Guide Tech - Lotisseurs ONEP [PDF]

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ROYAUME DU MAROC OFFICE NATIONAL DE L ’EAU POTABLE

DIRECTION ASSAINISSEMENT ET ENVIRONNEMENT Division Techniques d’Assainissement

GUIDE TECHNIQUE DES TRAVAUX D’ASSAINISSEMENT DES LOTISSEMENTS ET DES ENSEMBLES IMMOBILIERS Version Janvier 2008

Guide technique des travaux d’assainissement des lotissements et complexes immobiliers

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SOMMAIRE PREAMBULE ...................................................................................................................................................3 CHAPITRE I : INDICATIONS GENERALES .............................................................................................3 I - OBJET ..........................................................................................................................................................3 II- REGLEMENTATIONS GENERALES .................................................................................................................3 1 : Obligations du promoteur......................................................................................................................3 2 : Raccordement des lotissements et complexes immobiliers ....................................................................4 3- Normes et réglementation de référence ..................................................................................................4 4- Contrôle et qualité des matériaux ..........................................................................................................5 CHAPITRE II - DIMENSIONNEMENT DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT .................................5 1- MODE D’ASSAINISSEMENT DES LOTISSEMENT ET COMPLEXES IMMOBILIERS ................................................5 2- ELEMENTS DE BASE POUR LE CALCUL DES DEBITS ET DIMENSIONNEMENT ET LA CONCEPTION .....................5 DES RESEAUX DE TRANSPORT D’EAUX USEES ...................................................................................................5 3- CONCEPTION DES BRANCHEMENTS PARTICULIERS :......................................................................................5 CHAPITRE III - CARACTERISTIQUES TECHNIQUES ET MISE EN ŒUVRE DES OUVRAGES6 1– COLLECTEURS ...........................................................................................................................................6 a) Matériaux des collecteurs .......................................................................................................................6 b) Formes des canalisations........................................................................................................................7 c) Implantation des collecteurs ...................................................................................................................7 d) Calage des collecteurs ............................................................................................................................7 2- OUVRAGES SPECIAUX .................................................................................................................................7 a/ Regards de visite .....................................................................................................................................8 b/ Bouches d’égout ......................................................................................................................................8 3-BRANCHEMENTS PARTICULIERS .................................................................................................................8 CHAPITRE IV - EXECUTION DES TRAVAUX ........................................................................................9 1- MISE EN PLACE DES CANALISATIONS AU FOND DE FOUILLE......................................................................9 2- CONTROLE ET RECEPTION DES OUVRAGES................................................................................................9 CHAPITRE V - DISPOSITIONS TECHNIQUES PARTICULIERES ....................................................10 1- ZONES INDUSTRIELLES .............................................................................................................................10 2- ZONES DEPOURVUES D’INFRASTRUCTURES D’ASSAINISSEMENT ............................................................10 CHAPITRE VI : ANNEXES ..........................................................................................................................10 ANNEXE I : COMPOSITION DU DOSSIER TECHNIQUE DESTINE A L’ONEP........................................................10 ANNEXE II : CALCUL DES DEBITS ET FORMULES DE DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES ..............................10 D’ASSAINISSEMENT ........................................................................................................................................10 ANNEXE III : PLANS TYPES ONEP ................................................................................................................10

Guide technique des travaux d’assainissement des lotissements et complexes immobiliers

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PREAMBULE Ce Guide technique définit les prescriptions spéciales pour l'exécution des travaux d’assainissement dans les lotissements et les ensembles immobiliers et touristiques. Il est élaboré par l’ONEP pour servir de document de base aux bureaux d'études et aux entreprises chargées des travaux d’assainissement dans les lotissements et les opérations immobilières réalisés dans les zones d’intervention de l’ONEP. L’entreprise chargée des travaux est désignée par entrepreneur ou entreprise et le promoteur est désigné par promoteur Les entreprises, les bureaux d’études et les Promoteurs Immobiliers (publics ou privés) sont invités à remettre ce document aux services de l’ONEP dûment rempli et signé par leurs soins avant commencement des travaux.

CHAPITRE I : INDICATIONS GENERALES I - Objet Le présent guide technique définit les spécifications techniques spéciales pour l'exécution des travaux d’assainissement dans les lotissements et les ensembles immobiliers en ce qui concerne la conception des ouvrages d’assainissement des eaux usées et pluviales, la provenance et la qualité des matériaux, ainsi que le mode d’exécution des travaux nécessaires à la réalisation des ces ouvrages.

II- Réglementations générales 1 : Obligations du promoteur ¾

Tout promoteur pourrait réaliser les travaux d’équipement d’assainissement de son projet par ses propres moyens ou charger l’ONEP de réaliser ces travaux. Dans tous les cas les travaux doivent être réalisés selon les prescriptions du présent guide technique et les plans doivent être approuvé par l’ONEP avant tout commencement des travaux moyennant le règlement des frais d’approbation et d’étude.

¾

Après accord préalable des autorités compétentes, dans les conditions prévues par la réglementation en vigueur au Maroc, sur le projet du promoteur, celui-ci soumettra à l’approbation de l’ONEP, l’étude complète des ouvrages d’assainissement projetés ainsi que le phasage de réalisation des travaux. Ces études doivent être établies par un bureau d’études agrée en la matière D3 en respectant les règles de dimensionnement et les caractéristiques techniques des réseaux d’assainissement décrits par le présent CPS. Les documents qui constitue le dossier à transmettra à l’ONEP sont spécifiés dans l’annexe I.

