cours d'assainissement emg

5/27/2018 Cours d'Assainissement EMG

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RESEAUX

DASSAINISSEMENTLIQUIDE

A. R. BEN OSMANE IngnieurExpert Asserment prs le

tribunal de Rabat


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SOMMAIRE

Chapitre 1: Introduction lassainissement

Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses

Chapitre 3 : Dtermination des dbits deaux

pluviales

Chapitre 4 : Dimensionnement des rseaux

dassainissement


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Natures des eaux dassainissement.

Type de systme dassainissement, leurs

avantages et inconvnients.

Schmas des rseaux dassainissement

Dfinition de lassainissement.


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Natures des eaux dassainissement:

Les eaux dassainissement sont de trois types:

Eaux de ruissellement,

Eaux uses dorigine domestiques,

Eaux industrielles.

Ces eaux peuvent tre spares ou mlanges.

Dfinition:

Lassainissement des agglomrations a pour objet dassurer

lvacuation de lensemble des eaux pluviales et uses ainsi que leur

rejet dans les exutoires naturels sous des modes compatibles avec les

exigences de la sant publique et de lenvironnement.


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Eaux de ruissellement:

Les eaux de ruissellement comprennent essentiellement les eaux de pluie.

La pollution des eaux de ruissellement est variable dans le temps, plusforte au dbut des prcipitations qu la fin par suite de nettoyage des

aires balayes par leau.

Eaux uses dorigine domestiques:

Les eaux uses dorigine domestiques comprennent:

- les eaux mnagres (eaux de cuisine, de lessive, de douches,),

- Les eaux vannes (en provenance des toilettes, matires fcales et

urines).

Eaux industrielles:

Les eaux industrielles sont celles en provenance de divers usines de

fabrication ou de transformation.


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Types de systmes dassainissement, leurs avantages

et inconvnients:

Les systmes dassainissement les plus rencontrs sont:

o Le systme sparatif;

o Le systme unitaire;

o Le systme pseudo-sparatif;

o Le systme individuel.


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oSystme sparatif :

- Deux rseaux dvacuation : un rseau deaux useset un rseau deaux pluviales.

- La collecte sparative des eaux uses domestiques

ncessite des ouvrages de section rduite en raison du

volume limits des effluents. Cest un systme

conomique si lvacuation des eaux pluviales ne

ncessite pas un autre rseau complet cest--dire

quelle puisse tre ralise en faisant un large appel au

ruissellement dans les caniveaux.

- Le recours un assainissement sparatif peut treavantageux si la ralisation peut tre effectue

progressivement.


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oSystme unitaire :

Il simpose lorsquil ny a pas de possibilit deconcevoir conomiquement un rseau des eaux

pluviales de surface, cest--dire:

Si lexutoire est loign des points de collecte;

Lorsque les pentes du terrain sont faibles, ce quiimpose de grosses sections aux rseaux dgouts

sparatifs.

Il est reconnu que le systme unitaire est intressantpar sa simplicit, puisqu'il suffit dune canalisation

unique dans chaque voie publique et dun seul

branchement pour chaque habitation.


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oSystme pseudo-sparatif :

Les eaux mtoriques y sont divises en deux parties :

Les eaux provenant des voiries, cours et jardins scoulent par des ouvragesconus cet effet : caniveaux , fosss, etc.;

Les eaux des toitures dversent dans le rseau dassainissement laide desmmes branchements que ceux des eaux domestiques.

Ce systme est intressant lorsque les surfaces impermabilises collectives

(voiries, parking, etc ) reprsentent une surface importante avec de fortes

pentes.

Il constitue alors une alternative au rseau sparatif, en rduisant le nombre de

branchements par habitation un.


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oSystme individuel:

Lassainissement individuel est le systme utilis dans les zones urbaines faible

densit dans lesquelles les eaux uses dune habitation sont limines au niveau

mme de cette habitation (fosse sceptique) ou lextrieur dans un terrain

limitrophe (dversement).


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oAvantages et inconvnients des systmes dassainissement:


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Schma des rseaux dassainissement:

Un rseau dassainissement est conu comme un rseau ramifi.On peut class les divers ossatures entre un nombre de schmas types:

Le schma perpendiculaire:

On lappelle galement schma coulement direct. Il convientpar exemple aux rseaux des eaux de pluie en systme sparatif.

Cours deau (rivire oued)


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Schma dquipement par dplacement latral:

Il est galement appel schma collecteur latral. Ses eaux sont

recueillies dans un collecteur parallle au cours deau. Il permet de

reporter leffluent laval de lagglomration. Son dsavantage

principal est quil ncessite souvent des relvements.



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Schma dquipement collecteur transversal ou oblique:

Le ou les collecteurs orients par rapport la pente topographique et

la direction de lcoulement de la rivire comporte des gouts

ramifis; ces derniers reportent par gravit le dbouch du rseau plus

loin laval que dans le schma prcdent.



