4 - Adduction de L'eau Potable [PDF]

Zitiervorschau

Ecole Hassania des Travaux Publics

Cours d’Alimentation en Eau Potable Pr. LHASSIAT Jaâfar [email protected]

Année académique : 2021/2022

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Année académique 2021-2022

Chapitre 3 Adduction de l’eau potable

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Types d’adduction de l’eau potable

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L’adduction de l’eau potable est le transfert (transport) de cette eau de la source naturelle de prélèvement ou éventuellement de la station de potabilisation vers le(s) réservoir(s) de stockage pour une distribution ultérieure. On distingue trois types d’adduction :  Adduction gravitaire : Si le point de captage (ou de la station de potabilisation) est situé à une altitude supérieure à celle du (des) réservoir(s) de stockage (Conduite d’adduction).  Adduction par refoulement : Si le point de captage (ou de la station de potabilisation) est situé à une altitude inférieure à celle du (des) réservoir(s) de stockage ou même à une altitude supérieure mais avec une dénivelée insuffisante pour un écoulement gravitaire économique (Conduite de refoulement)  Adduction mixte : Lorsque l’eau est refoulée du captage (ou de la station de potabilisation) vers un réservoir intermédiaire puis coule gravitairement vers le réservoir de stockage (Conduites de refoulement et d’adduction)

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Types d’adduction de l’eau potable

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Adduction gravitaire L’écoulement peut être à surface libre c’est-à-dire sans pression ou en charge. Pour l’écoulement à surface libre, la force motrice est la pente, généralement uniforme sur tout le long de l’adducteur.

Cet écoulement peut être réalisé par des aqueducs ou des canaux à ciel ouvert. Il est caractérisé par :  L’écoulement devra être à surface libre sur tout le long du parcours  Pente fiable et sensiblement constante  Vitesse faible et donc grande section transversale  Système particulier selon la topographie naturelle : sur arcades, en siphons, en tunnels …

Problème : Altération de la température de l’eau transportée et Possibilité de drainage de la pollution

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Types d’adduction de l’eau potable

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Adduction gravitaire

Adduction gravitaire en charge

Ainsi, dans le cas de l’adduction gravitaire de l’eau potable, l’écoulement gravitaire est un écoulement en charge, la conduite d’adduction ou de transfert ou l’adducteur ou le feeder

coule à pleine section, c’est-à-dire sous pression. Cet écoulement gravitaire est caractérisé par :  Aucune contrainte en ce qui concerne la pente de la conduite  Les vitesses sont plus grandes  L’eau est isolée du milieu extérieur : moins de perte et pas de risque de pollution.

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Types d’adduction de l’eau potable

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Adduction par refoulement Le refoulement de l’eau potable se fait via la conduite de refoulement faisant partie d’une station de pompage (ou station élévatoire) Une station de pompage est constituée de deux parties : une partie génie civil et une partie équipement.  La partie génie civil regroupe généralement le local technique et une bâche d’arrivée d’eau (bâche d’aspiration).  La partie équipement de la station de pompage comporte, entre outre : •

un ou plusieurs groupes élévatoires (appelées couramment pompes d’exhaure) constitué chacun d’un moteur et d’une pompe

•

un tableau électrique qui gère le fonctionnement du système

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1ère partie Adduction gravitaire de l’eau potable

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Tracé en plan

 Le tracé en plan doit être le plus direct possible (le plus court) entre la production et le(s) réservoir(s) de stockage pour réduire les frais de premier établissement.

 Le tracé en plan doit emprunter de préférence l’accotement des routes et chemins pour faciliter l’accès durant les travaux de mise en place et en cas de prospections ou réparations éventuelles.  Le tracé en plan doit prévoir le minimum d’ouvrages couteux tels que les traversées de rivières, de canaux, ou de routes importantes.

Franchissement d’un ouvrage d’art

Traversée en siphon d’un oued

 Le tracé en plan doit éviter le passage par les propriétés privées, quand c’est possible, pour minimiser le recours à la procédure d’expropriation pour utilité publique. Cependant il sera difficile d’éviter le passage par les terrains particuliers pour les conduites de gros diamètres.

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Profil en long

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Le profil en long doit respecter certaines consignes pour le bon fonctionnement de ce transfert :

1. Pente de la conduite L’air au niveau des conduites étant l’ennemi des adductions d’eau potable car son

accumulation peut gêner l’écoulement et ne permet pas d’avoir une veine liquide continue. Il peut même endommager les conduites en cas de cavitation suivie d’implosion. Le profil en long de la conduite doit par conséquent :  Eviter des pentes nulles au niveau de certains segments de la conduite  Prévoir des montées lentes de pentes minimales de 0.2 à 0.3% et des descentes rapides de 0.4 à 0.6% afin de permettre à l’air de se déplacer lentement et se focaliser aux points hauts pour être évacué via des ventouses.

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Profil en long

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Le profil en long doit respecter certaines consignes pour le bon fonctionnement de ce transfert :

2. Profondeur de pose Les conduites doivent être posées généralement en terre, exceptionnellement en élévation au-dessous du sol, en galerie, sur des ouvrages d’art ou même dans le lit des rivières. La pose en terre se fait au niveau d’une tranchée avec une distance variant de 0.80 à 1.20 m

au-dessus de la génératrice extérieure supérieure pour les raisons suivantes :  Eviter tout acte de vandalisme ou de piquage illicite.  Avoir une eau relativement fraîche en été  Eviter en hiver d’avoir une eau trop froide voir même son gel dans les zones trop froides

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Profil en long

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3. Tranchée de pose La tranchée pour loger la conduite doit présenter les caractéristiques suivantes :

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3. Tranchée de pose (suite)  Les fouilles en tranchée doivent se faire avec une largeur minimale de 0.60 m pour permettre la pose de la conduite et l’accès du personnel au fond de la tranchée.  Le fond de la tranchée doit être bien nivelé et ne présente aucun objet pointu.  Un lit de pose en sable ou en gravier de 0.15 à 0.20 m d’épaisseur doit être bien étalé et couvre tout le fond de la trachée.