¾

Après instruction du dossier de l’étude technique par l’ONEP et satisfaction par le promoteur des remarques et suggestion formulées, quatre (4) exemplaires du dossier technique définitif seront transmis à l’ONEP pour visa : ‘Bon pour exécution’. Ainsi le Guide technique des travaux d’assainissement des lotissements et complexes immobiliers

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plan « Ne varitur » devra comporter l’implantation du réseau d’assainissement tel qu’il est approuvé par l’ONEP. ¾ Le promoteur est tenu d’informer l’ONEP de la date du commencement des travaux ainsi que leur délai d’exécution. Un agent de l’ONEP sera désigné pour le suivi et le contrôle des réalisations. Il devra avoir accès à tout instant aux chantiers et procéder à toutes vérifications, analyses et essais qu’il jugera utiles. Le promoteur sera informé, le cas échéant, des malfaçons ou du non respect des recommandations de l’ONEP. ¾ Dans le cas où le promoteur ne se conformerait pas aux obligations mentionnées cidessus, la réception ne sera pas prononcée.

2 : Raccordement des lotissements et complexes immobiliers Le raccordement au réseau public des lotissements et complexes immobiliers sont exécutés par l’ONEP ou par ses sous traitants. Après raccordement, le réseau du lotissement devient partie intégrante du réseau public dès lors qu’il a été réceptionné par l’ONEP. Les frais de raccordement des lotissements au réseau public sont à la charge du promoteur. Dans le cas d’un réseau séparatif, le raccordement des lotissements au réseau pluvial pourra être différé en fonction des capacités de collecte et de l’état de la voirie des lotissements en question.

3- Normes et réglementation de référence Pour tout travaux de génie civil, d’infrastructures, de bâtiment et travaux de pose de canalisations (enterrées ou à ciel ouvert), l’Entrepreneur est soumis aux lois et règlements en vigueur au Maroc, et en particulier aux normes et règles de référence ci-après : ƒ

ƒ

ƒ

ƒ

ƒ ƒ

Le Cahier des Prescriptions Communes (CPC) applicables aux travaux dépendant de l'Administration des Travaux Publics de la Formation Professionnelle et de la Formation des Cadres défini par la Circulaire n° 2/1242/ DNRT du 13/7/87 y compris l'édition provisoire du CPC. Le Cahier des Clauses Administratives Générales (C.C.A.G-EMO) applicables aux marchés de services portant sur les prestations d’études et de maîtrise d’œuvre exécutés pour le compte de l'Etat approuvé par le décret n° 2332-01-2 du 22 Rabia 1423 (4 Juin 2002). Le Cahier des Clauses Administratives Générales applicables aux marchés des travaux exécutés pour le compte de l’Etat (CCAG-T) approuvé par le décret n° 2.99.1087 du 29 Moharrem 1421 (4 Mai 2000) Les Normes marocaines éditées par le service de Normalisation industrielle Marocaine (SNIMA) et en particulier les normes 10.01.F004 concernant les liants hydrauliques, 10.01.F003 et 012 concernant les aciers pour béton armé, 10.03.F009 concernant les bétons de ciment usuel. Le Devis Général d’Architecture (DGA MAROC- Edition 1956) réglant les conditions d’exécution des bâtiments au Maroc. Le Guide technique provisoires pour la fourniture des liants hydrauliques en date du 16 mai 1961, applicable au Maroc. Guide technique des travaux d’assainissement des lotissements et complexes immobiliers

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ƒ

Des normes applicables au Maroc complétées si nécessaires par des normes AFNOR, équivalentes ou supérieures.

4- Contrôle et qualité des matériaux D’une manière générale, tous les matériaux et fournitures mis en oeuvre doivent être préalablement agrées par l’ONEP. Les essais de contrôle de la qualité des matériaux pourront être effectués aux frais du promoteur par un laboratoire agréé en la matière. Les frais de transport éventuels entre l'usine et le laboratoire chargé des essais demandés seront également à la charge de l'Entrepreneur.

CHAPITRE II - DIMENSIONNEMENT DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT 1- Mode d’assainissement des lotissement et complexes immobiliers Conformément aux recommandations du Schéma Directeur National d'Assainissement Liquide, le mode d’assainissement préconisé pour les nouvelles zones d’urbanisation est le séparatif. Aussi le promoteur est tenu de : ¾

Réaliser le réseau in-site de son projet selon le type de réseau adopté par le SDA pour la zone en question ¾ Prévoir en coordination avec l’ONEP, dans les zones non desservis par l’ossature d’assainissement de l’ONEP, le mode de drainage des eaux usées et eaux pluviales (fosse septique, puits d’infiltration...etc) en attendant la réalisation de l’ossature prévue par le Schéma Directeur d’assainissement de la zone ; ¾ Recourir, pour l’assainissement pluvial, le plus possible aux dispositifs de rétention et d’infiltration (techniques alternatives) dans l’enceinte du projet (espaces verts, parcking).

2- Eléments de base pour le calcul des débits et dimensionnement et la conception des réseaux de transport d’eaux usées Les canalisations des eaux usées pluviales seront conçues dans le but d’évacuer, sauf dérogation, le ruissellement correspondant à l’orage décennal conformément à la formule de ruissellement retenue par l’ONEP pour le bassin versant concerné. Pour les lotissements situés suffisamment à l’amont du réseau d’assainissement, l’ONEP pourra retenir une fréquence de retour quinquennale voir même biennale. Les collecteurs d’eaux usées seront conçus conformément aux prescriptions techniques de l’ONEP et plans types correspondants ci-joints en annexes II et III . Les formules de calcul des débits d’eau pluviales et eaux usées ainsi que les celles relatives au dimensionnement des collecteurs sont décrites à l’annexe n°II du présent guide technique.

