (en particulier des micro-organismes pathogènes) pendant le stockage dépend du temps de
séjour de l’eau et des conditions de fonctionnement du réservoir.
En raison de la forte dépendance des réactions chimiques et biologiques à la température et au pH des
eaux usées, les conditions climatiques et le type de réservoir (à ciel ouvert ou fermé) influent
considérablement sur la qualité des EUT pendant leur stockage. Les précipitations et la température,
notamment dans les régions chaudes, sont des facteurs importants pour la qualité des eaux stockées, en
particulier dans des réservoirs à ciel ouvert.
Les stratégies de gestion qu’il convient d’adopter pour réduire les problèmes physiques, chimiques et
biologiques associés au stockage des eaux usées dans les réservoirs à ciel ouvert et les réservoirs
fermés sont présentées dans le Tableau 1 et le Tableau 2.
Tableau 1 — Problèmes liés au stockage des eaux usées dans les réservoirs à ciel ouvert et
stratégies de gestion
Problèmes Stratégies de gestion
— Stratification thermique — Installation de systèmes d’aération : mélangeurs immergés ou
en surface, ou pompes de recirculation
— Faible teneur en oxygène dissous
— Maintien de concentrations élevées d’oxygène (potentiel redox
— Émission d’odeurs positif) dans la colonne d’eau, principalement au niveau de
l’interface eau/sédiment, pour éviter l’entrée de phosphore
dans la colonne d’eau et le bloquer dans les sédiments
— Sédiments — Dragage mécanique ou hydraulique périodique des sédiments
accumulés suivant un intervalle adapté aux conditions locales
particulières (une période de cinq ans est considérée comme
a
acceptable)
— Développement excessif d’algues et — Mélange adéquat des eaux usées pour améliorer la photo--
de zooplancton oxydation des matières organiques par la lumière du soleil
— Réduction du recyclage interne du — Ajout d’algicides chimiques. Le sulfate de cuivre peut avoir des
phosphore effets toxiques liés à l’accumulation de cuivre (le surdosage a
des effets néfastes sur l’écosystème du réservoir).
C’est pourquoi la prudence est de mise en cas d’utilisation de
sulfate de cuivre, et il convient d’en réduire le plus possible
les quantités
— Maintien d’espèces de poissons qui se nourrissent d’algues et de
zooplancton. Ajout de pigments chimiques pour réduire la
pénétration de la lumière du soleil et le développement des
algues. Il convient de choisir des pigments chimiques qui ne
sont pas nocifs pour la santé, la flore et l’environnement
— Manipulation biologique du zooplancton (dans les réservoirs
peu profonds)
— Émission d’ultrasons dans le réservoir à ciel ouvert
— Teneur élevée en matières en — L’élimination des matières en suspension dépend de la
suspension granulométrie et des temps de séjour, il convient donc de tenir
compte de ces facteurs lors de la conception des réservoirs de
stockage
— Reprise de la croissance des micro-- — Augmentation des quantités de désinfectant résiduel
organismes
— Désinfection des EUT introduites dans le système d’irrigation
b
— Augmentation du temps de séjour
— Amélioration de la qualité du stockage et des installations de
stockage
— Isolation et désinfection des endroits problématiques dans les
canalisations
— Augmentation du nombre d’insectes, — Pulvérisation d’insecticides adéquats
notamment des moustiques
— Méthodes mécaniques telles que l’agitation constante de l’eau
— Moyens de contrôle biologique, par exemple larvicides naturels
et utilisation de poissons se nourrissant de larves
— Fauchage régulier des rives
a
Selon la superficie et la profondeur du réservoir, et l’accumulation des sédiments.
b
Une augmentation occasionnelle des contaminants due à une contamination secondaire peut être constatée en raison
de l’augmentation du temps de séjour.
Tableau 2 — Problèmes liés au stockage des eaux usées dans les réservoirs fermés et
stratégies de gestion
Problèmes Stratégies de gestion
— Stagnation des eaux usées
Recirculation des eaux usées (pompage et configuration des
canalisations d’entrée et de sortie favorisant la recirculation de
l’eau)
Maintien de concentrations élevées d’oxygène (potentiel redox
positif) dans la colonne d’eau, en particulier au niveau de l’interface
eau/sédiment, pour éviter l’entrée de phosphore dans la colonne
d’eau et le bloquer dans les sédiments
— Faible teneur en oxygène dissous
Aération (systèmes d’aération)
— Émission d’odeurs
— Absence/diminution de la
Amélioration de la gestion du régime de fonctionnement des
concentration en désinfectant
réservoirs
résiduel
— Reprise de la croissance des micro--
organismes
5 Autres installations de traitement
5.1 Généralités
Des étapes de traitement supplémentaire peuvent se révéler nécessaires afin d’obtenir la qualité
(physique, chimique ou biologique) des eaux usées requise pour l’utilisation prévue des EUT.