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Schma par zones tages ou schma par interception:

Le schma est une transposition du schma par dplacement latral,

mais avec multiplication des collecteurs longitudinaux; il permet de

dcharger le collecteur bas des apports en provenance du haut de

lagglomration.


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Schmas sectionnels:Ils sont diviss en deux groupes

G1 : Schma sectionnel centre collecteurunique:

Le rseau converge sur un centre. A partir de ce

centre leffluent est refoul dans un missaire de

transport.

G2 : Schma dquipement radial (ou secteurs multiples)

Le systme comporte plusieurs schmas en ventail.

Les schmas sectionnels conviennent spcialement aux rgions

uniformment plates.

Le systme sparatif sapplique bien dans de tels schmas cause

de la multiplicit des rejets.


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Eaux uses domestiques.

Eaux uses industrielles.

Gnralits.



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Gnralits:

Les calculs des dbits deaux uses portent essentiellement sur lestimation des

quantits et la qualit des rejets liquides provenant des habitations et lieuxdactivit.

Les rejets unitaires considrer dpendent des facteurs socio-conomiques que

lon peut intgrer dans les catgories doccupation des sols, en fonction de

limportance de lagglomration et de son activit dominante, sa spcificit.

Aprs les diffrents usages, les principes dassainissement sont lvacuation

rapide, sans stagnation des eaux pour viter les formations et les rejets qui

pourraient provoquer la contamination du milieu rcepteur, tout en tenant compte

des contraintes conomiques dquipement.

D une manire gnrale, les eaux uses sont dorigine:

- Domestique (y compris Equipements publics);

- Industrielle;


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Eaux uses domestiques:

Les eaux uses domestiques contiennent, en gnral, les matires que nous

pouvons classer comme suit:

o Des matires solides;

o Des nutriments;

o Des mtaux lourds;

o Des organismes pathognes.

Matires solides:

Cest lensemble des matires en suspension et des sels dissous gnralement

exprims en masse aprs vaporation de leau. Ces matires sont diviss en deuxparties:

Les matires en suspension qui flottent la surface ou sont en suspension dans la

masse dun liquide et que lon peut enlever par filtration;

Les matires dissoutes et collodales contenues dan leau et obtenues pardiffrence entre les matires solides et les matires en suspension.


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Nutriments:

Ce sont les lments essentiels la croissance des plantes. Leur dversement dans

un cours favorise la croissance des plantes aquatiques indsirables.

Les deux nutriments les plus importants sont lazote (N) et le phosphore (P). Les

eaux uses en contiennent de faon significative.

Mtaux lourds:

Les mtaux lourds (Plomb Pb, Cadmium Cd, Chrome Cr, etc) sont toxiqueslorsquils sont prsents en quantits apprciables. Ils peuvent nuire la vie

aquatique dans les cours deau ou empcher le fonctionnement normal des

traitements biologiques. Ils proviennent gnralement des rejets industriels.

Organismes pathognes:

Les organismes pathognes proviennent dtres humains infects. Ils peuvent

causer des maladies telles que la diarrhe, le cholra, etc Ils sont prsents en

grand nombre dans les eaux uses.


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Eaux uses industrielles:Les eaux industrielles proviennent :

o Eaux de refroidissement des machines et autres;

o

De lavages des produits;o Rsultant de certains processus.

Ces eaux doivent thoriquement tre traites, ou dtoxiques avant rejet dans le

rseau.


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Calcul des dbits des eaux uses:

La production moyenne des eaux uses dpend de la consommation deau potable,

du taux de retour lgout (Tres) ainsi que du taux de branchement au rseau

dgout (Trac). Elle est calcule comme suit:

Qm,EU= Tres x Trac x Qm,AEP

Avec Qm,AEP= Consommation moyenne deau potable.

Le calcul des besoins de consommation deau potable se fait sur la base de laformule suivante:

Qm,AEP= qpbx Ppb+ qAdm x Ptot + qInd x Ptot+ .

-qpb

: dotation en eau de la population branche,

-Ppb: population branche au rseau deau potable,

-qAdm: dotation des administrations;

-Ptot: population total de la ville,

-qInd: dotation des industries.

Ppb= TB x Ptot avec TBtaux de branchement au rseau deau potable.


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Dbit de pointe journalire:

Le calcul du dbit de pointe lors du jour de production maximale Qmax,jest fait

en se basant sur la pointe journalire relative la consommation en eau potable. Le

dbit maximal journalier se calcule de la manire suivante:

Qmax,j = Cpj x Qm,EU

Qm,EU : La production moyenne des eaux uses.

Cpj :Le coefficient de la pointe journalire qui est le rapport du volume moyen

deau potable des trois journes successives les plus charges de lanne sur levolume moyen annuel.