3- Conception des branchements particuliers : Guide technique des travaux d’assainissement des lotissements et complexes immobiliers

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La conception des branchements doit satisfaire les prescriptions techniques de l’ONEP et plans types associés, notamment : -

La pente minimale de la canalisation de branchement, L’angle de raccordement entre la canalisation de branchement et le collecteur dans le sens de l’écoulement, Les branchements particuliers ne doivent pas être raccordés dans des ouvrages annexes ou dans des conduites de diamètre supérieur ou égal à 1000 mm ; Un branchement ne peut desservir qu’une seule construction ; Pour un immeuble comportant plusieurs cages d’escalier, un branchement par cage d’escalier est autorisé ; Le raccordement des caves n’est permis que par l’intermédiaire d’une pompe de relevage équipée d’un clapet anti-retour ; La canalisation verticale de descente des eaux sanitaires des immeubles doit être prolongée jusqu’à 30 cm au moins au-dessus de la toiture et grillagée pour assurer une ventilation de branchement.

CHAPITRE III -

CARACTERISTIQUES TECHNIQUES ET MISE EN ŒUVRE DES OUVRAGES

Tous les ouvrages d’assainissement prévue par le promoteur doivent être conforme au plans types ONEP annexés à ce guide technique (Annexes III).

1– Collecteurs Les collecteurs circulaires seront réalisés par assemblage d’éléments préfabriqués. Le jointement entre éléments sera à réaliser par tulipe, emboîtement ou avec un manchon et l’étanchéité devra être assurée par des joints en élastomère (joints toriques) Les diamètres minimaux adoptés pour les collecteurs sont : - Ø300 mm pour les eaux usées, - Ø400 mm pour les eaux pluviales, Pour les canalisations de branchement, les diamètres minimaux sont : - Ø200 mm pour les villas et les petits immeubles, - Ø300 mm pour les unités industrielles et les grands immeubles.

a) Matériaux des collecteurs Les matériaux utilisés pour les conduites sont : -

Béton armé centrifugé (CAO) Béton vibré armé Béton comprimé Polychlorures de Vinyle non plastifié (PVC) à joints en caoutchouc

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D’une manière générale, tous les matériaux et fournitures mis en oeuvre doivent être préalablement agrées par l’ONEP. L’usage des buses en béton comprimé de 1m de longueur est interdit.

b) Formes des canalisations Trois types de canalisation sont à envisager : -

Collecteurs circulaires Collecteurs Ovoïdes Collecteurs rectangulaires

c) Implantation des collecteurs L’implantation des canalisations devra tenir compte de l’encombrement du sol et du sous-sol, par câbles et ouvrages enterrés. Elles seront placées sous chaussées ou sous trottoirs, la traversée d’espaces verts étant à éviter dans la mesure du possible. Les collecteurs des eaux usées et des eaux pluviales doivent être implantés : ƒ ƒ ƒ

Dans les axes des voies dont l’emprise est inférieure ou égale à 10 m et pour les collecteurs de diamètre supérieur ou égal à 1000 mm; Dans le côté Nord et Est des voies ayant des emprises de 12 ou de 15 m (sous trottoir pour les collecteurs des eaux pluviales et sous chaussée pour ceux des eaux usées). Sous trottoir dans les deux côtés des voies dont l’emprise est supérieure ou égale à 20 m;

d) Calage des collecteurs Le calage du réseau du réseau d’assainissement doit satisfaire les contraintes et exigences techniques mentionnées dans les fiches techniques des canalisations et précisées au niveau des plans types correspondants entre autres : • • • • •

La profondeur minimale des collecteurs; La distance minimale entre les extrados des canalisations ; Le réseau d’assainissement doit être placé au dessous du réseau d’eau potable ; La distance verticale entre les fonds de fouille des collecteurs des eaux usées et des eaux pluviales en de séparation ; Le sens et l’angle du raccordement des collecteurs secondaires à un collecteur principal.

2- Ouvrages spéciaux Ce sont les ouvrages de collecte en surface et d’accès au réseau et les branchements. Ils comprendront essentiellement les regards de visite, bouches d’égout, regards de façade et regards borgnes sur des collecteurs gravitaires. Pour les ouvrages spéciaux de grande envergure ou les ouvrages coulés sur place, l’entrepreneur devra présenter un plan d’exécution à valider par l’ONEP. Guide technique des travaux d’assainissement des lotissements et complexes immobiliers

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a/ Regards de visite Les regards de visite seront soit réalisés en béton coulé sur place, soit de type préfabriqué. Ils devront être conformes aux fiches techniques et plans types correspondants. Les regards de profondeur dépassant 4 m (quatre mètres) seront armés et feront l’objet d’études d’exécution. Les regards de visite préfabriqués devront être fabriqués dans des usines agrées par l’ONEP. Ils devront être soumis à l’approbation de l’ONEP. En alignement droit, les regards de visite seront espacés au maximum de 50 m, ils seront placés en particuliers : ƒ ƒ ƒ ƒ

Changement de direction ou de pente des collecteurs, changement de diamètre des collecteurs, changement de côte radier des collecteurs, intersection des collecteurs.

Dans le cas où les hauteurs de chute dépassent 0,80 m, il faut prévoir des regards de visite doubles.

b/ Bouches d’égout Les bouches d’égout à avaloir ou à grille seront réalisées en béton coulé en place, dosé à 300 kg CPA/m3 conformément aux plans types ONEP. Les bouches d’égouts à avaloir ou à grille doivent être implantés à tous les points bas et de refous en fonction du profil en travers des voies et espacées au maximum de 50 m. L’équipement des regards, les tampons, les prises d’eaux pluviales et avaloirs devront être conformes aux spécifications des normes marocaines et conformes aux plans types ONEP. L’Entrepreneur garantira la résistance chimique des protections par peinture ou autre procédé pour un délai de 2 ans.

