Chapitre II [PDF]

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CHAPITRE II

SYSTEMES ET SCHEMAS D'ASSAINISSEMENT L'établissement d'un réseau d'assainissement d'une agglomération doit répondre à deux préoccupations, à savoir : -

Assurer le transit vers l'épuration des eaux usées et, le cas échéant, des eaux résiduaires

industrielles ; -

Assurer l'évacuation des eaux pluviales, de manière à empêcher l'inondation des zones

urbanisées et éviter toute stagnation dans les points bas après les averses. L'écoulement est généralement gravitaire, mais peut, dans certaines sections se comporter en écoulement forcé. Plusieurs systèmes d'évacuation des eaux résiduaires et des eaux pluviales sont susceptibles d'être mis en service. 1.1. DIFFERENTS SYSTEMES D'EVACUATION. En ayant pour objectif la réduction de la pollution des eaux et sachant qu’il est impératif de prévoir des stations d’épuration, on a repensé la gestion des eaux urbaines en prévoyant une épuration pour les eaux usées d’origine domestique mais pas nécessairement pour les eaux de ruissèlement.

Fig. n°2 : OSSATURE D’UN RESEAU D’EGOUTS

En fonction des eaux usées transportées on distingue : SYSTEME UNITAIRE : Dans le système unitaire, l'évacuation de toutes les eaux, même les eaux industrielles après traitement éventuel, se fait par un réseau unique qui aboutit à une station d'épuration. Le

réseau est pourvu de déversoirs permettant, en cas d'orage, le rejet d'une partie des eaux, par surverses, directement dans le milieu naturel. Ce système nécessite des ouvrages (égouts et station d'épuration) relativement importants afin d'absorber les pointes des débits. La notion de "tout-à-l'égout " est aujourd'hui à éviter, car tout et n'importe quoi peut être rejeté dans le réseau d'assainissement unitaire.

Fig. n°3 : RESEAU UNITAIRE

Ce système s'impose lorsqu'il n'y a plus de possibilité de concevoir économiquement un réseau séparatif et une reprise des branchements particuliers. Il est souhaitable également lorsque l'urbanisation d'un secteur est en perpétuelle transformation. Il est à proscrire en zone industrielle ou les divers effluents constitueraient des eaux claires parasites. Par ailleurs, si l'agglomération, d'importance moyenne, est située en bordure d'un cours d'eau important à très gros débit d'étiage on peut créer des déversoirs d'orage rendant possible la réduction de section des collecteurs en aval de la ville.

Néanmoins, le milieu

naturel doit être surveillé et l'impact sur la vie aquatique doit être pris en compte. Ce système présente l'avantage de la simplicité puisqu'il suffit d'une canalisation unique dans chaque voie et d'un seul branchement pour chaque immeuble. Toutefois un inconvénient consiste à des déversements intempestifs. SYSTEME SEPARATIF Ce système comprend : -

Un réseau pluvial.

-

Un réseau d'eaux usées.

Les deux réseaux peuvent, dans certains tronçons, avoir le même tracé. Par contre, ils ont fréquemment des tracés différents, le réseau pluvial pouvant se rejeter directement dans un

cours d'eau sans passer par une station d'épuration alors que le second doit obligatoirement aboutir à la station avant son rejet.

Fig. n°4 : RESEAU SEPARATIF

Réseau pluvial : Il sera prévu pour absorber les pointes de ruissellement. Il est conçu pour déverser son effluent dans le cours d'eau le plus proche en suivant les lignes de plus grande pente pour une économie des sections des ouvrages. Réseau d'eaux usées : Il récolte les eaux usées domestiques (eaux vannes et eaux ménagères) ainsi que les eaux industrielles présentant les même caractéristiques que les eaux usées domestiques. Il transite les eaux usées jusqu'à la station d'épuration souvent éloignée de l'agglomération. La collecte nécessite des ouvrages de section réduite en raison des volumes limités. Ce système présente l'avantage : - D'une assez grande régularité du débit avec des pointes aisées à calculer, ce qui permet l'installation d'une façon rationnelle de canalisation de petite section ; - D'une simplicité des installations de traitement en raison de la régularité de l'effluent. - Lorsque les eaux pluviales peuvent être évacuées rapidement dans le milieu naturel en faisant appel au ruissellement superficiel. - D'être le seul concevable si la population est relativement dispersée et si le cours d'eau traversant l'agglomération est de faible importance, notamment en période d'étiage. - De permettre le recours à des postes de relèvement ou refoulement que la le relief imposerait.

