07 - les services de l'État dans l'aube
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SAFEGE SAS - SIÈGE SOCIAL Parc de l’Ile - 15/27 rue du Port 92022 NANTERRE CEDEX www.safege.com
CONSULTING
07 2018
18NIF023 Dossier de Demande d’Autorisation d’Exploiter du site Aube-Beding de Bar-sur-Aube (10)
Etude de Gestion des Eaux Pluviales
et des eaux d’extinction incendie
N° projet : 18NIF023
Date : 12 juillet 2018
Nom Prénom : ALMEIDA Marina
SAFEGE 444, Avenue du Général Leclerc 77190 DAMMARIE LES LYS
Agence Ile de France
et des eaux d’extinction incendie 18NIF023 Dossier de Demande d’Autorisation d’Exploiter du site Aube -Beding de Bar-sur-Aube (10)
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Sommaire ..... Introduction ........................................................................... 3
..... Collecte des données ........................................................... 4
..... Méthodologie ........................................................................ 5
Volumes mis en jeu ........................................................................................... 5
Définition du modèle hydrologique utilisé ................................................................. 5
Sélection de la pluie de projet et de la période de retour ......................................... 6
Détermination des paramètres d’entrée ................................................................... 7
Calcul des volumes .................................................................................................. 9
Dimensionnement – Bassin d’infiltration ........................................................ 9
Dimensionnement - Bassin de rétention ....................................................... 11
Besoins stockage - Eaux d’extinction incendie ...................................................... 11
Besoins stockage - Eaux pluviales ......................................................................... 11
Besoins stockage retenu – Bassin de rétention ..................................................... 12
Dimensionnement – Système de collecte et rejet EP .................................. 13
Conduites Gravitaires ............................................................................................. 15
Pompage et refoulement ........................................................................................ 15
Profondeur des ouvrages ....................................................................................... 17
et des eaux d’extinction incendie 18NIF023 Dossier de Demande d’Autorisation d’Exploiter du site Aube -Beding de Bar-sur-Aube (10)
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Liste des illustrations Figure 1 : Plan de Masse + Topographie – Nouveau site d’Aube-Bedding à Bar-sur-Aube ....................................... 4 Figure 2 : Pluie Double Triangle ................................................................................................................................ 6 Figure 2 : Hyétogramme de la Pluie de Projet – Période de retour = 10 ans ............................................................. 7 Figure 2 : Volume – Bassin d’infiltration .................................................................................................................. 10 Figure 2 : Exemple – Bassin d’infiltration ................................................................................................................. 10 Figure 5 : Volume – Bassin de rétention EP ............................................................................................................ 12 Figure 2 : Exemple – Bassin de rétention ................................................................................................................ 13 Figure 6 : Tracé du système de collecte et rejet des eaux pluviales ........................................................................ 14 Figure 7 : Profil des ouvrages de stockage/infiltration.............................................................................................. 17
Liste des tableaux Tableau 1 : Surfaces et coefficient de ruissellement .................................................................................................. 7 Tableau 2 : Volumes mis en jeu et débit de pointe – Période de retour = 10 ans ....................................................... 9 Tableau 3 : Dimensions – Bassin de rétention ........................................................................................................ 10 Tableau 3 : Besoins rétention - Eaux d’extinction incendie ...................................................................................... 11 Tableau 3 : Dimensions – Bassin de rétention EP ................................................................................................... 12 Tableau 6 : Dimensions – Conduites gravitaires...................................................................................................... 16 Tableau 7 : Dimensions – Système de refoulement ................................................................................................ 16
et des eaux d’extinction incendie 18NIF023 Dossier de Demande d’Autorisation d’Exploiter du site Aube -Beding de Bar-sur-Aube (10)
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INTRODUCTION La société Aube-Bedding souhaite créer un nouveau site d’exploitation à Bar-sur-
Aube (10) pour la conception, l’industrialisation et la fabrication de matelas,
sommiers et banquettes destinés à la grande distribution.
Cette installation est soumise à autorisation au titre de la rubrique des Installations
Classées pour la Protection de l’Environnement (ICPE) 2940, à enregistrement au
titre des rubriques ICPE 1510 et 2663, à déclaration avec contrôle au titre des
rubriques 2791 et 2910 et à déclaration au titre des rubriques 2661 et 2925.