3-Branchements particuliers Les branchements particuliers raccordant les fosses réceptrices aux regards borgnes, seront exécutés en canalisations d’un diamètre intérieur ou égale à Ø 300 mm, conformément aux plans types ONEP et au dossier technique approuvé par ses services. Les fosses réceptrices simples et les regards borgnes seront exécutés en béton vibré conformément aux indications du plan type ONEP. Les regards seront coiffés d’une dalette en béton armé. Dans tout les cas, les conditions précisées au paragraphe II-3 doivent être respectées.

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CHAPITRE IV - EXECUTION DES TRAVAUX Les travaux seront réalisés dans les règles de l’art et en conformité avec les prescription du présent guide technique.

1- Mise en place des canalisations au fond de fouille Les tuyaux seront posés, sauf spécifications contraires,, sur un lit de pose soigneusement compacté, dans des tranchées entièrement asséchées ; les tronçons de canalisations devront présenter en plan des alignements parfaitement droits et, en profil en long, respecter la pente précisée sur les plans d’exécution Les tuyaux seront posés à partir de l’aval et l’emboîtement, lorsqu’il existe, sera dirigé vers l’amont (canalisations gravitaires). A chaque arrêt de travail, les extrémités des tuyaux non visitables en cours de pose seront provisoirement obturées pour éviter l’introduction de corps étrangers. Toutes les canalisations enterrées devront avoir une charge de remblais par rapport au niveau du terrain définitif de 1,20 m minimum, (sauf dérogation) au dessus de la génératrice supérieure extérieure. Les regards borgnes pour les branchements particuliers devront être laissés en attente au droit des divers lots.

2- Contrôle et réception des ouvrages Le contrôle a pour but de s’assurer de la qualité de réalisation des ouvrages et de la conformité avec les plans d’exécution et avec les spécifications du présent guide. Il sera exécuté aux différents stades de réalisation, notamment : ƒ Au piquetage : contrôle de l’implantation et sa conformité aux plans d’exécution validés par l’ONEP ƒ A l’achèvement des fouilles : contrôle de la côte du fil d’eau. ƒ A la pose de canalisation : contrôle des lits de pose, de la côte du fil d’eau, des diamètres et de la bonne exécution des emboîtements. ƒ Avant remblaiement des tranchées : épreuves d’étanchéité des canalisations sous une pression correspondant à une hauteur d’eau supérieure ou égale à la profondeur de l’ouvrage avec un minimum de 5 m. La réception des ouvrages ne sera prononcée qu’une fois que tous les discordances relevés auront été réparés avec une parfaite mise en conformité avec les plans d’exécution du projet et selon les règles de l’art applicables dans le secteur de l’assainissement.

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CHAPITRE V - DISPOSITIONS TECHNIQUES PARTICULIERES 1- Zones industrielles Les eaux industrielles seront prétraitées au niveau de chaque unité. Le raccordement des unités industrielles ne sera réalisé par l’ONEP que si le déversement de celle-ci est conforme aux normes de rejet réglementaire. Les contrôles et analyses doivent être effectués dans un laboratoire proposé par l'Entrepreneur et approuvé par l’ONEP.

2- Zones dépourvues d’infrastructures d’Assainissement L’implantation d’ensemble groupant plus de 100 usagers dans des secteurs non desservis par les réseaux publics doit obéir aux dispositions réglementaires en vigueur en matière d’urbanisme Cependant, l’assainissement individuel ou semi collectif peut être autorisé pour des habitations isolées ou groupés et pour des lotissements inférieurs à 20 lots. Des dérogations à cette règle ne pourront être obtenues que pour des opérations présentant un « intérêt public » apprécié par l’autorité compétente, et pour une période transitoire qui cessera au moment de la réalisation, de l’assainissement général.

3-Conception des systèmes d’assainissement autonome Les systèmes d’assainissement qui seront autorisés dans ces conditions devront être compatibles avec l’équipement futur du secteur et répondre à la réglementation en vigueur quant aux caractéristiques de l’exécutoire (débit, pouvoirs épurateur) et aux dimensionnement, conception, réalisation et exploitation des installations d’épuration. Le promoteur peut réaliser à sa charge les solutions provisoires d’assainissement eaux usées et pluviales (fosses septiques, bassin d’infiltration, …) ou demande à l’ONEP de la faire. En tout cas, les systèmes d’assainissement projetés doivent être validés par l’ONEP et conçus conformément aux plans types ONEP. La mise hors service des installations provisoires (avec enlèvement ou désinfection, murage et comblement) après la réalisation d’un réseau pour la zone en question, ainsi que le raccordement des propriétés à ce réseau, sont à la charge des usagers.

CHAPITRE VI : ANNEXES Annexe I : Composition du dossier technique destiné à l’ONEP Annexe II : Calcul des déebits et formules de dimensionnement des ouvrages D’assainissement Annexe III : Plans types ONEP

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DESIGNATION DU PROJET : …..……………………………

BUREAU D’ETUDE

ENTREPRENEUR

PROMOTEUR

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Annexe I Composition du dossier technique Destiné à l’ONEP

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Composition du dossier technique à soumettre à l’ONEP Le dossier préparé par le BE chargé de l’étude d’assainissement du lotissement et complexes immobiliers et touristiques est composé des documents suivants :

A- Partie I ƒ ƒ ƒ

Une note détaillée de la consistance du projet (n° immeuble, surfaces des immeubles, appartements, logements concierges, commerces, bureaux) ; Une note de calcul hydraulique de dimensionnement du réseau (les débits et sections et éventuellement le dimensionnement des ouvrages spéciaux, Le cahier des clauses techniques particulières spécifiant le mode de réalisation des travaux d’assainissement conforme à celui de l’ONEP ;