Cpj = Vm,AEP,3j/ Vma


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Dbit de pointe horaire:

Le dbit de pointe horaire tient compte de la variation de la production en eaux uses lors

dune journe. L e dbit maximal horaire de temps sec se calcul de la manire suivante:

Qmax,h = Cpj x Cph x Qm,EU24

Le coefficient de pointe horaire, Cph, se dfinit comme rapport du dbit maximum dans

lheure la plus charge Qmax,EU sur le dbit moyen journalier Qm,EU deaux uses EU.

Cph = Qmax,EUQm,EU

Le coefficient de pointe horaire est dtermin par la formule ci-dessous, en cas dabsence destatistiques:


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Le dbit maximal de temps sec exprim en l/s se calcul de la manire suivante:

Qmax,EU = CpjxCphxQm,EU(m3/j) x1000 (l/s)

24 x 36000

Expression gnrale du dbit de pointe horaire:

Lexpression gnrale de ce dbit de pointe en tenant compte de la rpartition spatiale des

usagers de leau est:

Qmax,j = CpjxCph x (Si xdi xdNG) xTresxTrac (l/s)24 x 3600

Cpj: Coefficient de pointe journalire;

Cph: Coefficient de pointe horaire;

Si: Superficie (ha) du sous bassin correspondant la zone homogne i;

di : Densit brute en hab/ha de la zone homogne i;

Trac : Taux de raccordement lgout;

Tres: Taux de branchement lgout;

dNG: Dotation en eau (l/j/hab).


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Calcul des dbits des eaux industrielles:

Les eaux industrielles sont celles en provenance des diverses usines de fabrication

ou de transformation

-Qualit des eaux industrielles:

Les eaux industrielles sont extrmement varies selon le genre de lindustrie dontelles proviennent. Elles contiennent les substances les plus diverses, pouvant tre

acides ou alcalines, corrosives ou entartrantes temprature leve, souvent

odorantes et colores.

Ces eaux peuvent ncessiter un prtraitement en usine car il faut viter daccueillirdans le rseau gnral, des eaux dont le traitement se rvlerait difficilement

compatible avec celui des effluents urbains.


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-Quantit vacuer:

Les quantits deaux vacues par les industries dpendent de plusieurs facteurs;

Nature de lindustrie; Procdure de fabrication utilise;

Taux de recyclage effectivement ralis.

Il ne peut tre indiqu que des fourchettes de quantits vacues, une tude tant

entreprendre dans chaque cas particulier.

Une tude de consommation deau a permis de dgager trois types de zones :

Zones dentrepts ou de haute technicit : 10 12 m3/j/ha lot;

Zones demplois, petites industries et ateliers : 20 25 m3/j/ha lot;

Zones dindustries moyennes : 50 150 m3/j/ha lot;

En ce qui concerne le rapport du dbit de pointe horaire au dbit moyen horaire

calcul sur le nombre dheures de travail, celui-ci, se situe gnralement entre les

valeurs 2 et 3.


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Exercice dapplication N1


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Exercice dapplication N2


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Paramtres utiliss.

Mthode rationnelle.

Introduction.

Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales

Formule gnrale du modle Caquot

(ajuste par DESBORDES).


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Introduction.

On distingue deux principales mthodes de calcul des dbits pluviaux:

La mthode la plus ancienne et la plus utilise en dehors du Maroc et de la

France (essentiellement dans les pays anglophones) est la mthode dite

rationnelle dont la formule de base est trs simple, mais elle devient

beaucoup plus complexe utiliser manuellement si on intgre tous les

correctifs et si on procde une dcomposition analytique fine .

La plus utilise en France et au Maroc et nomme mthode superficielle

de Caquot . Elle permet de calculer en un certain nombre de points du

systme lcoulement des dbits maxima pour un orage donn.

(La mthode nindique pas les temps auxquels ces dbits seront atteints)



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Paramtres utiliss.

Un certain nombre de paramtres interviennent dans ltablissement des formulesprcites parmi lesquels on distingue:

o Lintensit et la dure de laverse;

o La dure de stockage sur le sol et dans les canalisations au moment de

laverse;

o Le temps de concentration du bassin versant.



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o Lintensit et la dure de laverse;

Lintensit moyenneI se dfinit par le rapport de la hauteur deau tombe h

pendant une duret, soit :

I = h / t

Lintensit de prcipitationI ( en mm/mn ou en mm/h) est dtermine partir

des courbes Intensit Dure Frquence(IDF)pour une dure gale au tempsde concentration.

Lintensit sexprime en fonction des paramtres a et b par la formule de

Montana :

I (mm/mn) = a . tb

Avecten mn obtenu partir des courbesIDF.



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Le temps de concentration peut donc avoir trois aspects:

Le bassin ne comporte pas de canalisation :tc = t3

Le bassin comporte un parcours superficiel puis unecanalisation : tc = t3+ t1

Le bassin est urbanis et comporte une canalisation

principale et des branchements tertiaires :tc = t2+ t1



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Chapitre 3 : Dtermination des dbits des eaux pluviales


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o Cefficient de ruissellement (Suite): Exemple 1

C1 = 0,20 ; A1 = 2 ha C2 = 0,30 ; A2 = 1,5 ha

C3 = 0,05 ; A3 = 1,8 ha C4 = 0,10 ; A4 = 2,5 ha Trouver Ceq ?