L’installation est également soumise à déclaration sous la rubrique 2.1.5.0 de la
Loi sur l’Eau pour l’infiltration des eaux pluviales de toiture du site, représentant
une surface imperméabilisée supérieure à 1 ha.
Suez Consulting est en charge de la rédaction du dossier d’autorisation
environnementale unique pour ce nouveau site, englobant les volets ICPE et Loi
sur l’Eau.
Dans le cadre de l’aménagement du nouveau site dans le respect des prescriptions
réglementaires applicables, Aube Bedding a sollicité Suez Consulting pour la
conception de la gestion des eaux pluviales sur le site.
La Figure 1 présente le plan masse élaboré pour le site, ainsi que la topographie.
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Figure 1 : Plan Masse + Topographie – Nouveau site d’Aube-Bedding à Bar-sur-Aube
Le présent document détaille au niveau AP Sommaire la proposition de gestion des
eaux pluviales sur le site, concernant :
COLLECTE DES DONNEES Les données suivantes ont été collectées :
Plan masse du nouveau site et surfaces des différents types d’usage du sol ;
Plan topographique de la zone d’étude ;
Plan simplifié du réseau d’eaux pluviales existant à proximité du site ;
Plan local d’urbanisme (PLU) de la commune de Bar-sur-Aube ;
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Essais de perméabilité du sol dans la zone où va être implanté le bassin
d’infiltration fournis par ADOVA;
Coefficient de Montana pour la station pluviométrique Troyes−Barberey
(source Méteo France).
METHODOLOGIE La méthodologie utilisée pour le dimensionnement du système des eaux pluviales
est composée des étapes suivantes, détaillées dans la suite :
Calcul des volumes mis en jeu par l’épisode pluvieux retenu (pluie de projet) ;
Dimensionnement du bassin d’infiltration des eaux de toiture ;
Dimensionnement du bassin de rétention des eaux de voirie ;
Dimensionnement du système de collecte et rejet des eaux pluviales sur le
réseau communal.
Le bassin de rétention sera utilisé pour le stockage des eaux pluviales ainsi que
pour des besoins en rétention incendie. Par conséquent, son dimensionnement est
dépendant à la fois des calculs hydrologiques et des consignes pour le
dimensionnement des rétentions des eaux d’extinction données par le document
technique D9A.
Volumes mis en jeu
Définition du modèle hydrologique utilisé
Afin de conduire une analyse des débits et des volumes ruisselés sur le bassin
versant, une modélisation hydrologique dite « Pluie-Débit » doit être mise en
œuvre. Cet outil va transformer, sur le bassin versant étudié, le hyétogramme
(courbe donnant l’intensité de la pluie tombée en fonction du temps) en un
hydrogramme ruisselé à l’exutoire du bassin versant.
Dans cette étude, l’estimation des débits se fait par la méthode rationnelle. Elle
utilise un modèle de transformation de l’hydrogramme de la pluie de projet
(décrite par son intensité i(t)) selon une fonction de transfert linéaire qui considère
le coefficient de ruissellement sur le bassin ainsi que sa superficie).
𝑄(𝑡) =𝑖(𝑡). 10−3
60. 𝑆. 𝐶𝑟
Avec : 𝑄 le débit de pointe du bassin versant à l’instant t (m³/s) ;
𝑖(𝑡) l’intensité de précipitation à l’instant t (mm/min) ;
𝑆 la superficie du bassin versant (m²) ;
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𝐶𝑟 le coefficient de ruissellement.
La méthode rationnelle suppose qu’une pluie constante et uniforme sur l’ensemble
d’un bassin versant produit un débit de pointe lorsque toutes les sections du bassin
versant contribuent à l’écoulement, soit après un temps égal au temps de
concentration. Par simplification, la méthode rationnelle ne tient donc pas compte
de l’hétérogénéité de la pluviométrie.
Sélection de la pluie de projet et de la période de retour
On appelle pluie de projet une pluie fictive définie par un hyétogramme type. Cette
pluie est statistiquement représentative des pluies réelles.
Il a été choisi d’utiliser une pluie de type « double-triangle ». Ce modèle de pluie
couramment utilisé a été mis au point suite à une analyse des deux longues séries
d'observations disponibles en France.