B- Partie 2 ƒ ƒ

Un plan de situation du lotissement extrait du plan d’aménagement ; Un plan de masse à une échelle appropriée faisant figurer : - les numéros des lots ou immeubles, - le tableau des surfaces, - les parcelles réservées aux différents services publics,

ƒ

Un jeu de plans de construction (lots) indiquant les éléments suivants : - le tracé des réseaux d’assainissement intérieurs, - les coupes sur chute d’eau avec raccordement des sanitaires, - l’emplacement et le détail de la pompe de relevage pour les sous-sols; - les installations de prétraitement pour les unités industrielles (dégrillage, dessablage, dégraissage), - les séparateurs de graisse pour les restaurants, les établissements hospitaliers, les stations d’essence, - les séparateurs à hydrocarbures et fosses à boue pour les stations d’essence, les établissements commerciaux et industriels, - les fosses de décantation et les fosses de dégrillage pour les hammams.

ƒ

Un plan côté, rattaché au N.G.M. à une échelle appropriée avec la délimitation des bassins versants élémentaire;

ƒ

Un plan du tracé du réseau d’assainissement projeté à une échelle appropriée indiquant l’emplacement des collecteurs et les ouvrages annexes (les regards de visite, les regards de façade et les regards borgnes) et éventuellement des ouvrages spéciaux (fosses septiques, bassin d’infiltration, station de pompage).

ƒ

Les profils en long des collecteurs et des voies à l’échelle 1/100-1/1000 indiquant notamment : -

le diamètre, la nature et la classe de résistance des canalisations assainissement, les côtes radiers et tampons des regards de visite (rattachées au NGM),

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ƒ ƒ

les pentes des collecteurs, les distances partielles et cumulées entre les regards de visite, les profondeurs des regards et les hauteurs de chute.

Les profils en travers de la voirie et éventuellement des parkings ; Les plans détaillés des ouvrages annexes et des ouvrages spéciaux accompagnés de notes de calcul.

Pour les zones dépourvues d’infrastructures d’assainissement : ƒ

ƒ

Un rapport établi par un laboratoire agréé sur la perméabilité du sol et le niveau de la nappe phréatique, effectué aux endroits prévus pour les fosses septiques et pour les bassins d’infiltration ; Les plans d’ouvrages spéciaux accompagnés de notes de calcul de dimensionnement ;

Le dossier technique doit prendre en considération les canalisations maîtresses d’eau potable de diamètre supérieur à 300 mm qui existent au voisinage du projet. N.B.: Tous les plans doivent être fournis à l’ONEP en format numérique (DWG ou compatible) sur CD-ROM

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Annexe II CALCUL DES DEBITS ET FORMULES DE DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES D’ASSAINISSEMENT

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CALCUL DES DEBITS DES EAUX USEES ET PLUVIALES I. Systèmes de collecte et d’évacuation des eaux usées et pluviales Différents systèmes permettent l'évacuation des eaux, selon que ces eaux soient usées ou pluviales, elles sont totalement séparées ou partiellement mélangées. a) Système séparatif Les eaux usées et pluviales sont évacuées par deux réseaux de canalisation indépendants. Ce type de réseau est privilégié dans les zones urbaines, sachant bien que les eaux pluviales peuvent être gérées et évacuées localement. b) Système unitaire L'évacuation de l'ensemble des eaux usées et pluviales est réalisée par un seul et même réseau, généralement pourvu de déversoirs d'orage. c) Système pseudo-séparatif Quant le réseau d'eaux usées peut recevoir les eaux pluviales des terrasses et des cours des maisons.

II - Bases de dimensionnement des réseaux d’eaux pluviales La séparation partielle ou totale des réseaux des eaux usées et pluviales présente l'avantage de limiter les débits de déversement dans le milieu récepteur, sur les ouvrages de refoulement et sur les stations d'épuration des eaux usées, elle permet aussi d’optimiser les ressources financières disponibles par une concentration des efforts pour l’amélioration de l’état sanitaire des villes et la protection du milieu contre la pollution.

II.1 Bassins versants urbanisés : Méthode de Caquot •

Courbes IDF

La détermination des débits d'eaux pluviales est directement liée à la connaissance de l'intensité des fortes précipitations. Le caractère aléatoire des précipitations est exprimé en période de retour de défaillance. Ainsi, le dimensionnement d'un collecteur pour une intensité maximale de précipitation de période de retour de 10 ans, revient à admettre une défaillance probable de ce collecteur une fois tous les 10 ans environ.

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Pour le calcul des intensités des pluies, le modèle de Montana est le plus couramment retenu. Les paramètres a et b de ce modèle sont déterminés par une analyse statistique des séries de pluies enregistrées par des pluviographes. Les paramètres a et b sont disponibles à la Direction de météorologie Nationale ou élaborés par celle-ci , sur demande, pour les zones dépourvues. •

Modèle de Caquot

La formule superficielle du débit de fréquence de dépassement "F" prend la forme suivante : Q(F) = KI/U IV/U C1/U AW/U Dans laquelle les divers paramètres sont des fonctions de a(F) et/ou b(F) de la formule de Montana ci-après : i(t,F) = a(F) tb(F) Q(F) I C A K u v w

: Le débit de fréquence de dépassement F, exprimé en m3/s; : La pente moyenne du bassin versant (en mètre par mètre). : Le coefficient du ruissellement. : La superficie du bassin versant (en hectares). : Un coefficient d'expression : 0,5b(F) a(F)/6,6 . : Un coefficient d'expression : 1 + 0,287 b(F). : Un coefficient d'expression : -0,41 b(F). : Un coefficient d'expression : 0,95 + 0,507 b(F). •