La nécessité d’un traitement supplémentaire des eaux usées destinées à être utilisées en irrigation
dépend des facteurs suivants :
— la qualité des EUT ;
— le système d’irrigation ;
— les cultures à irriguer ;
— les exigences réglementaires ;
— le risque d’impacts négatifs de l’irrigation sur l’environnement et la santé publique.
Une filtration (en particulier dans les systèmes d’irrigation par aspersion et les systèmes de micro--
irrigation) et une désinfection (chloration) sont souvent nécessaires.
5.2 Filtration
Les concentrations de matières en suspension et de sédiments dans les EUT sont généralement
suffisamment faibles pour la plupart des systèmes d’irrigation. Toutefois, un système de filtration en
amont de la station de pompage peut être installé dans les systèmes d’irrigation sous pression afin de
limiter la teneur en algues et d’éviter la croissance biologique dans les tuyaux, ainsi que le colmatage
des têtes des arroseurs et des émetteurs (en particulier dans le cas de l’irrigation par goutte-à-goutte et
par aspersion utilisant de faibles volumes d’eau).
Les filtres couramment utilisés dans les systèmes sous pression comprennent la filtration sur milieux
granulaires (filtres à gravier ou à sable), les filtres à disques et les filtres à tamis. Dans les systèmes
d’irrigation par goutte-à-goutte, deux filtres différents (par exemple, filtres à sable et filtres à tamis)
peuvent être installés en série.
Une solution de filtration peut être mise en œuvre en aval dans les réservoirs de stockage à long terme à
ciel ouvert, au moyen d’un filtre à gravier, d’un filtre à sable ou d’un filtre à disques.
Les caractéristiques des filtres couramment utilisés dans les systèmes d’irrigation sont indiquées dans
le Tableau 3.
Tableau 3 — Caractéristiques de types de filtres couramment utilisés dans les systèmes
d’irrigation sous pression
Pertes de pression de
Type de filtre Caractéristiques spécifiques refoulement (hauteur
manométrique)
— Filtres à tamis — Systèmes d’irrigation avec un niveau modéré de
Très faibles si le tamis ou
matières en suspension
les disques sont propres
— Filtres à disques
— Utilisés dans les systèmes d’irrigation par goutte--à--
goutte en renfort d’un milieu filtrant
— Adéquats pour un niveau de filtration modéré
— Filtration sur milieux — Souvent utilisée dans les systèmes par goutte--à--
1,0 m à 1,20 m
granulaires (gravier goutte
fin ou sable)
5.3 Désinfection additionnelle
Il convient de procéder à la désinfection des EUT qui proviennent de réservoirs de stockage et sont
transportées dans un réseau de canalisations, afin d’éviter la reprise de la croissance bactérienne et le
développement d’algues.
Les techniques de désinfection peuvent comprendre des agents oxydants pour protéger le système
d’irrigation.
Il convient que la sélection du procédé de désinfection pour un système d’irrigation donné tienne
compte de son efficacité (destruction ou inactivation des bactéries, des algues, des virus et des
protozoaires), de sa fiabilité, de sa complexité, des problèmes de sécurité, de la toxicité résiduelle et des
coûts.
Le chlore présentant une toxicité résiduelle pour les poissons, il n’est pas possible de l’utiliser dans des
réservoirs à ciel ouvert peuplés de poissons. Il peut être injecté dans le système d’irrigation, à condition
que le risque lié aux sous-produits de la chloration soit acceptable pour le système d’irrigation
considéré.
Il convient de déterminer le besoin en chloration des EUT afin de définir le dosage du chlore, car il
convient d’éviter les techniques de surchloration en vue de réduire le plus possible la formation de
composés organochlorés.
6 Systèmes de distribution
6.1 Stations de pompage
L’irrigation sous pression nécessite que les EUT soient propulsées entre leur source et le champ, via le
système de distribution. L’eau est pompée par une pompe, généralement actionnée par un moteur
électrique. L’eau peut également être pompée pour l’amener sous pression dans une canalisation de
distribution d’eau existante et la faire passer dans le système d’irrigation à une pression de refoulement
souhaitée. Dans tous les cas, il convient que la pompe soit conçue pour propulser la quantité d’eau
requise entre la source et le point le plus haut du champ irrigué et pour maintenir une pression de
refoulement suffisante.
6.2 Canalisations
Il convient qu’un réseau de distribution soit constitué d’une ou plusieurs canalisations principales et
secondaires, qui assurent le transport des EUT du réservoir de distribution ou du réservoir de stockage
aux parcelles à irriguer. Les matériaux les plus couramment utilisés pour fabriquer les canalisations des
réseaux de distribution d’eaux usées sont : la fonte ductile, l’acier, le polychlorure de vinyle (PVC), le
polyéthylène haute densité (PEHD), l’aluminium et le polyester renforcé de fibres de verre (PRFV).