Figure 2 : Pluie Double Triangle
La pluie de projet a été définie à partir des coefficients de Montana à la station
Météo France de Troyes−Barberey, en considérant :
Une durée totale de 4 heures ;
Une période intense de durée 40 min ;
Une période de retour de 10 ans.
A noter que la récurrence d’une pluie correspond à la probabilité que survienne
une pluie donnée et au risque qui lui est associé. Par exemple, un événement
d’une récurrence de 20 ans ne sera dépassé en importance que tous les 20 ans,
ce qui correspond à un risque d’occurrence de 5%. Il s’agit donc d’un événement
majeur. Par contraste, un événement d’une récurrence de 5 ans (risque
d’occurrence de 20%) générera des débits et un volume ruisselé moins
importants.
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La figure suivante montre le hyétogramme résultat avec un cumul précipité de
l’ordre de 34 mm et une intensité maximale d’environ 0.85 mm/min.
Figure 3 : Hyétogramme de la Pluie de Projet – Période de retour = 10 ans
Détermination des paramètres d’entrée
Surfaces et coefficient de ruissellement
Le détail des surfaces a été fourni par l’aménageur. Le tableau suivant récapitule
les surfaces selon chaque type de mode d’occupation, ainsi que le coefficient de
ruissellement adopté.
Tableau 1 : Surfaces et coefficient de ruissellement
Type de surface Surface (m²) Coefficient de
ruissellement
Surface active
(m2)
Surface toiture 22 622 0.95 21 491
Voirie et autres surfaces
imperméables 16 090 0.9 14 481
Espaces verts 19 565 0.2 3 913
Surface totale 58 277 0.68 39 885
En hydraulique urbaine le coefficient de ruissellement est supposé analogue au
coefficient d’imperméabilisation. Ainsi il correspond au pourcentage de surface
imperméabilisée d’un bassin versant, soit le rapport entre la pluie nette (hauteur
d’eau ruisselée) et la pluie brute (hauteur d’eau précipitée) à la sortie de la surface
considérée. Les coefficients de ruissellement dépendent donc du type de surface.
𝐶𝑟 =ℎ𝑒𝑎𝑢 𝑟𝑢𝑖𝑠𝑠𝑒𝑙é𝑒
ℎ𝑒𝑎𝑢 𝑝𝑟é𝑐𝑖𝑝𝑖𝑡é𝑒=
𝑆𝑢𝑟𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑒
𝑆𝑢𝑟𝑓𝑎𝑐𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒
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Perméabilité du sol
La société ADOVA a fourni résultats des essais de perméabilité du sol conduits sur
le site où sera implanté le bassin d’infiltration qui indiquent une valeur de 7.10-6
m/s.
Il faut souligner que cette valeur est légèrement en-dessous de la limite
pour laquelle l’infiltration des eaux pluviales est conseillée : perméabilité
comprise entre 10-5 et 10-2 m/s.
Ainsi il est indispensable de réaliser une entretien soigné et régulier du
système pour assurer son bon fonctionnement.
Débit de fuite
Dans la gestion des eaux pluviales, le rejet des eaux collectées peut se faire :
Au milieu naturel. Dans ce cas, lorsque le ruissellement sur l'ensemble des
surfaces (toitures, aires de parkings, etc.) en cas de pluie correspondant au
maximal décennal de précipitations est susceptible de générer un débit à la
sortie des ouvrages de traitement de ces eaux supérieur à 10 % du QMNA5
du milieu récepteur, l'exploitant doit mettre en place un ouvrage de collecte
afin de respecter, en cas de précipitations décennales, un débit inférieur à 10
% de ce QMNA5.
Dans un réseau d’eaux pluviales existant. Dans ce cas, le débit de fuite
caractérise le débit maximal qui peut être rejeté au réseau pluvial. Il est
normalement précisé dans le PLU de la commune.
Les eaux collectées sur le nouveau site d’Aube-Bedding seront rejetées dans le
réseau d’eaux pluviales communal.
Le PLU de la commune a été consulté, mais il n’y a pas de consigne pour le débit
de fuite. Le gestionnaire du réseau (SOGEA) a été également contacté et a indiqué
que :
Il n’y a pas de consigne de débit maximal rejeté dans le réseau EP, mais que
l’infiltration à la parcelle devra être privilégiée dans la mesure du possible.