Coefficient d'allongement M

L ≥ 0 ,8 A L : plus long cheminement hydraulique en hm , A : surface en ha M =

avec

•

Coefficient d'influence m

Le débit ainsi calculé, est à corriger par un coefficient d'influence "m" dont la formule est la suivante : 0 ,7 .b avec m < 1,73 m = M 2 • Coefficient de ruissellement

( )

Le coefficient de ruissellement qui est le rapport du volume d’eau ruisselé par le volume d’eau tombée, est généralement assimilé au taux d’imperméabilisation du site qui est égale au rapport de la surface imperméabilisée par la surface totale. Le coefficient de ruissellement dépend du type d’occupation du sol et de la typologie d’habitat, les valeurs unitaires proposées sont les suivantes : -

Habitat dense

:

C = 0,8 à 0,9.

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-

Habitat Economique Immeuble Villas Industriel Parcs et jardins publics Voirie

: : : : : :

C = 0,6 à 0,80. C = 0,6 à 0,75. C = 0,3 à 0,40. C = 0,5 à 0,80. C = 0,1 à 0,25. C = 0,90

A partir de ces valeurs unitaires, les coefficients de ruissellement moyens par typologie moyenne des bassins versants sont calculés en fonction du poids respectifs des différentes typologies existantes ou projetées du bassin. •

Assemblage des bassins

La formule superficielle développée ci-avant est valable pour un bassin de caractéristiques physiques homogènes. L'application du modèle à un groupement de sous-bassins hétérogènes avec des paramètres individuels Aj, Cj, Ij, Lj (longueur du drain principal), Qpj (débit de pointe du bassin considéré seul), nécessite l'emploi de formule d'équivalence pour les paramètres "A, C, I et M" du groupement. Ces formules sont en "série" ou en "parallèle" sont exprimées ci-après :

Paramètres équivalents

Aeq

Ceq

Ieq

Bassins en série

∑ Aj

CjAj ∑ ∑ Aj

⎤ ⎡ ⎢ ∑ Lj ⎥ ⎥ ⎢ ⎢ ∑ Lj ⎥ ⎢⎣ Ij ⎥⎦

Bassins en parallèle

∑ Aj

∑ ∑ Aj

•

CjAj

∑IjQpj ∑Qpj

Meq 2

∑Lj ∑ Aj L(QpjMAX ) ∑ Aj

Limites d’utilisation

L’utilisation de la formule superficielle sera limitée aux bassins versants de superficie inférieure ou égale à 200 ha environ. Les limites de validités portent aussi sur : -

La pente équivalente

: 0,002 < I < 0,05.

-

Le coefficient de ruissellement : C > 0,2.

Ces limites correspondent au concept de bassin (hydrauliquement homogène) en milieu urbain (Réseau d’assainissement urbain classique à surface libre).

II-2 Bassins versants extérieurs : méthode rationnelle

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Elle permet, connaissant les caractéristiques topographiques d'un impluvium et à partir des lignes isochrones, de composer un hydrogramme réel moyennant quelques hypothèses simplificatrices : -

Le coefficient de ruissellement est supposé constant pendant la durée de la précipitation.

-

L'intensité de pluie est constante durant la durée de l'orage.

-

La surface d'apport est proportionnelle au temps.

-

Les vitesses d'écoulement dans les conduites sont celles correspondant aux conduites coulant à pleine section.

La méthode rationnelle s'exprime par la formule : Q = 2,78 x C x A x I ; dans laquelle : C = Coefficient de ruissellement . I = Intensité de pluies en mm/h. A = Superficie en ha. Elle ne tient pas compte du stockage provisoire de l'eau sur les bassins et dans les réseaux ; elle sera utilisée avec profit pour les bassins versants extérieurs. La valeur de cette méthode dépend essentiellement de l'estimation que l'on peut avoir du coefficient de ruissellement et du temps de concentration. Le temps de concentration peut être déterminé soit par observation directe d'hydrogrammes réels de crue soit en l'absence de relevés par des formules empiriques mises au point chacune pour des conditions particulières et dont la généralisation doit être très prudente. •

Débits des eaux pluviales des cours et des terrasses

L'admission des eaux pluviales des cours et des terrasses dans le réseau des eaux usées est assimilée à des apports ponctuels pour chaque bassin versant des eaux usées. Les débits des eaux pluviales des cours et des terrasses pour chacun des bassins sont calculés sur la base de la superficie nette habitable dépendamment de la typologie d'habitat, du coefficient d'occupation du sol et du taux de remplissage. Celle-ci est affectée d'un coefficient de ruissellement. L'allongement et la pente sont assimilés à la longueur et la pente du collecteur assurant l'assainissement du bassin. Les débits des eaux pluviales sont calculés pour chaque bassin en utilisant la formule de Caquot et sont accumulés et affectés au nœud en tenant compte de l'agencement des bassins versants.

III- Bases de dimensionnement des réseaux d’eaux usées et ouvrages annexes Les débits d'eaux usées domestiques sont évalués à partir de la consommation en eau potable.