Il convient d’utiliser une assise spéciale conformément aux procédures d’installation prévues par le
fabricant pour tous les matériaux mentionnés afin de limiter leur fléchissement. Leur résistance
chimique au pH et aux engrais est résumée en 6.4 (Tableau 5 et Tableau 6). Les caractéristiques des
canalisations en fonction de leur matériau constitutif sont indiquées dans le Tableau 4.
Tableau 4 — Caractéristiques spécifiques des matériaux constitutifs courants des canalisations
Matériau Caractéristiques spécifiques
— Robustesse et flexibilité
— Fonte ductile, acier — Vulnérabilité à la corrosion
a
— Raccords spéciaux requis au niveau des coudes
— Légèreté, installation aisée
b
— PVC — Résistance à la corrosion
— PEHD — Pressions acceptables dans les systèmes d’irrigation
c
— Raccords spéciaux requis au niveau des coudes
— Légèreté
— Assemblage et démontage faciles et rapides
— Aluminium — Résistance aux dommages mécaniques et à la lumière du soleil
— Fragilité au gel (rupture des canalisations)
— Attaque par les engrais et les substances chimiques
— Légèreté, installation aisée
— Polyester renforcé de
— Résistance élevée et grande robustesse (faible rapport poids/résistance)
fibres de verre (PRFV)
— Haute résistance à la corrosion
— Résistance élevée
d, e
— Béton armé
— Protection contre la corrosion interne et externe
a
Pour les raccords à bride (fonte ductile) et les raccords à bride ou soudés (acier).
b
Détérioration par les UV.
c
Il peut ne pas être requis d’utiliser du PEHD en fonction du diamètre et de l’angle du coude.
d
Si des canalisations en béton sont utilisées, l’oxydation n’est pas recommandée.
e
Selon l’expérience acquise au Portugal.
6.3 Accessoires
6.3.1 Généralités
Comme pour tout réseau de distribution d’eau, il convient d’installer les accessoires suivants sur les
systèmes d’irrigation par des EUT afin de garantir le bon fonctionnement et la maintenance du
système :
6.3.2 Vannes
Robinets d’arrêt : les — Les robinets d’arrêt de plus de 75 mm de diamètre sont généralement des
robinets--vannes ou des robinets à papillon. Les robinets plus petits sont généralement des robinets à
boisseau.
Vannes de purge : il — Il convient d’installer ces vannes, qui évacuent l’air et les gaz piégés dans les
canalisations sous pression, à tous les points hauts du réseau où les gaz s’accumulent.
Vannes de purge/de dépression : il — Il convient d’installer ces vannes, qui évacuent l’air et les gaz, et
permettent à l’air atmosphérique d’entrer dans les canalisations, afin d’éliminer le vide créé lorsque les
canalisations sont purgées.
Clapets anti-retour : il — Il convient d’utiliser ces clapets, qui empêchent le reflux d’eaux usées, dans
toutes les situations où un retour des eaux usées depuis le système d’irrigation peut se produire. Il
convient que les clapets anti-retour intègrent un mécanisme anti-reflux complet, y compris un raccord
qui permet de vérifier que le clapet fonctionne correctement.
Vannes multivoies automatiques : il — Il convient d’utiliser ces vannes pour distribuer les eaux usées
de façon séquentielle vers différentes zones de l’aire d’irrigation.
Électrovannes : il — Il convient d’utiliser ces vannes, qui sont ouvertes et fermées automatiquement
par des signaux basse tension, pour purger les filtres ou les tuyaux goutte-à-goutte, ou pour envoyer de
l’eau à une zone particulière de la parcelle irriguée.
Vannes de régulation de la pression : il — Il convient d’utiliser ces vannes pour maintenir la pression
de l’eau à une valeur fixe ou dans une plage de valeurs (vannes de pression fixe ou variable,
respectivement). Il convient que les vannes de pression puissent résister à la pression maximale dans le
circuit de pompage et fournir la pression requise au fonctionnement des émetteurs goutte-à-goutte.
6.3.3 Purgeurs
Les purgeurs sont de petits tuyaux dotés d’une vanne à leur extrémité. Il convient de les installer en
bout de canalisation et aux points de raccordement de faible hauteur du réseau, afin de permettre la
vidange des canalisations et leur purge, et d’éliminer ainsi les sédiments qui s’y sont accumulés.
6.3.4 Débitmètres
L’utilisation de compteurs à déplacement est admise dans les installations de petite taille. Des
débitmètres à turbine, des moulinets à hélice et des débitmètres magnétiques sont utilisés dans les
installations de plus grande taille. Les débitmètres magnétiques sont recommandés en raison de
...
Questions, Comments and Discussion
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