Présentation 2 VRD [PDF]

Zitiervorschau

V.R.D. E.N.S.I.T Elaboré par : Hela BEN AYED Ingénieur et Docteur diplômée de l’ENIT Maitre Assistante à l’ENSIT

2.1. Evaluation des débits Toute étude d’un réseau d’assainissement nécessite à l’étape initiale la détermination des débits des eaux pluviales et des débits des eaux usées prises en compte.

2.1.1. Calcul du débit des eaux usées L’évacuation des eaux usées en provenance d’une agglomération est faite en fonction du type de l’agglomération et de son importance ainsi que les diverses catégories d’occupation du sol. Il est à noter que la consommation en eau est variable selon le niveau socio-économique de la population. 2

Dans l’étude d’un projet d’assainissement, on considère : • Les débits maximaux d’avenir (horizon du projet) • Les débits minimaux actuels pour la vérification des conditions de fonctionnement.

Les débits des eaux usées sont calculés à partir des volumes d’eau consommés affectés d’un taux de rejet (0,8 en Tunisie)

3

a- Débit journalier moyen: A partir des consommations d’eau annuelles des usagers domestiques et des gros consommateurs (centres hospitaliers,

hôtels, etc.), obtenues auprès de l’exploitant du réseau d’eau potable, il est procédé à une répartition dans les bassins élémentaires de collecte qui permet d’obtenir le débit moyen journalier d’eau consommée par bassin élémentaire.

4

Lors de l’évaluation des débits d’eau potable, il faut tenir compte : -D’une part de l’accroissement prévisible de la démographie en

analysant particulièrement les données des documents d’urbanisme et plus précisément les plans d’occupation des sols qui permettent de localiser les accroissements et d’estimer le degré d’évolution à appliquer ; -D’autre part, du développement probable de la consommation

d’eau.

L’eau

potable

consommée

est

ensuite

rejetée

au

réseau

d’assainissement, mais son taux de rejet Tr est différent selon les usages de cette eau.

5

Ainsi le débit d’eaux usées (pour l’année de l’horizon du projet) est

calculé de la façon suivante : Qm = Qe,potable.Tr.Tb avec Qm : le débit journalier moyen d’eau usée (Année : horizon du projet) ; Qe,potable : le débit journalier moyen d’eau potable (pour l’année

de l’horizon du projet) ; Tr : le taux de rejet (le quotient du volume rejeté par le volume d’eau consommé) ; Tb :le taux de branchement à l’égout (la population branchée à

l’égout rapportée à la population totale). 6

b- Débit de pointe journalière: Le débit de pointe journalière est le débit de rejet pour le jour le plus chargé, il est égal à : Qpj = Cpj*Qm avec Qm : le débit journalier moyen (en l/s) ;

Cpj : le coefficient de pointe journalière (Cpj = 1.3 à 1.6).

7

b- Débit de pointe horaire: Le débit de pointe horaire est égal à : Qp = Cp*Qpj

avec Qpj : le débit de pointe journalière (en l/s) Cp : le coefficient de pointe horaire Le coefficient de pointe horaire est calculé par la formule :  2.5   C p  min 1.5  ;3  Qm  

avec Qm le débit journalier moyen (en l/s)

La valeur de Cp est donc comprise entre 1.5 et 3 (pour un branchement particulier (hôtel, hôpital…), la limite est égale à 4) 8

Remarque: Les coefficients de pointe Cp ne peuvent être appliqués qu’au fur et à mesure des sommations des débits élémentaires évalués pour chaque tronçon, pour se faire on opère en 5 étapes : -On évalue d’abord les valeurs globales Qm correspondant à chaque bassin (en situation future)

-On

répartit

ensuite

ces

débits,

proportionnellement

au

développement du réseau à l’intérieur de chaque bassin, on obtient ainsi les valeurs Qmr des débits en route sur chaque tronçon. - On calcule ensuite les débits moyens entrants Qme et les débits moyens sortants Qms (en sommant les valeurs moyennes).