Mais les erreurs de raccordement des branchements ultérieurs constituent un inconvénient sérieux. De plus en milieu rural les eaux pluviales peuvent être fortement polluées. D'autre part la mise en place de deux réseaux séparés peut conduire à des frais plus élevés. SYSTEME PSEUDO-SEPARATIF Ce vocable s'applique aux réseaux recevant les eaux usées, et tout ou une partie des eaux pluviales de ruissellement en provenance directe des propriétés riveraines, tandis que les eaux pluviales des chaussées sont évacuées par caniveaux et par quelques tronçons d'ouvrages pluviaux. Il présente l'avantage de ne pas séparer les eaux pluviales et les eaux usées en provenance d'un même immeuble. Il peut recevoir une application en amont des réseaux unitaires, il est en effet économique tant que l'évacuation par conduites du flot de ruissellement superficiel n'est pas nécessaire. Ce système est retenu dans les zones suburbaines ou les habitations sont proches les unes des autres (agglomération implantée en secteur rural).

Fig. n°5: RESEAU PSEUDO-SEPARATIF

SYSTEME HYBRIDE: C'est une situation des réseaux dans les grandes villes, où l'évolution des structures a développé, à cause des différentes contraintes des ouvrages d'interconnexion, des dérivations, des pompages de reprise, des vannages, des stockages et des restitutions différées, etc. Ce système composite est parfois une variante du système séparatif. On prévoit, grâce à des aménagements une dérivation partielle des eaux pluviales les plus polluées vers le réseau des eaux usées en vue de leur épuration.

SYSTEME NON-GRAVITAIRE : Lorsque la topographie et le relief ne sont pas favorable à une évacuation gravitaire, et mènent à des sur profondeurs excessives et onéreuses des canalisations, le système de pompage s'avère le mieux adapté. Le réseau doit être étanche. On distingue : Les réseaux d'assainissement sous pression (espaces industriels, blocs sanitaires mobiles, zones touristiques, etc.) Les réseaux d'assainissement sous vide. (Terrain plat, hydromorphe, instable ou rocheux évitant les sur profondeurs.). Les réseaux sous pression par aéro-éjecteur (refoulement par air comprimé) applicable à des minis réseaux en secteur rural. SYSTEME NON COLLECTIF : L'assainissement autonome des habitations et de locaux d'activité isolés concerne les dispositifs à mettre en œuvre pour le traitement et l'élimination des eaux usées domestiques qui ne peuvent être évacuées par un système d'assainissement collectif. Il a pour rôle d'assurer l'épuration des eaux usées par le sol par des modes compatibles avec la santé publique et l'environnement. Cette épuration par le sol des eaux usées domestiques à la parcelle est une solution intéressante sur le plan économique et technique et bien adaptée en milieu rural. En effet, la collecte des eaux usées des habitations éloignées ou dispersées entraîne des dépenses importantes de réalisation et d'entretien. L'assainissement autonome bien conçu et bien entretenu est comparable à l'assainissement collectif pour ses performances et son économie. Il est souhaitable d'en faire un véritable service public de gestion. Il est à retenir lorsque les branchements dépassent 50 m. 1.2. CHOIX DU SYSTEME D'EVACUATION. Les missions de l'assainissement collectif d'une agglomération ou d'une commune rurale peuvent être définies ainsi : -

Evacuer au plus bas coût possible les eaux de ruissellement (choix du tracé et du profil

en long les mieux adaptés aux besoins) ; -

Concevoir un réseau des eaux usées avec un écoulement aussi rapide que possible pour

que celles ci arrivent à la station d'épuration dans un état de fraîcheur suffisante qui facilite le traitement biologique. -

Respecter les objectifs de qualité des eaux rejetées dans le milieu naturel.

-

Tenir compte des perspectives de développement de la collectivité (choix urbain et

occupation du sol) ;

-

Tenir compte de l'impact des installations sur le milieu naturel (conception et

localisation des bassins…) ;

Ainsi le choix entre les systèmes d'assainissement résulte de considérations suivantes : -

Techniques : topographie locale, régimes des précipitations atmosphériques, nature du

terrain, tracé de la voirie urbaine, importance de l'imperméabilisation des sols, répartition de l'habitat, préservation des zones contre les inondations ; -

Ouvrages existants dont l'insertion dans un projet d'ensemble est envisagée

-

Economiques : il faut tenir compte des dépenses d'investissement et d'entretien,

d'exploitation et de gestion de l'ensemble des installations (réseaux, pompage et épuration) ; -

Cours d'eau récepteur, l'importance de certain cours d'eau peut justifier que les eaux

usées y soient déversées sans épuration préalable ou, tout au moins, après une épuration sommaire. Dans ce cas le système unitaire présente des avantages certains. Si, au contraire, une épuration complète des eaux est nécessaire et que le milieu récepteur n'autorise pas le rejet des surverses d'orages, les avantages du système séparatif sont à considérer. -

Urbanistiques : répartition des quartiers : résidentiels, commerciaux et industriels.

