Réseaux d Assainissement

7/26/2019 Rseaux d Assainissement

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Facult des Sciences et Techniques de Marrakech


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Partie 1 : Donnes fondamentales :

Gnralits.

Le milieu naturel dit milieu rcepteur.

Plan du cours

es ana yses e s es.

Les systmes dvacuation des eaux uses et des eaux pluviales.

Eaux uses et eaux pluviales : aspects qualitatifs.

Lassainissement non collectif.


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Partie 2 : Composante dun systme de collecte :

Conception des rseaux : principes hydrauliques fondamentaux.

Eaux uses : aspect quantitatif et dimensionnement des rseaux.

Eaux luviales : as ect uantitatif et dimensionnement des rseaux.

Plan du cours

Les lments constitutifs du rseau.

Les dversoirs dorage.

Les retenues deaux pluviales.

Les bassins de stockage - restitution.


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Partie 3 : Composante dun traitement :

Prtraitement et limination des sous-produits.

Le traitement primaire.

Plan du cours

Llimination de la pollution carbone.

Llimination de lazote et du phosphore.

Dimensionnement dune station dpuration.


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collecte transit traitement

stockage surverse milieu

Partie 1 : Gnralits

Lassainissement des agglomrations a pour but dassurer la collecte, le transit, aubesoin la rtention de lensemble des eaux, pluviales et uses, et de procder auxtraitements avant leur rejet dans le milieu naturel par des modes compatibles avec

les exigences de la sant publique et de lenvironnement.


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La totalit deau prsente sur notre plante constitue lhydrosphre. Le volume est

estim entre 1350 et 1700 millions de km3

. Lincertitude provient des inconnus quantaux rserves souterraines.

La rpartition des diffrentes formes deau stablit (en %) comme suit :

Ocans : 97 4 %.

Partie 1 : Le milieu naturel dit milieu rcepteur

Glaces : 2 %.Eaux souterraines : 0,5 %.

Lacs et rivires : 0,02 %.

Vapeur atmosphrique : 0,001 %.


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Cette rpartition nest quune image car en ralit leau est en perptuel mouvementen raison des phnomnes dinfiltration, dvapotranspiration et de ruissellement

(sur terrains permables ou saturs).

Partie 1 : Le milieu naturel dit milieu rcepteur

Figure 1 : Le cycle de leau


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I - Morphologie du terrain et topographie :

Le relief, les chemins de ruissellement, le sens de lcoulement, sont autantdlments topographiques et morphologiques ncessaires lanalyse hydrologiquedes bassins versants dcomposs en lments homognes.

Partie 1 : Les analyses des sites

La topographie est impose et son rle est essentiel en matire dassainissement coulement gravitaire. La vitesse critique dautocurage obtenue partir dunecertaine vitesse minimale maintient les particules en suspension et vite les dpts.Elle doit tre suprieure 0,60 m/s.

En terrain plat, ces conditions entranent un approfondissement coteux desrseaux. Le relvement mcanique des effluents savre indispensable.

La topographie constitue dans ltude dun projet dassainissement une contraintemajeure.


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II - Gotechnique :

Le paramtre sol concerne la nature des couches de terrains rencontres encouverture, leurs granulomtries, leurs permabilits et leurs comportements vis--vis du ruissellement et de larrachement des matriaux qui seront susceptibles dtreentrans pour gnrer des dpts dans les missaires.


Ce volet concerne aussi les phnomnes de stabilit, de dcompression, deglissement et de tassement. Les ouvrages importants comme les bassins de retenue,les postes de pompage, les stations dpuration et dans une certaine mesure, lescollecteurs ncessitent une connaissance du sol et de sa rsistance mcanique.


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II - Gotechnique (suite) :

Un autre paramtre important est la permabilit K dfinit par la relation de Darcy :V = K J. O J est la perte de charge unitaire et V = Q / S est la vitesse apparente defiltration en m/s, avec Q le volume en m3 infiltr par seconde et S la surface du solconsidr (en m2).


K>10-3 m/s : sols trs permables (calcaires karstifis). 10-5


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III - Hydrogologie et rgime des nappes :

Le contexte hydrogologique travers par un collecteur peut comporter des nappesdeaux souterraines, perches ou alluviales. En priode humide, les rseaux nontanches poss en points bas sont sujets lintrusion deaux claires parasites. Alinverse, en priode sche, ils peuvent entraner des fuites de pollution


.