La rue de l’Europe est pourvue d’un réseau d’assainissement DN500mm
destiné à recevoir les eaux de voirie de l’ensemble de la zone. Ainsi, il peut
être envisagé la création d’un raccordement sur le réseau d’eau pluviale, en
respectant les consignes du règlement d’assainissement de la commune :
« Toutes les dispositions doivent être prises pour limiter et étaler dans le
temps des rejets d'eaux pluviales hors des propriétés »
Ainsi, un débit de fuite de 5/l/s/ha (soit environ 30l/s pour l’ensemble du site) a
été retenu.
Il est à noter que même si ce débit de fuite doit être restrictif, le stockage des
eaux pluviales n’est pas le facteur limitant pour définir le volume nécessaire au
bassin de rétention. En fait, c’est le volume de rétention des eaux incendies qui
détermine le volume du bassin, comme démontré dans la paragraphe 3.3.
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Calcul des volumes
En faisant la somme sur tous les pas de temps de la pluie sur le bassin versant,
on obtient le volume total mis en jeu pour la pluie considérée pour chaque surface.
Tableau 2 : Volumes mis en jeu et débit de pointe – Période de retour = 10 ans
Surface
toiture
Voirie et autres
surfaces
imperméables
Espaces verts Surface total
Volume (m³) 727 490 132 1350
Débit de pointe
(m³/s) 0.299 0.202 0.055 0.556
Ainsi 1350 m³ sont mis en jeu sur le bassin versant étudié pour une pluie de projet
de période de retour 10 ans et de durée 4 heures. Le débit de pointe est estimé
à 0.556 m³/s, soit 556 l/s.
Les eaux de toiture seront collectées et dirigées vers le bassin d’infiltration. Les
eaux de ruissellement issues des voiries et des espaces verts seront acheminées
vers le bassin de rétention et ensuite rejetés dans le réseau EP communal.
Dimensionnement – Bassin d’infiltration
Pour le dimensionnement du bassin d’infiltration, il est nécessaire de prendre
également en compte le débit d’infiltration, afin de quantifier les volumes à stocker
dans le bassin.
Le débit d’infiltration est donné par :
𝑄𝑖(𝑡) = 𝑆𝑖. 𝐾
Avec : 𝑄𝑖 le débit d’infiltration (m³/s) ;
𝑆𝑖 la surface d’infiltration du bassin (m2) ;
K la perméabilité du sol = 7 x 10 -6
A partir du Plan Masse fourni, la surface horizontale disponible pour le bassin
d’infiltration a été estimée à environ 1000 m2.
Le graphe suivant illustre cette étape de calcul. Le volume à stocker correspond à
l’aire hachurée comprise entre la courbe de débit et la droite du débit
d’infiltration : 632 m3. Par sécurité il sera adopté un volume utile de 650 m3.
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Figure 4 : Volume – Bassin d’infiltration
Le tableau suivant récapitule les principales caractéristiques du bassin.
Tableau 3 : Dimensions – Bassin d’infiltration
Largeur
(m)
Longueur
(m)
Hauteur
utile (m)
Hauteur
totale
(m)
Surface
horizontale
(m2)
Volume
utile (m3)
Volume
total (m3)
19 53 0.65 1.0 1000 650 1000
La figure suivante illustre un exemple de bassin d’infiltration.
Figure 5 : Exemple – Bassin d’infiltration
Volume à stocker
pour une pluie de
durée 4h, T=10ans
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Dimensionnement - Bassin de rétention
Comme mentionné précédemment, le bassin de rétention projeté sera utilisé à la
fois pour le stockage des eaux pluviales et pour les besoins en rétention d’eaux
d’incendie.
Ainsi, le volume du bassin sera donné par la valeur maximale entre les deux
besoins en stockage.
Besoins stockage - Eaux d’extinction incendie
Le dimensionnement des rétentions des eaux d’extinction a été présenté dans le
rapport d’Etude de Dangers, suivant les consignes du document technique D9A.
Les résultats sont reproduits dans le tableau ci-dessous.