 La pose de la conduite doit se faire au milieu de la tranchée

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Profil en long

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3. Tranchée de pose (suite)  La conduite est ensuite recouverte par un remblai dit primaire. Ce remblai peut provenir en totalité ou en partie du déblai obtenu lors des fouilles en tranchée ou d’un remblai d’apport. Ce remblaiement est effectué jusqu’à une hauteur d’enrobage de 0.30 m au-dessus de la génératrice extérieure supérieure.

 Pour la signalisation de la conduite, un grillage avertisseur bleu est mis en place à l’intérieur du remblai secondaire. Il doit dans tous les cas être situé à une hauteur de 30 cm au-dessus de la génératrice supérieure extérieure de la conduite.

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3. Tranchée de pose (suite)  Le remblaiement est achevé par un remblai dit secondaire jusqu’à atteindre le terrain naturel ou jusqu’au fond du corps de chaussée (en cas de traversée d’une chaussée).

La réfection de cette chaussée devra se faire de façon très soignée.

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4. Equipement des points hauts Les points hauts sont équipés par des ventouses.

Ces ventouses permettent :  L’évacuation de l’air à grand débit par le grand orifice lors du remplissage de la conduite  L’admission de l’air à grand débit par le grand orifice lors de la vidange de la conduite  Le dégazage de l’air en fonctionnement normal par le petit orifice

L'ébonite est un matériau dur résultant de la vulcanisation du caoutchouc avec une forte proportion de soufre.

ρébonite est : 1150 kg/m3

ρcaoutchouc est : 950 kg/m3

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5. Equipement des points bas Les points bas sont équipés par des vidanges (ou décharges) pour permettre :  La vidange de la conduite en cas de réparations éventuelles ou de rinçage  L’évacuation de dépôts de sable constatés

 La chasse de pollution accidentelle

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6. Vannes de sectionnement La conduite d’adduction comporte des vannes de sectionnement à la tête comme à l’extrémité et à des distances selon la distances totale de l’adducteur pour permettre d’isoler un tronçon donné sujet de défections en but d’effectuer des réparations ou des entretiens

Vanne à opercule

Vanne papillon

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7. Position de la ligne piézométrique Considérons une conduite reliant deux réservoirs. La ligne piézométrique correspondant aux pressions relatives est représentée approximativement par la droite AA’ (On a négligé les pertes de charge dues à l’entrée et à la sortie des réservoirs. La ligne piézométrique BB’ correspond aux pressions absolues.

Si la conduite toute entière est située au dessous de AA’, la pression dépasse la pression atmosphérique. Cette hypothèse correspond à une situation normale. Il faut prévoir des ventouses aux points les plus élevés N’ pour la sortie de l’air accumulé et des décharges de

fond en N et N’’ pour la vidange et le nettoyage.

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1ère partie (suite) Calculs hydrauliques réalisés en classe afférents •

au dimensionnement d’une adduction gravitaire

•

à l’assemblage série des conduites d’adduction et leur remplacement par une conduite équivalente

•

à l’assemblage parallèle des conduites d’adduction et leur remplacement par une conduite équivalente

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1ère partie (suite) Nature des conduites de l’eau potable

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Classification des conduites

Il existe deux grandes familles de conduites en terme de comportement aux charges :  Les conduites rigides  Les conduites semi-rigides (ou flexibles). Les conuites rigides sont fabriquées à partir de béton (Béton Armé ou Béton Précontraint), de fonte ou d’acier. Leur structure empêche toute ovalisation de leurs diamètres. Ces conduites vont reprendre l’intégralité des charges auxquelles elles sont soumises. Elles résisteront aux charges jusqu’à leurs points de fissuration puis jusqu'à ceux de rupture. Les

conduites

semi-rigides

sont

généralement

réalisées

à

partir

de

matériaux

thermoplastiques tels que :  Polychlorure de Vinyle Chloré utilisé à l’extérieur de la structure du bâtiment code U (PVC-U)  PolyEthlylène Haute Densité (PEHD)  PolyPropylène (PPR)

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Conduites en béton armé :

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Conduites en béton armé :

Conduites rigides

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Conduites en fonte ductile :

Conduites rigides

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Conduites en fonte ductile :

Conduites rigides

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Conduites en acier galvanisé :

Conduites rigides

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Conduites semi-rigides

Conduites en Polychlorure de Vinyle Chloré (PVC-U) :

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Conduites semi-rigides

Conduites en Polychlorure de Vinyle Chloré (PVC-U) :

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Conduites semi-rigides

Conduites en PolyEthlylène Haute Densité (PEHD) :

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Conduites semi-rigides

Conduites en PolyEthlylène Haute Densité (PEHD) :

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Conduites semi-rigides

Conduites en PolyPropylène (PPR) :

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Conduites semi-rigides

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Conduites en PolyPropylène (PPR) : Elles se caractérisent par leur légèreté mais aussi leures propriétés de résistance à la pression et à la corrosion. Ces

conduites

conviennent

particulièrement

à

l'approvisionnement en eau des réseaux domestiques (eau froide ou chaude). Moins de pertes de calories lors du transfert de l’eau chaude (phénomène de déperdition thermique).