Linfiltration ou linjection dans le sol des eaux traites ou non pollues peut offrirune alternative au rejet vers le milieu superficiel. Dune part, on limite les dbitspluviaux vers les exutoires et dautre part, on peut envisager la ralimentation desnappes souterraines, mais seule une tude hydrogologique du sol peut dterminer

si cette hypothse est justifie.


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IV - Hydrographie :

Le milieu rcepteur peut tre :

Un ruisseau, dont on doit dfinir les capacits et les conditions daccueil en qualitet en quantit.


Un cours deau rgime variable passant dun niveau dtiage un niveau de crue.

Un lac ou un tang o la sensibilit due aux rejets est la plus forte (gnralement viter).

Le bord de la mer avec, le cas chant, linfluence des marres (le rejet ncessiteun examen approfondi et un missaire immerg).


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IV - Hydrographie (suite) :

Les ctes caractristiques pour un cours deau sont schmatises par la figure 2 :


Figure 2 : Courbe desdbits classs : dbitscaractristiques.

Lanalyse de la sensibilit est base sur le dbit mensuel dtiage sec quinquennalQMNA5.


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V - Climat et pluviomtrie :

La climatologie et la conception des ouvrages sont associer :

La temprature, le rayonnement, le vent, lhumidit, le gel influent sur lecomportement du sol linfiltration, la saturation et au ruissellement.


La ralisation des travaux de terrassement et de mise en uvre (utilisation desengins de transport de terre, blindage, coulage de bton) dpendent lvidencedes conditions climatiques.

Labaissement de la temprature exerce une influence sur les conditionspuratoires, les lits de schage de boues.

Les installations dpuration ncessitent la prise en compte des vents dominantsafin de rduire le rabattement des odeurs sur les habitations.


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V - Climat et pluviomtrie (suite) :

La pluviomtrie concerne directement les vacuateurs deau pluviale. Ces dernierssont calculs de telle sorte que la capacit dvacuation corresponde au dbitdorage dune frquence donne (deux, cinq, dix, vingt ans ou plus) compatible avecles intrts protger.


Le manque dinformation dans le temps ne permettant pas de disposer dunhistorique de mesure suffisamment long, on se rfre souvent un centremtorologique sloignant malheureusement davantage du site considr.


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VI - Hydrologie :

Afin dexploiter au mieux les donnes pluviomtriques, il faut les classer dans cesens:

Les tableaux des hauteurs deau par anne, par mois et par 24 heures.

Les tableaux des hauteurs et dates des maxima mensuels et annuels.


, ,

minima, maxima) sur une priode de rfrence de 30 ans. Les tableaux de nombre de jours par mois et par an avec des prcipitations

suprieures ou gales 0,1 - 1 - 5 - 10 - 20 mm.

Les valeurs caractristiques lies lassainissement sont :

Les deux saisons : hiver (novembre - avril) et t (mai - octobre). La dure totale des prcipitations.

La frquence et la priode de retour du projet (dtermines selon les enjeux protger).

Les maxima et les moyennes en intensit et en dure.


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VI - Hydrologie (suite) :

Intensit - dure - frquence IDF :

Lintensit moyenne est le rapport de la hauteur deau tombe (dh) sur une duredonne (dt) : im = dh/dt.


La priode moyenne de retour ayant une probabilit F dtre observe est gale T = 1/F.

Prcisons quun vnement pluvieux de priode de retour T a une probabilit nonnulle de se produire plus dune fois dans cet intervalle de temps ou de ne pas seproduire du tout. En revanche, au cours de cette mme priode, des vnementsstatistiquement plus rares peuvent se produire. Pour apprhender une frquencemoyenne, on doit observer lvnement au moins 3 fois et par consquent, pourretenir les valeurs dune priode de retour de dix ans, il faudra avoir au minimum103 = 30 ans dobservation.


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VI - Hydrologie (suite) :

A lissue des estimations et des classements, on doit disposer pour chaque duredaverse dt, des valeurs im(t,T) correspondant aux priodes de retourcaractristiques. Le choix de la priode de retour est un compromis sachant que celane sert rien de dimensionner lamont du rseau avec une priode de retour de 10


.