Dans une agglomération à urbanisation dense, le système unitaire est généralement le plus indiqué. Par ailleurs, le système séparatif s'adapte mieux aux localités extensives, le réseau d'eaux usées étant construit le premier ; un réseau pluvial simplifié peut être admis en première urgence. Toutefois des difficultés des doubles branchements dans chaque immeuble des réseaux unitaires déjà réalisés. Le système pseudo séparatif convient bien aux communes rurales du fait qu'il écarte la collecte vers la station d'épuration des eaux de ruissellement fortement souillées en provenance d’arrière-fonds. -

Environnementales : le niveau et la sensibilité d'une nappe qui peuvent exclure

l'assainissement autonome. -

Proximité des réseaux : conduites d'eau potable, canalisation de gaz, câbles électriques

ou téléphoniques, etc. -

D'exploitation : difficultés d'entretien en raison des pentes faibles.

2.3. SCHEMAS DES RESEAUX. Le choix du schéma de réseau à adopter dépend de divers paramètres, dont les principaux sont les suivants : -

Topographie du terrain, toutes les dispositions doivent être prises pour éviter les

relèvements d'eau ;

-

Répartition géographique des habitations à desservir ;

-

Implantation des canalisations dans le domaine public, l'implantation dans le domaine

privé créent des suggestions importantes du fait de la présence des regards de visite ; -

Emplacement de la station d'épuration

-

Les conditions de rejet

Le schéma perpendiculaire, à écoulement direct dans le cours d'eau, est le prototype des réseaux pluviaux en système séparatif. Le même schéma peut être adopté en système unitaire si aucun traitement n'est nécessaire ou si le cours d'eau considéré momentanément comme collecteur, est, en aval, équipé avec une station de traitement au fil de l'eau.

Fig. n°6 : SCHEMA D'EQUIPEMENT PERPENDICULAIRE

Le schéma par déplacement latéral est le plus simple de ceux permettant de transporter l'effluent à l'aval de l'agglomération en vue de son traitement. Les eaux y sont recueillies dans un collecteur parallèle au cours d'eau. Deux difficultés peuvent surgir : le défaut de pente du collecteur et la gêne que peut apporter la présence de nappe alluviale pour la pose de ce dernier ; il en résulte qu'un relèvement est souvent nécessaire.

Fig. n°7 : SCHEMA D'EQUIPEMENT PAR DEPLACEMENT LATERAL OU À COLLECTEUR LATERAL

Le schéma à collecteur transversal ou oblique permet plus aisément que le précédant le report de l'effluent en aval de l'agglomération.

Fig. n°8 : SCHEMA D'EQUIPEMENT A COLLECTEUR TRANSVERSAL OU OBLIQUE.

Le schéma par zones étagées est une transposition du schéma par déplacement latéral, mais avec multiplication des collecteurs longitudinaux, il permet de décharger le collecteur bas des apports en provenance du haut de l'agglomération.

Fig. n°9 : SCHEMA D'EQUIPEMENT PAR ZONES ETAGEES OU PAR INTERCEPTION.

Le schéma à centre collecteur unique ou le schéma radial conviennent pour les régions plates ; Ils permettent de concentre l'effluent en un ou plusieurs points où il sera relevé pour être évacué en un point éloigné de l'agglomération.

Fig. n°10 : SCHEMA D'EQUIPEMENT A CENTRE COLLECTEUR UNIQUE OU EVENTAIL.

Fig. n°11 : SCHEMA D'EQUIPEMENT RADIAL.

Enfin il existe des réseaux d’assainissement sous pression et sous vide. Le réseau d’assainissement par pompage intégral en terrain plat, quand la nappe est haute et quand on ne peut pas approfondir la canalisation. Cette solution peu usitée est particulièrement adaptée aux zones industrielles, aux zones touristiques, habitats légers de loisirs à occupation temporaire variable après passage des eaux usées par une pompe dilacératrice qui les broie pour les rendre admissible dans les canalisations. Pour les installations sous vide elles reposent sur un système par dépression qui utilise une centrale à vide et des regards de transfert. Un ou plusieurs usagers sont raccordés gravitairement vers le regard de transfert, celui-ci assure l’évacuation par aspiration des effluents vers une cuve de stockage. Une pompe de refoulement effectue le transfert vers l’exutoire. Ce type d’installation est indiqué pour les terrains plats, hydro morphes, instables ou rocheux.

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- RIABI Mohammed Contribution au dimensionnement des conduites fermées de forme circulaire et non circulaire-thèse de doctorat, 2012.

- Note n°1/16 : ETUDE DE L’ECOULEMENT UNIFORME EN CONDUITE CIRCULAIRE - Avril 2016