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o Cefficient de ruissellement (Suite):

Valeurs de C qui sont couramment utilises

Zone CHabitat continu RDC 0.50

Immeuble 0.60

villas 0.30

industrielle 0.40

voirie 0.80

Ecole 0.50

Administrative 0.50

Commerce 0.60

Souk 0.25

Sport 0.15

Jardin 0.05


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Mthode rationnelle.

La mthode rationnelle consiste estimer les dbits partir dun dcoupage du

bassin versant en secteurs A1,A2, , Aj,.....An limits par des lignes

isochrones telles que leau tombant sur le secteur A1 (respectivementA2,..AJ,An) arrive lexutoire au bout dun temps t (respectivement 2

t,.,nt). Le pas de temps t qui spare deux isochrones conscutives

dpend de la prcision voulue

(isochrones: lignes situes la mme distance hydraulique cest--dire au mme

temps de parcours jusqu lexutoire).


Ch i 3 i i d dbi d l i l


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Mthode rationnelle (suite).

Cette mthode soulve des critiques dont les principales sont les suivantes:- La dcomposition du bassin en aires isochrones ne peut se faire de faon

prcise.

- On suppose Cjconstant, ce qui est peu vraisemblable.

- On ne tient pas compte du stockage de ruissellement sur le bassin qui a

pour effet dtendre la dure de base de lhydrogramme lmentaire et

corrlativement, de rduire le dbit de pointe: tout se passe dans

lapplication de la mthode, comme si lapport de ruissellement

provenant dun point donn scoulait lexcutoire en un temps gal

la dure de laverse qui le produit, ce qui nest pas exact.



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Mthode rationnelle (suite).

Par ailleurs, pour tenir compte de la distribution de la pluie dans lespace, il y a lieu

de lui appliquer un coefficient de rpartition K de la pluie qui diminue lorsque lon

sloigne de lpicentre.


Le coefficient correctif k est donn

daprs la loi de Fruhling par :


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Mthode rationnelle (suite) : Exemple 2

Le dbit de lexemple prcdent transite par la conduite B-C de 200m. Quel est le

dbit la fin de la conduite ?



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Mthode rationnelle (suite) : Exemple 3 Bassin urbanis (k=1)


Ch i 3 D i i d dbi d l i l


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Ch it 3 Dt i ti d dbit d l i l


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Point N A (ha) C Tc (mn) I (mm/h) Q (m3/s)

1 2 0,30 5,34 147,99 0,2642 5 0,27 7 141,35 0,53

3 6,5 0,24 9,51 132,38 0,57

4 8,3 0,20 12,84 122,08 0,56

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Ch it 3 Dt i ti d dbit d l i l


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Formule gnrale du modle de Caquot (ajust par

DESORDES).

La formule de Caquot snonce comme suit:

Q(T) = K(T) . IU(T) . CV(T) . AW(T) . m(T)

Avec, Q : Dbit en m3/s.

T : priode de retour (annes).

I : pente moyenne du bassin versant (m/m)

C : coefficient de ruissellement du BV.

A : superficie du BV en hectares.

m : coefficient correcteur dallongement du BV.




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Formule gnrale du modle de Caquot (ajust par

DESORDES). Exemple:

La formule de Caquot pour la ville de BENI MELLAL s nonce comme suit:

Q(10 ans) = 0,749 . I0,3432 . C1,2403 . A0,7538 . [L/2A0,5]-0,7032

Avec, Intensit de pluie / i(10 ans) = 3,275.t-0,675.

I : pente moyenne du bassin versant (m/m)

C : coefficient de ruissellement du BV.A : superficie du BV en hectares.

L : allongement du BV.




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Paramtres quivalents dun groupe de bassins:

La formule superficielle dveloppe ci-avant est valable pour un bassin de

caractristiques physique homognes. Lapplication du modle un groupement de

sous-bassins htrognes de paramtres individuels Aj, Cj, Lj (Longueur du drainprincipal). Qpj (dbit de pointe du bassin considr seul), ncessite lemploi de

formules dquivalence pour les paramtres A, C, I et M du groupement.

Ces formules, qui diffrent selon que les bassins constituant le groupement soit en

srie ou en parallle sont exprimes comme suit:




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61



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C ap t e 3 a a p v a



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p p

SOMMAIRE


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Chapitre 3 : Dtermination des dbits deaux

pluviales

Chapitre 4 : Dimensionnement des rseauxdassainissement



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Natures des eaux dassainissement.

Type de systme dassainissement, leursavantages et inconvnients.

Schmas des rseaux dassainissement

Dfinition de lassainissement.



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Eaux uses domestiques.

Eaux uses industrielles.

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Paramtres utiliss.

Mthode rationnelle.