Plusieurs ajustements mathmatiques des courbes IDF ont t raliss, on cite :

La formule exponentielle (Montana) : i(t,T) = A(T)t-B(T) Les paramtres A et B sontdtermins selon les rgions par ajustement.

La formule homographique (Talbot) :i(t,T) = a(T)/(t+b(T)) Les paramtres A et B sontdtermins selon les rgions par ajustement. t est le temps depuis lorigine delaverse mis par leau jusquau point exutoire, appel temps de concentration.


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VII - Contexte urbain et industriel, occupation des sols :

Les villes ont des vocations diffrentes : villes importantes, moyennes, populationconstante ou variable, caractre administratif, touristique, industriel ou portuaire.

La nature et lactivit dominante de ces diverses composantes dagglomrations


mo en es ux es eaux us es omes ques ou r s ua res ac v s ou

pluviales pollus et influent sur les rseaux et le fonctionnement des traitements qui,par ailleurs, peut se trouver facilit ou fortement contrari.

Par exemple, en prsence dun habitat trs dispers, on comprend quun quipementcollectif implique toujours des sujtions excessives. On est alors amens

prconiser un assainissement non collectif qui, bien tudi, bien construit et bienentretenu, peut savrer aussi (voir plus) efficace quun assainissement collectif.

Pour les agglomrations hautement industriel, il convient de prvoir une purationspare des effluents de certains tablissements industriels.


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VII - Contexte urbain et industriel, occupation des sols :Afin de caractriser le bassin tudi, on dfinit :

Le coefficient doccupation de sol COS :COS = surface de planchers hors uvre / surface de la parcelle.

Pour se rapporter au nombre dhabitat, on peut considrer quun logement fait en


moyenne m et qu est occup par personnes.

Lemprise au sol E :E = surface btie au sol / surface de llot

Ce coefficient donne le taux dimpermabilisation limit puisquil nintgre pas lesparkings et voiries. Il peut cependant contribuer dterminer le coefficient deruissellement.

Le coefficient de ruissellement C :

C = surfaces impermables / surface totale.


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I - Systme unitaire :

Lvacuation des eaux uses et pluviales se fait par un unique rseau, gnralementpourvu de dversoirs permettant, en cas dorage, le rejet dune partie des eaux, parsurverse, directement dans le milieu naturel.

Partie 1 : Les systmes dvacuation des eaux

uses et des eaux pluviales.

van ages :

Simplicit : il suffit dune canalisation unique dans chaque voie publique et dunseul branchement pour chaque bloc dimmeuble ou parcelle.

La collecte et traitement des eaux des petites pluies fortement souilles quireprsentent 90% des vnements pluviomtriques.

Inconvnients :

Dversements intempestifs quil convient de grer au plus juste.


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II - Systme sparatif :Consiste affecter un rseau lvacuation des eaux uses domestiques (eaux devannes et eaux mnagres) et, avec des rserves, certains effluents industriels, alorsque lvacuation de toutes les eaux pluviales est assure par un autre rseau.Avantages :

Il est le seul concevable lorsque la population est relativement disperse.

Il sim ose lors ue le cours deau traversant la lomration est de faible



importance, notamment en priode critique dtiage. On admet que les dversoirsdorage, en systme unitaire, peuvent ramener une pollution consquente due linsuffisance de dilution des dversements dans le cours deau.

Les eaux pollues sont vacues sans aucun contact avec lextrieur.

Il assure la station dpuration un fonctionnement rgulier parce que les eaux

traiter ont les dbits les plus faibles et les plus rguliers.Inconvnients :

Il ncessite une police de rseau ralisant des contrles permanents et desmises en demeure svres ncessitant parfois dintervenir chez les administrs enproprit prive.


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III - Systme non gravitaire :

Ou transferts aids mis en uvre chaque fois que la topographie lexige. Il permet

dviter les surprofondeurs excessives et onreuses ncessaires la pose descanalisations. Ils prsentent un intrt incontestable pour les liaisonsintercommunales avec possibilits de passer au plus court suivant parfois un profiltrs accident.



On distingue :

Les rseaux dassainissement sous pression de refoulement des eaux parpompage.