Tableau 4 : Besoins rétention - Eaux d’extinction incendie
Bâtiment
concerné
Eaux incendie
(2 h
d’intervention)
20% de
liquides
stockés
(m3)
Volume
sprinkler
(m3)
Eaux
pluviales
(m3)
Total à
retenir
(m3)
MP 360 - 670 352 1 382
Atelier 540 - 670 352 1 562
PF 560 0.04 670 352 1 562
En considérant l’hypothèse qu'une seule zone du bâtiment principal peut être
incendiée à la fois, le volume retenu pour le besoin en rétention d’eaux
d’incendie est de 1600 m3.
Besoins stockage - Eaux pluviales
Les eaux de ruissellement issues des voiries et des espaces verts seront
acheminées vers le bassin de rétention et ensuite rejetés dans le réseau EP
communal.
Pour le dimensionnement du volume de stockage, il est nécessaire de prendre
également en compte le débit de fuite vers le réseau communal : 30 l/s.
Le graphe suivant illustre cet étape de calcul. Le volume à stocker correspond à
l’aire hachurée comprise entre la courbe de débit et la droite du débit
d’infiltration : 320 m3. Par sécurité il sera adopté un volume utile de 350 m3.
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Figure 6 : Volume – Bassin de rétention EP
Besoins stockage retenu – Bassin de rétention
Ainsi le volume retenu pour le bassin de rétention est de 1600 m3 (valeur
maximale entre les besoins de stockage des eaux pluviales et des eaux
d’incendie).
A partir du Plan Masse fourni, la surface horizontale disponible pour le bassin de
rétention a été estimée à environ 770 m2. Le tableau suivant récapitule les
principales caractéristiques du bassin.
Tableau 5 : Dimensions – Bassin de rétention EP
Largeur
(m)
Longueur
(m)
Hauteur
utile (m)
Hauteur
totale
(m)
Surface
horizontale
(m2)
Volume
utile (m3)
Volume
total (m3)
22 35 2.1 2.5 770 1600 1925
En ce qui concerne les eaux pluviales elles seront refoulées vers le réseau EP
communal localisé dans la rue d’Europe (DN 500).
La figure suivante illustre un exemple de bassin de rétention.
Volume à stocker
pour une pluie de
durée 4h, T=10ans
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Figure 7 : Exemple – Bassin de rétention
Fonctionnement et Dimensionnement – Système de collecte et rejet EP
Les eaux de toiture seront collectées par un système de gouttières et acheminées
vers le bassin d’infiltration par canalisation indépendante (DN500). Cette
canalisation présente également un système de vannage et une connexion avec
le bassin de rétention. Ainsi, en cas d’incendie, une partie des eaux résiduelles
sera collectée par cette canalisation et acheminée vers le bassin de rétention :
Fonctionnement normal : V2 ouverte et V3 fermée.
Une liaison entre le bassin d’infiltration et le bassin de rétention a été
également prévue (V1) et permet la vidange du système d’infiltration
par pompage en cas de dysfonctionnement. En fonctionnement
normal la vanne de la canalisation de connexion devra être fermée
(V1).
Fonctionnement incendie : V2 fermée et V3 ouverte.
Il est important de souligner qu’en cas d’incendie les eaux
d’extinction devront être stockées dans le bassin qui sera isolé du
réseau pluvial communal (V1 et V4 fermées). A la fin de l'incendie, le
bassin devra être vidangé par une société spécialisée.
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Les eaux de ruissellement (voirie+ espaces verts) vont être collectées dans un
bassin de rétention en point bas puis envoyées par refoulement en point haut, où
sera réalisé le raccordement avec le réseau communal.
Il est rappelé que l’ensemble des surfaces devront être pentées vers les avaloirs
des canalisations proposées. Une pente entre 0.4% et 1% est conseillée.
La Figure 8 présente un schéma du principe de gestion des eaux pluviales sur le
site.
Figure 8 : Tracé du système de collecte et rejet des eaux pluviales et incendie
V4
Regard de
branchement
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Conduites gravitaires
Le dimensionnement des conduites gravitaires a été réalisé en tenant compte de :
Estimation des surfaces collectés par chaque tronçon ;
Conduites en PEHD PE100- PN8, coefficient de rugosité = 0.012 ;
Taux de remplissage maximal = 80 %.