Formule gnrale du modle Caquot

(ajuste par DESBORDES).

Chapitre 4: Dimensionnement des rseaux dassainissement


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Dimensionnement des ouvrages dassainissement.

Dimensionnement des conduites dassainissement.

Chapitre 4: Dimensionnement des conduites dassainissement


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Calcul des rseaux unitaires.

Calcul des rseaux sparatifs.

Base de calcul.



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Rayon hydrauliqueOn dfinit le rayon hydraulique comme tant le rapport de la surface

mouille (section droite du liquide) sur le primtre mouill (primtre

de la conduite en contact avec le liquide). Rh= A/P

Le rayon hydraulique est le quart du diamtre hydraulique, alors que le

rayon est la moiti du diamtre.

Pour une section circulaire (typiquement : une conduite en charge), le

rayon hydraulique Rh vaut la moiti du rayon gomtrique r :

Rh= (r2)/(2 r) = r / 2



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Calcul des rseaux unitaires.

Les ouvrages sont calculs pour pouvoir transiter les dbits

pluviaux en fonction de la rgion dimplantation des ouvrages et

la priode de retour dinsuffisance retenue;

(il ne sera pas tenu compte des dbits deaux use qui sont

ngligeables par rapport aux dbits deaux pluviales).



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Calcul des sections :

Le diamtre minimal des canalisations est fix 300 mm.En raison des dpts qui

peuvent se former, le coefficient de la formule de Bazin est pris gal 0,46do:

C = 60 RH1/4 V = 60. RH

3/4 . I1/2 Q = 60 . S . RH3/4 . I1/2

Au-del de 0,60 m de diamtre, lutilisation des tuyaux ovodes est parfois jugeprfrable car leur section infrieure permet un meilleur coulement du flot de temps

sec.

La variation du dbit transit est fonction de la hauteur de charge dans les ouvrages

dassainissement.

Pour le cas dune conduite circulaire ou ovode, on a:

Pour un remplissage de louvrage 90%, on a Qh/QH = 1,06 do Qh= 1,06.QH

Avec Qh le dbit calcul des eaux faire vacuer par louvrage. On doit dimensionner

par QH= Qh / 1,06.

On peut utiliser les abaques ou faire un calcul direct:

S=.D2/4 P= .D RH=S/P= D/4 QH=60.S.RH3/4.I1/2 = 16,661.D11/4.I1/2

Do



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Conditions dcoulement :

Un rseau dassainissement du type unitaire doit, dans la mesure du possible, tre auto-cureur

cest--dire quil doit tre conu de telle manire que:

Les sables soient automatiquement entrans pour des dbits pluviaux atteints assez

frquemment.

Les vases fermentescibles soient galement entranes pour le dbit des EU.

Ces conditions sont peu prs satisfaites dans les ouvrages calculs pour lvacuation du

ruissellement de frquence dcennale en y ralisant des vitesses de 0,60m/s pour 1/10 du

dbit plein section et de 0,30 m/s pour 1/100 de ce mme dbit. Ces vitesses sont toutes

deux obtenues avec des vitesses pleine section de lordre de 1m/s sur les canalisationscirculaires et de 0,90 m/s sur les tuyaux ovodes.

Si les conditions dauto-curage ne sont pas ralises, il faut prvoir soit la mise en place de

chasses automatiques soit lutilisation priodique dengin de curage.



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Conditions dimplantation et de fonctionnement des rseaux :

Limplantation des rseaux est tudie en donnant aux canalisations amont des pentes

permettant lauto-curage. La pente souhaitable est de 5 pour mille.

La profondeur des ouvrages doit permettre le raccordement des immeubles riverains au

moyen de branchements, dans la mesure du possible, un peu au dessus du plan deau de

temps sec.

Dans le souci de prvenir la dgradation des joints des ouvrages non visitables ou dassurer

la scurit du personnel des ouvrages visibles, la vitesse de leau ne devra pas dpasser 4m/s

5m/s.

Si la pente du terrain est trop forte, il y aura lieu de mnager des accrochements dans le profil

en long des ouvrages par lintroduction de chemines dversantes.



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Calcul des rseaux sparatifs:Ouvrages pluviaux :

Ces ouvrages sont, dune manire gnrale, calculs comme les ouvrages unitaires et

ce pour un dbit correspondant laverse dont la frquence a t adopte.

Les conditions de lauto-curage moins imprieuses que sur les rseaux unitaires du

point de vue hygine; les pentes limites pourront, de ce fait, tre un peu plus faibles.

Les canalisations doivent tre groupes par rseaux partiels, orients selon les plus

grandes pentes et se dirigeant, au plus prs, vers le milieu rcepteur.

La profondeur des ouvrages peut tre rduite, du fait quils nont vacuer que leseaux superficielles mais ce, tout en respectant la question relative leu rsistance

mcanique.



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Canalisations deaux uses:

Il faut valuer les dbits de pointes pour le calcul des sections des canalisations et aussi

les dbits minimaux pour la vrification des conditions dauto-curage.

