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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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
Natures des eaux dassainissement.
Type de systme dassainissement, leurs
avantages et inconvnients.
Schmas des rseaux dassainissement
Dfinition de lassainissement.
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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
oAvantages et inconvnients des systmes dassainissement:
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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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.
Cours deau (rivire oued)
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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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.
Cours deau (rivire oued)
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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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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Chapitre 1: Introduction lassainissement
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.
Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
-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)
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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.
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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.
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Chapitre 3 : Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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).
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Ch i 3 i i d dbi d l i l
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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.
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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.
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Le coefficient correctif k est donn
daprs la loi de Fruhling par :
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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 ?
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Mthode rationnelle (suite) : Exemple 3 Bassin urbanis (k=1)
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Ch i 3 D i i d dbi d l i l
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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.
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Chapitre 3 : Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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.
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Chapitre 3 : Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Chapitre 3 : Dtermination des dbits des eaux pluviales
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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:
Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
Chapitre 3 : Dtermination des dbits des eaux pluviales
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Chapitre 3: Dtermination des dbits des eaux pluviales
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C ap t e 3 a a p v a
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SOMMAIRE
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Chapitre 1: Introduction lassainissement
Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
Chapitre 3 : Dtermination des dbits deaux
pluviales
Chapitre 4 : Dimensionnement des rseauxdassainissement
Chapitre 1: Introduction lassainissement
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Natures des eaux dassainissement.
Type de systme dassainissement, leursavantages et inconvnients.
Schmas des rseaux dassainissement
Dfinition de lassainissement.
Chapitre 2: Evaluation des dbits des eaux uses
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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.
Chapitre 4: Dimensionnement des conduites dassainissement
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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).
Chapitre 4: Dimensionnement des conduites dassainissement
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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.
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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
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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.
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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.
Ouvrages principaux.
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Ouvrages principaux.
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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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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