9

- On obtient les débits de pointe entrants Qpe et les débits de pointes sortants Qms (en multipliant les débits moyens par les coefficients de pointe) -On détermine enfin les débits de calcul Qpf (en effectuant la

moyenne arithmétique des débits entrants et sortants : Qpf = (Qpe + Qps)/2) Les débits à prendre en compte dans les calculs des sections des canalisations sont les débits de pointe Qpf évalués pour chaque tronçon. 2.1.2. Calcul du débit des eaux pluviales (voir cours d’Hydrologie) 10

2.2. Dimensionnement des réseaux Le réseau est le plus souvent de type gravitaire à surface libre (il ne faut pas mettre les eaux usées en charge afin d’éviter le risque de leur

remontée aux habitants) ou, dans des circonstances particulières, du type refoulement. 2.2.1. Les réseaux d’eaux usées  Débits de calculs : Les débits à prendre en compte dans les calculs des sections des canalisations sont les débits de pointe en situation future Qpf 11

 Dimensionnement des conduites : L’évacuation d’un débit Q, dans une conduite de pente I nécessite un diamètre égal à : Q   D   0.3115 .K . I 

3/8

 Diamètre minimal : Le diamètre minimal des canalisations est fixé à 0.2 m  Condition de la vitesse maximale :

Dans le souci de prévenir la dégradation des joints des ouvrages non visitables et d’assurer la sécurité du personnel des ouvrages visitables, la vitesse de l’eau ne devra pas dépasser 4 m/s.

12

 Conditions d’autocurage : Les conditions d’autocurage sont les suivantes : - A pleine section (ou à demi-section), la vitesse de l’écoulement doit

être supérieure à 0.7 m/s (cette limite pouvant, à l’extrême rigueur, être abaissée à 0.5 m/s) - Pour un remplissage égal au 2/10 du diamètre, la vitesse d’écoulement doit être au moins égale à 0.6 m/s (à la limite 0.3 m/s) - Le remplissage de la conduite, au moins égal au 2/10 du diamètre,

doit être assuré pour le débit moyen actuel.

13

Lorsqu’on cherche à vérifier la capacité d’autocurage, il ne faut jamais

négliger le rôle de la pente. En effet, si l’on constate (presque) jamais d’obstruction sur les réseaux dont la pente est supérieure à 0.007 m/m, quelle que soit la valeur du débit, il n’en va pas de même lorsque les pentes sont comprises entre 0.003 et 0.007 m/m.

Ainsi, on cherche toujours à réaliser des pentes supérieures à 0.007 m/m, le minimum de 0.003 m/m est admis à condition de bien vérifier les conditions d’autocurage. La condition de vitesse est donc surtout une condition de pente, d’où

l’intérêt de poser les collecteurs (principalement) en tête du réseau. 14

2.2.2. Les réseaux d’eaux pluviales  Débits de calculs : Les débits seront évalués aux points caractéristiques des divers

tronçons. On admet que le point caractéristique se situe aux 5/9 de la longueur du tronçon à partir de l’amont pour les canalisations en tête, pour les autres on admet que ce point se situe au milieu du tronçon.  Dimensionnement des conduites :

L’évacuation d’un débit Q, dans une conduite de pente I, nécessite un diamètre égal à :

Q   D   16.65. I 

4 / 11

15

 Diamètre minimal : Le diamètre minimal des canalisations a été fixé à 0.3 m. Au-delà de 6 m de diamètre, l’utilisation de tuyaux ovoïdes est

parfois jugée préférable car leur section inférieure permet un meilleur écoulement du flot de temps sec.  Condition de la vitesse maximale : Vmax = 4 m/s.

16

 Conditions d’autocurage : Les conditions d’autocurage sont les suivantes : A pleine section (ou à demi-section), la vitesse de l’écoulement doit

être supérieure à 1 m/s pour les canalisations circulaires (et 0.9 m/s pour les canalisations ovoïdes). Pour le 1/10 du débit à pleine section, la vitesse d’écoulement doit être au moins égale à 0.6 m/s. L’implantation des réseaux est étudiée en donna t aux canalisations

amont des pentes permettant l’autocurage. La pente minimale souhaitable est de 0.005 m/m. 17

18