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III- 1 Calcul des débits d'eaux usées

•

Débits d'eaux usées domestiques et industrielles

Le débit d'eaux usées pris en compte dans les calculs de réseaux est le débit instantané correspondant à l'heure de pointe de la journée de pointe de l'horizon considéré. •

Débit journalier moyen des eaux usées

Qm = C x Tbr x Tre

•

où

C : consommation en eau (moyenne journalière) Tre : taux de retour à l'égout Tbr : taux de branchement au réseau d’assainissement

Débit de pointe d'eaux usées

Qp = Qm.Cp Le taux de retour à l’égout dépend du type de consommation qui se trouve étroitement lié à la typologie d’habitat. En effet, l’habitat économique ne consomme pas l’eau de la même manière que les villas et non plus de la même manière que les immeubles. Pour les centres ONEP à dominance économique, la valeur usuellement adoptée est d’environ 80 à 85% qui traduit une utilisation de l’eau potable principalement pour les besoins du ménage (eaux vannes et eaux ménagères). •

Eaux parasites

Pour les eaux parasites, la prise en considération d’une majoration des eaux usées dépend des caractéristiques du terrain de pose des conduites (présence de nappe, fuite du réseau d’AEP) et aussi de l’état des conduites. La quantification de ces eaux est à estimer au cas par cas par les Bureaux d’études chargés d’élaborer les études d’assainissement. •

Coefficient de pointe horaire

On admet généralement que le coefficient de pointe horaire ne dépasse pas la valeur de 3 en tête de réseau pour les débits résultant d'une population groupée limitée à 400 habitants et qu'il ne descend pas au dessous de la valeur 1,5 dans les parties aval. Dans la fourchette ainsi définie, le coefficient Cp varie selon la loi suivante pour les eaux usées domestiques : Cp = 1 , 5 +

2 ,5 qm

Où qm représente le débit moyen du rejet de la journée la plus chargée, exprimé en l/s.

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Formule de dimensionnement des collecteurs et ouvrages annexes Les formules de calcul pour le dimensionnement des collecteurs seront de forme ManningStrickler comme suit : - Eaux pluviales ou en unitaire

:

V = K.R3/4 . I½

- Eaux usées

:

V = K.R2/3 . I½

Avec les notations suivantes : - V : vitesse en m/s. - K : coefficient de Manning :

- R : rayon hydraulique

K = 60 → K = 70 → :

Eaux pluviales Eaux usées .

S( Section mouillée ) R = P(Périmètre mouillé)

- I : pente du collecteur Les valeurs du coefficient de Manning sont tirées de l’instruction technique de l’assainissement.

- Station de relevage •

Conception des stations de relevage

La conception des stations dépend de plusieurs facteurs dont la hauteur manométrique, le débit et la nature du terrain en place. On distingue : Les relèvements par vis d’Archimède, sont préférées pour les hauteurs manométriques faibles jusqu’à 6 m et des débits qui peuvent être très importants. Les stations à pompes submersibles, sont réservées aux faibles débits avec des hauteurs manométriques peu élevées. Leur conception entraîne une économie importante sur le génie civil. Les stations avec fosse sèche, elles sont généralement adoptées pour les débits et les hauteurs de relèvement importantes. Une cloison étanche sépare le compartiment recevant les eaux usées de celui contenant le matériel électromécanique. Dans la conception de ces postes, il faut éviter que l’eau de nappe ou de surface ne puisse pénétrer dans la station et contrôler la stabilité de l’ouvrage. L’arrivée des eaux brutes doit être toujours munie de dégrilleur visible pour éviter que des éléments grossiers ne pénètrent et encombrent la bâche de pompage.

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•

Détermination des différentes caractéristiques

- Volume de la bâche d’aspiration hors volume résiduel V= Q__ 4.n.d où Q = débit moyen (en m3/h). d = nombre de démarrage par heure. n = nombre de pompe en fonctionnement. - Hauteur manométrique totale Les pompes d’une station de pompage seront dimensionnées à partir du débit de refoulement (Qp) par le calcul de la hauteur manométrique totale (Hmt) correspondant. La hauteur manométrique totale Hmt est calculée comme suit : Hmt = Hg + ∆Hl + ∆Hs Où Hg : La hauteur géométrique entre la bâche abritant les pompes et la bâche d’arrivée de l’eau refoulée. Elle est calculée par la différence entre les cotes NGM du niveau moyen du radier de la bâche et du niveau trop plein de la bâche d’arrivée. ∆Hl : Les pertes de charge linéaires engendrées dans la conduite de refoulement. ∆Hs : Les pertes de charge singulières engendrées principalement au niveau de la station de pompage et de la bâche d’arrivée.

- Puissance de la pompe P=

g. Q. Hmt η avec les notations suivantes : où

P = Puissance sur l’arbre en kW. Hmt = Hauteur manométrique totale (en m). Q = débit de refoulement (en l/s). g = Accélération de la pesanteur (9,81 m/s²). η = Rendement de la pompe.

Déversoirs d'orage En hydraulique urbaine, un déversoir d’orage est un dispositif dont la fonction essentielle est d’évacuer les pointes exceptionnelles des débits d’orage vers le milieu récepteur et d’intercepter le débit des eaux usées diluées vers le réseau utilisé en réseau unitaire ou pseudo-séparatif. Sa fonction essentielle est donc de soulager le réseau d’une certaine quantité des eaux pluviales ce qui permet de réduire les dimensions du réseau aval.

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L’étude d’un déversoir d’orage est menée en recherchant la valeur de dilution de l’effluent que le milieu récepteur est susceptible d’accepter sous conséquence grave pour son équilibre. Le déversoir d’orage doit être dimensionné pour intercepter le maximum entre le débit de pointe des eaux usées et le débit des eaux usées diluées (2 à 3 fois le débit moyen des eaux usées). En amont d’une station de pompage ou d’une station d’épuration implantée à l’aval d’un réseau unitaire ou pseudo-séparatif, il convient de ménager un déversoir d’orage pour éviter les surcharges hydrauliques et optimiser les investissements et les frais d’exploitation. a) Déversoir latéral La longueur du seuil déversant pour les déversoirs à seuil latéral est déterminée par la formule d’Engels :