- Sections:

Le diamtre minimal des canalisations est fix 200 mm eu gard la pellicule grasse

qui se dpose lintrieur des ouvrages, le coefficientde la formule de Bazin est prisgal 0,25do:

C = 70 RH1/6 V = 70. RH

2/3 . I1/2 Q = 70 . S . RH2/3 . I1/2



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- Conditions dcoulement:Les conditions dauto-curage sont les suivantes:

* A pleine ou demi-section, la vitesse dcoulement doit tre suprieur

0,70 m/s, cette limite pouvant, lextrme rigueur tre abaisse 0,50 m/s.

* Le remplissage de la conduite doit tre assur au 2/10 du diamtre pour le

dbit moyen, la vitesse dcoulement tant alors au minimum de 0,30 m/s.

Les conditions dauto-curage sont souvent dlicates raliser dans les parties amont

des rseaux o les dbits sont faibles; on est alors conduit rechercher des pentes de 4

5 pour mille afin damliorer le rgime des vitesses, tout en ne perdant pas de vue la

ncessit du remplissage au 2/10 du diamtre.

A laval, il pourra tre admis des pentes de 3 pour mille, le minimum de 2 pour mille

tant mme admis moyennant une pose particulirement soigne des canalisations.



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- Conditions dimplantation des rseaux:

Ces rseaux doivent tre tablis de manire satisfaire aux conditions dauto-curage et

ce en vitant au maximum les stations de relvement; dans le cas contraire, et dfaut

de curages rguliers des canalisations, il faudra avoir recours aux chasses

automatiques.

Sil faut tenir compte des dbits davenir, il faudra cependant, tre prudent en la

matire car le surdimensionnement des canalisations cre des sujtions pour lauto-

curage. Le raccordement des immeubles riverains doit tre effectuer comme pour les

rseaux unitaires.

Chapitre 5: Dimensionnement des ouvrages dassainissement


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Bassins de retenue.

Siphons point bas.

Dversoirs dorage.



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Dversoir dorage:

Les dversoirs dorages permettent de diminuer la charge des stations dpuration, mais

de lautre ct, ils dversent une grande quantit de matires polluantes provenant des

eaux uses dans le milieu naturel par temps de pluie.

Le calcul des dversoirs dorage a trait :

A la galerie proprement dite;

Au seuil de dversement dont la cote conditionne le fonctionnement de louvrage.

La galerie doit tre calcule pour pouvoir transiter la totalit des dbits amont.

Aucune rgle gnrale ne peut tre fournie quant la frquence de fonctionnement des

dversoirs, celle-ci tant essentiellement fonction des conditions locales.



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Calcul dun dversoir dorage:

La procdure de dimensionnement des dversoirs dorage est :

Evaluation du dbit maximal conserv laval vers la station dpuration, selon

une dilution admissible la station. Ce dbit est de lordre de 3 6 fois le dbit de

temps sec.

Dtermination de la valeur du seuil de fonctionnement ainsi que la valeur de

remplissage de la conduite damene, cette dernire valeur dterminant le niveau de

trop plein.

Pour les dbits de lvnement orageux considr, on calcul ensuite la longueur du

dversoir par application des formules de seuil (fonction du type de louvrage).



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Exemple:



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On peut dterminer le dbit du collecteur principal samenant vers la station dpuration

lorsque la dilution 5 (1 partie deau use pour 4 paries deau pluviale) est atteinte par

rapport au dbit de temps sec .

Diamtre du collecteur principal avant le dversoir dorage : D 600 mm;

Pente I=1,6 %;

Dbit par temps de pluie : QT= 800 l/s;

Dbit par temps sec : 60 l/s.

On demande de :

Calculer la longueur du dversoir.

Calculer le diamtre du tuyau dtranglement (eau use) aprs le dversoir sur unelongueur de 40m.

On utilise lquation de Manning Strickler:

Q = Kst . A . RH2/3 . I1/2 avec Kst= 90.

Calcul de la longueur du seuil du dversoir (Formule de Polni): (avec =0,6)



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Solution :a) Le dbit du collecteur samenant vers la station dpuration avec une dilution 5:

Q1= (60 . 4) + 60 = 300 l/s

Le dbit rejet directement dans le cours deau :Q2 = 800 300 = 500l/s.

Calcul du niveau deau p1dans la conduite darrive:D = 600 mm , I = 1,6% , Kst= 90

Le dbit pleine section est:

Qv= Kst . A . RH2/3 . I1/2 = 90 . (.0,62/ 4). (0,6/4) 2/3 . (0,16)1/2 = 0,908 m3/s 900 l/s.

La hauteur partielle par temps de pluie est :

Rq= QT/Qv = 800/900 = 0,89

Ce qui est quivalent (en utilisant labaque) a un rapport de remplissage de h/H = 0,77.

Donc p1= (h/H) . 600 = 462 mm.