Le Tableau 6 résume les principales caractéristiques des tronçons.
Pompage et refoulement
Le dimensionnement du système de refoulement a été réalisé en tenant compte
de :
Une vitesse maximale de 1.5 m/s ;
Conduites en PEHD PE100- PN10, coefficient de rugosité = 0.012 ;
Débit de projet = débit de fuite adopté dans le projet (30 l/s). Comme il n’y a
pas de consigne de débit maximal à être rejeté dans le réseau d’eaux pluviales,
deux autres options sont également présentées : 60 l/s et 90 l/s.
Le Tableau 7 résume les principales caractéristiques des options.
Afin de limiter la taille des pompes, les coûts d’investissement et d’exploitation, il
est préconisé de mettre en place un groupe de deux pompes de capacité Qfuite
adopté/2 :
Pour des pluies courantes, les pompes pourront fonctionner de manière
alternée avec une pompe présente en secours de la seconde ;
Pour des pluies de période de retour plus importantes, les deux pompes
pourront fonctionner simultanément lors du pic de pluie.
* Attention : selon les pompes, les capacités ne sont pas forcément
proportionnelles au nombre de pompes. Il sera nécessaire de choisir un groupe de
pompage capable de prendre en charge le débit de fuite retenu avec deux pompes
en fonctionnement.
Le linéaire de refoulement est de l’ordre de 230 m. La hauteur géométrique de
refoulement est également indiquée sur le tableau.
Pour le calcul des pertes de charge pour le refoulement, il est pris en compte la
présence de :
2 pieds d’assise pour les pompes ;
2 coudes ;
1 clapet anti-retour ;
1 vanne ;
1 sortie de bâche.
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Tableau 6 : Dimensions – Conduites gravitaires
Tronçon Longueur (m)
Pente
moyenne
(m/m)
Diamètre
interne (mm)
Diamètre
nominal (mm) Matériau
Q pointe
estimé (l/s)
Q max
admissible pour
λ= 80% (l/s)
Toiture -> Bassin
d'infiltration 110 0.011 452 500 PEHD 299 320
Côté Est 1 120 0.013 181 200 PEHD 19 30
Côté Est 2 110 0.005 226 250 PEHD 32 34
Côté Nord 160 0.025 285 315 PEHD 78 141
Côté Sud 170 0.025 226 250 PEHD 50 76
Parking 1 110 0.007 285 315 PEHD 75 76
Parking 2 100 0.007 226 250 PEHD 29 40
Parking 3A 40 0.008 226 250 PEHD 27 42
Parking 3B 110 0.006 285 315 PEHD 58 71
Côté Ouest 1 70 0.004 181 200 PEHD 11 17
Côté Ouest 2 140 0.004 452 500 PEHD 178 193
Tableau 7 : Dimensions – Système de refoulement
Option
refoulement
Longueur
(m)
Diamètre
interne (mm)
Diamètre
nominal (mm) Matériau
Q pointe
estimé (l/s)
Vitesse
(m/s)
Perte de charge
totale (m) Dénivelé (m)
Hm
(m)
1 230 198 225 PEHD 30 1.0 1.3 2.7 3.9
2 230 278 315 PEHD 60 1.0 1.0 2.7 3.7
3 230 313 355 PEHD 90 1.2 1.2 2.7 3.9
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Profondeur des ouvrages
Le synoptique présenté dans la Figure 9 indique préliminairement le profil des
ouvrages de stockage/ infiltration. Les profondeurs devront être confirmées lors
d’un projet détaillé.
Les informations/ hypothèses suivantes ont été considérées :
Cotes du terrain naturel indiquées sur le Plan Topographique fourni ;
Bassin d’infiltration : hauteur totale indiquée dans le Tableau 3 dans le point
bas (1 m) ;
Bassin de rétention : profondeur de 3.5 m dans le point bas, pour assurer que
la cote d’arrive de la conduite DN500 (arrivée des eaux de toiture) soit
supérieure à la ligne d’eau ;
Les cotes d’arrivée des conduites DN500 ont été estimées en considérant un
recouvrement au point de départ de 0.7m et à partir des longueurs et pentes
indiquées dans le Tableau 6.
Figure 9 : Profil des ouvrages de stockage/infiltration
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