Q = 2 µ. 3

2 g .H

1 , 67

.L

0 , 83

⎡ ⇒ L= ⎢ ⎢ 2 µ ⎣ 3

Q 2 g .H

1 , 67

⎤ ⎥ ⎥ ⎦

1 0 , 83

Avec les notations suivantes : µ : coefficient de débit pris généralement égal à 0,3. L : longueur de seuil (m). H : hauteur de la lame déversante. g : accélération de la pesanteur = 9,81 m/s2. Q : débit déversé (m3/s). b) Déversoir frontal La longueur du seuil déversant est calculée par la formule de Bazin dont l’expression est la suivante :

Q=µLH 2gH

avec µ = ⎡ 0 , 45 + ⎢⎣

(

0 , 003 ⎤ ⎡ x 1 + 0 , 55 H H ⎥⎦ ⎢⎣ H +Ζ

) ⎤⎥⎦ 2

où Z : pelle en mètres (0,2 m < Z < 2 m) correspondant le niveau du seuil à partir du radier et empêchant le déversement des eaux supplémentaires. H : charge en mètres (0,08 m < H < 0,7 m) L : largeur de la lame déversante en mètres (L > 4 H) Le débit dilué des eaux usées correspond au maximum du débit de pointe et de deux à trois fois le débit moyen de temps sec en fonction du milieu récepteur. c) Déversoir à double seuil latéral

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La cunette assurant le transit du débit de temps sec ou le débit des eaux usées diluées est suspendue dans la longueur de la chambre. Ce type de déversoir est adopté en cas de forte pente ou en présence d’une chute dans le collecteur. d) Déversoir à orifice Dans ce type de déversoir, le débit intercepté passe à travers un orifice implanté sur le côté du radier. L’écoulement à travers l’orifice est régi par la formule suivante :

Q=mΩ 2gh Avec Ω : section de l’orifice m : 0,9 pour l’ouverture libre : 0,8 pour l’ouverture canalisé h : la charge en la surface libre du plan d’eau à l’amont et le centre de l’orifice en mode dénoyée et le plan d’eau à l’Aval en mode noyé. Pour les orifices dénoyés par une vanne de fond, le calcul du débit s’exprime par :

Q = mLe

2 gh 1 + me h

Avec : m : coefficient de débit 0,6 à 0,7. e : levé de la vanne (m). L : Largeur de l’ouverture. h : profondeur amont au fond.

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Diamètres et formes des canalisations Il est recommandé de retenir du moins pour les diamètres inférieurs à 1,40 m, les canalisations circulaires préfabriquées car ce type de canalisation, fabriqué en usine, présente des caractéristiques uniformes et certifiées. Canalisations circulaires Les diamètres 200 mm seront utilisés uniquement pour les branchements particuliers. Le diamètre minimal des collecteurs de collecte est de 400 mm pour le système unitaire et de 300 mm pour le système séparatif et ce dans les conditions normales d’exploitation. Les canalisations de forme circulaire avec des diamètres dépassant 400 mm seront éventuellement utilisées dans le cas où il est difficile de réaliser des collecteurs coulés sur place qui restent plus économiques ou en cas de problèmes particuliers de nappe ou de problème de pose. Collecteurs ovoïdes Ces ouvrages seront utilisés avec un suivi strict de leur mise en œuvre et en cas d’économie ou de problèmes particuliers. Les ovoïdes utilisés sont les ovoïdes normalisés figurant sur le Devis Général des Travaux d’Assainissement (D.G.T.A 1961) soit les types T-100 jusqu’au T 200. Pour les débits importants, les ovoïdes D/H de 140/210 jusqu’au 200/300 sont utilisés dans les mêmes conditions. Collecteurs rectangulaires Dans certains cas, il sera éventuellement nécessaire de limiter les profondeurs des canalisations et réaliser des collecteurs en sections rectangulaires avec ou sans voûtes à partir des sections 100x120 jusqu'à 200x200 ou avec dalles de répartition des charges et de protection dans le cas où les conditions du site imposent des ouvrages de faible hauteur. Pour évacuer les eaux pluviales en système séparatif, les sections rectangulaires, de faibles hauteurs, couvertes de dalles peuvent être placées sous trottoirs. Il en est de même pour les collecteurs en système unitaire dont la profondeur est imposée par des nécessités de raccordement à l’exutoire ou éventuellement à des ouvrages existants ou projetés et dont la hauteur est dictée par la côte du terrain naturel.

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Conditions hydrauliques à respecter Deux conditions importantes sont à respecter dans le calage et le dimensionnement du réseau d’assainissement notamment :

•

-

la vitesse minimale permettant l’auto curage des collecteurs.

-

la vitesse maximale admise pour les parois des collecteurs.

Réseau d’évacuation des eaux pluviales en système séparatif ou en système unitaire -

La vitesse minimale d’autocurage admise par « l’Instruction Technique pour la Conception et le Dimensionnement des Réseaux d’Assainissement des Agglomérations » est de 0.60 m/s pour un débit égal au 1/10 du débit de la canalisation à pleine section.

-

La vitesse maximale est limitée par les instructions à 4 m/s.

En tenant compte de ces conditions, les pentes minimales et maximales à respecter ont été calculées suivant la formule V = 60 R3/4 I1/2 pour les canalisations circulaires et sont présentées ci-après : Pentes limites °/°°

Section

I min V>0,6 m/s pour

Q = 0.1 Qps Canalisations circulaires ∅ 300 ∅ 400 ∅ 500 ∅ 600 ∅ 800 ∅ 1000 ∅ 1200 ∅ 1400 ∅ 1600 ∅ 1800 ∅ 2000 ∅ 2200 •

16.1

10.4 7.5 5.7 3.7 2.6 2.0 1.6 1.3 1.1 0.9 0.8

I max V