La hauteur partielle p2lorsque le dbit = 5 . Le dbit par temps sec = 300 l/s



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Qr/Qv= 300/900 = 0,33

Ce qui est quivalent (en utilisant labaque) un rapport de remplissage de h/H = 0,38.

Donc p2= (h/H) . 600 = 0,38 . 600 = 228 mm.

La hauteur du seuil du dversoir est de 228 mm.

COUPE


PLAN HORIZONTAL


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PLAN HORIZONTAL

Calcul de la longueur du seuil du dversoir (Formule de Polni)



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Qd = 2/3 b hd3/2 2.g

b = 3/2 . Qd / ( . hd3/2 2.g ) avec = 0,6

b = 3/2 . 0,5 / {0,6 . [(0,462 0,228)/2]3/2 19,62 }

On choisi un dversoir 2 espacements de 5,5 m (au total 11m).

b) Calcul du tuyau dtranglement (EU).



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Il doit tre construit de telle faon que le dbit ne dpasse pas 300 l/s.

Q = 300 l/s , Kst= 90 , I = 1,6%

Choisissons D 400

Qv= Kst . A . RH2/3 . I1/2 =90 . [.(0,4)2/ 4]. (0,4/4) 2/3 . (0,016)1/2 = 0,308 m3/s 300 l/s.

Le diamtre choisi est valid.

Bassin de retenue:

Les bassins de retenue sont utiliss dans le cas o on cherche rduire les dimensions



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Les bassins de retenue sont utiliss dans le cas o on cherche rduire les dimensions

des collecteurs projets laval en talant les dbits de pointe sur un temps impos par

les conditions dcoulement laval.

On peut utiliser les dpressions naturelles comme des bassins de rtention, si on les

relies au rseau dassainissement pour lvacuation des dbits de ruissellement stockspendant un certain temps dans la dpression.

Ces bassins sont constitus par un corps de bassin et un ouvrage aval constitu par un

seuil dvacuation qui peut tre un dversoir ou un orifice.

On peut obtenir lhydrogramme de dbit lentre du bassin de retenue partir de la

courbe intensit dure de la pluie maximale pour la frquence choisie.

- Calcul du volume dun bassin de rtention:

Li t ti t h i F i CG 1333 it th d dit d l l l



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Linstruction technique Franaise CG 1333 cite une mthode dite des volumes pour calculer

le volume utile dun bassin de rtention.

Lapplication de cette mthode revient calculer un volume V en fonction du temps t, le volume

sera maximum quand dV/dt = 0.

La formule de base pour calculer la capacit dun bassin de rtention scrit :

V = h.S.C Qt

Dans laquelle :

V : est le volume de retenue en m3

h : est la hauteur deau tombant pendant un temps t, elle est donne par la formule :

h = a . t(a-b)

O a et b sont les paramtres de la formule de Montana I=a.tb

a : est multiplier par 10-3

pour obtenir h en m;S : Surface en m3.

C : Coefficient dapport : fonction de volume deau prcipite qui arrive au bassin de rtention.

Q : est le dbit admissible laval (dbit de fuite) en m3/mn.

t : est le temps en mn.



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La dtermination de C est dlicate, on pourra adopter en premire approximation les valeurs ci-

aprs pour des pourcentages de boisement variant de 0 100%

Sol impermable (argileux) - 0,60 0,15

Sol plutt impermable - 0,40 0,10

Sol plutt permable - 0,20 0,10

Sol permable (sableux) - 0,10 0,05Le dbit de sortie du bassin de rtention scrit :

Qs = m. . 2ghQs : Dbit sortant du bassin de rtention (m3/s)

h : hauteur de leau dans le bassin de rtention (m)

g : acclration de la pesanteur , g= 9,81 m/s2

m : constante caractristique de lorifice, m=0,7

: Section de lorifice (m2)



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Siphons point bas:

Ils ont pour rle de franchir un obstacle un niveau plus haut ou plus bas que celui du



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Ils ont pour rle de franchir un obstacle un niveau plus haut ou plus bas que celui du

collecteur principal. Un obstacle peut tre un cours deau, un canal, une route, un

tunnel, une voie ferre, une tranche ou une conduite grande dimension.

Les siphons point bas fonctionnent toujours en charge, mme sils transitent un dbit

trs faible (dbit par temps sec).

Afin dviter lobturation par des rsidus secs volumineux, on choisit le mme



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Afin d viter l obturation par des rsidus secs volumineux, on choisit le mme

diamtre minimum que celui du rseau (

)

( )

Le calcul consiste donc :

Dterminer les sections S1et S2pour les dbits minima;

Calculer les pertes de charge et la rpartition des dbits minima;

Vrifier si lensemble peut vacuer les dbits maxima et ventuellement augmenter

les sections S1et S2.

Chapitre 6: Elments constitutifs des rseaux dassainissement


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Ouvrages annexes.

Ouvrages principaux.

Les lments constitutifs dun rseau dassainissement se subdivisent en :L i i



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Les ouvrages principaux comprenant :

Des tuyaux circulaires;

Des tuyaux ovodes prfabriqus;

Des ouvrages visitables de profils particuliers, limits aux grandscentre urbains;

Les ouvrages annexes comprennent:

Regard de visite;

Bouches dgout;

Regards borgnes;

Branchements particuliers;

Stations de relvement;

Dversoirs dorage;

Bassin de rtention.




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Un gout est considr comme un aqueduc coulement libre dont la mise en

charge doit tre exceptionnelle et limite par le dbordement ventuel des regards

et ouvrages annexes.

Du point de vue de ltanchit, il y a lieu de distinguer deux cas:

Ltanchit parfaite aux eaux transites qui tait jadis peu recherch saufdans certains cas spciaux, contamination dune nappe , par exemple.

Ltanchit aux eaux extrieures, provenant de la remonte saisonnire

dune nappe, doit tre absolue, faute de quoi lgout fonctionne comme

drain de ladite nappe, ce qui a pour effet de perturber, considrablement le

fonctionnement de la station dpuration.

Les conduites dassainissement existantes sur le march peuvent tre distingues en



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p g

2 catgories selon leurs modes de fabrication:

Conduite prfabriques : elles sont gnralement circulaires;

Conduites coules sur place et pouvant avoir les formes les plus diverses :

circulaires, ovodes normaliss ou non, dalots ou votes.

o Les tuyaux circulaires sont dsigns par leur diamtre intrieur, dit diamtre

nominal, exprim en millimtre.

o Les tuyaux ovodes sont dsigns par leur hauteur intrieure, dite nominale,

exprime en centimtres.

o Les joints furent dabord raliss en mortier de ciment sur chantier. Ces joints

cdrent la place aux joints en lastomre, tanche tant aux eaux intrieures

quaux eaux extrieures.

Conduite prfabriques :



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Conduite prfabriques:

On distingue selon la nature des matriaux utiliss:

- les conduites en bton comprim ou vibr non arm;

- les conduite en bton arm;

- les conduites en amiante-ciment;

- les conduites en P.V.C.

Dautres types de canalisations sont aussi utiliss:

- les conduites en fonte ductile;- les conduites coules sur place.

- Les conduites en bton comprim ou vibr non arm;



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Elles figure parmi les plus anciens produits raliss en bton.

Domaine dutilisation:Bien quelles continuent tre utilises lheure actuelle, leur usage devient de

moins en moins courant au niveau de lossature des rseaux. Les conduites en bton

comprim sont parfois utilises pour la ralisation des branchements particuliers de

200 mm et les raccordements des bouches dgout de diamtre 300 mm.

Caractristiques:

Les diamtres fabriqus vont de 120 au 1000 mm dans les 3 classes suivantes : 30B,

60B et 90B.



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- Les conduites en bton arm;



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Parmi les conduites en bton arm fabriques et largement utilises au Maroc dans

le domaine de lassainissement on trouvera :

o Les conduites en bton vibr arm;

o Les conduites en bton centrifug ordinaire (CAO);

o Les conduites en bton prcontraint.

Lusage du bton prcontraint reste trs restreint au Maroc.

o Les conduites en bton vibr arm:



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Procds de fabrication :

Le processus de fabrication utilis est organis de la manire suivante:

Le cage darmatures est monte verticalement sur un collet en acier sur lequel vient

coulisser le moule extrieur. Le bton est inject par passe montantes parcentrifugation.

A la fin de fabrication, la buse est soumise une compression qui permet

damliorer sa compacit. La conduite ainsi fabrique est transporte verticalement

vers laire de stockage o elle est maintenue jusqu ce quelle atteigne unersistance suffisante.

Caractristiques:

Les lments fabriqus ont une longueur de 2,5 m en diamtres variant de 300

1000 mm et correspondent deux classes (90A et 135A).

Les lments de conduites sont monts bout mle et femelle.

o Les conduites en bton Centrifuge Arm Ordinaire (CAO):

d d f b i i



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Procds de fabrication :

Les armatures sont obtenues partir des fils dacier en bottes et enrouls autour dun

mandarin. La fabrication se fait par centrifugation de la cage darmature

horizontalement avec insertion du bton durant la rotation de la buse. Cettecentrifugation confre la buse une trs bonne compacit, une bonne rsistance

lovalisation et une bonne tanchit.

Caractristiques:Les buses se prsentent sous forme dlments joint torique ou dlments bouts

droits. La jonction des tuyaux CAO (JT) se fait par lintermdiaire dun joint torique

en lastomre qui autorise des dviations angulaires de plusieurs degrs; la jonction

des tuyaux CAO bout droit (BD) se fait par lintermdiaire dune bague mate au

mortier sec.Les lments fabriqus prsentent des diamtres de 200 2200 mm correspondant

3 classes : 60A, 90A et 135A.



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cours d'assainissement emg

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