Les rseaux dassainissement sous vide : Un ou plusieurs usagers sont raccordsgravitairement au regard de transfert qui joue le rle de dversoir tampon. Celui-ciassure, travers une vanne, lvacuation par aspiration des effluents vers la cuvede stockage situe dans la centrale vide.


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III - Systme non gravitaire (suite) :



Figure 3 : Principe gnral du systme detransfert vide.


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III - Systme non gravitaire (suite) :

Les rseaux dassainissement souspression par aroojecteur : Le principeconsiste en un refoulement par aircomprim.



Figure 4 : Installation dunaroojecteur

Lopration se fait en trois temps : 1- arrive de leffluent dans la cuve de lappareil travers le clapet et remplissage progressif. 2- le remplissage termin, un dtecteurcommande le fermeture du clapet, ladmission dair comprim, la mise en pression etle refoulement dans les conduites dvacuation. 3- la fin du refoulement, lordre defermeture de la vanne dadmission de lair et du refoulement permet louverture duclapet soumis la pousse de leffluent en attente.


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IV - Systme non collectif :

Ce systme est propos lorsque la faible densit de lhabitat rend inutile la mise enplace dun rseau public. Il a pour objet dassurer lpuration des eaux uses par lesol selon des modes compatibles avec les exigences de la sant publique et delenvironnement.




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I - Dfinition des paramtres :

I-1 - Les matires en suspension (MES) :

Elles reprsentent les matires qui ne sont ni ltat soluble, ni ltat collodal. LesMES comportent des matires organiques et minrales. Ils constituent un paramtre



important qui marque bien le degr de pollution dun effluent urbain ou mme

industriel.

Les techniques danalyse font appel la sparation directe. Le rsidu est sch 105C et ensuite pes. Le rsultat est exprim en mg/L.


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I-2 - Les matires volatiles en suspension (MVS) :

Elles reprsentent la fraction organique des MES et sont obtenues par calcination deces MES 525C pendant deux heures. La diffrence entre le po ids 105C et lepoids 525C donne la perte au feu et correspond la teneur en MVS en mg/L.



- - es ma res m n ra es :

Elles reprsentent le rsultat dune vaporation totale de leau cest--dire son extraitsec constitu la fois par les matires minrales en suspension et les matiressolubles (chlorures, phosphates).

I-3 - Les matires dcantables :

Elles reprsentent les MES qui sdimentent au bout de deux heures dans uneprouvette. On prvoit gnralement, dans le processus dpuration, un abattementde 90% de matires dcantables.


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I-4 - La temprature :

Elle est souvent nglige tort. Le fonctionnement de certains ouvrages, notammentles dgraisseurs, sont trs sensibles des tempratures trop leves. Ainsi tout rejetdoit tre infrieur 30C.




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I-6 - La demande biochimique en oxygne :

Cest la quantit doxygne dpense par le phnomnes doxydation chimique,dune part, et la dgradation des matires organique, par voie arobie, ncessaire la destruction des composs organiques dautre part. Ces deux types doxydation sesuperposent, do le terme biochimique. Notons que dans les eaux uses, ce sont



.

Cette analyse repose sur le fait quun chantillon dans un flacon ferm, abandonn lui-mme, va consommer rapidement loxygne dissous quil contient sous lactiondes micro-organismes prsents. Ceux-ci utilisent loxygne pour dgrader lesmatires organiques contenues dans leau.

La DBO sexprime ainsi en mg dO2 consomme par litre deffluent. Par convention,on retient le rsultat de la consommation doxygne au bout de 5 jours (DBO5). Ladgradation des matires azotes par oxydation se fait aprs une dizaine de jours.Les 5 jours sont donc lassurance que seules les matires organiques sont

concernes.


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I-7 - La demande chimique en oxygne :

Elle reprsente la teneur total en matires organiques, quelles soient ou nonbiodgradables. Le rapport DCO/DBO5 est denviron 2 3pour une eau use. Au-delde ce rapport, il ya vraisemblablement une anomalie.

- -



Il se prsente sous deux forme :

Lazote rduit correspond lazote organique provenant des dchetsmtaboliques (protines, ures) dorigine humaine. On parle dazote total exprime n m g d e N / L .

Lazote oxyd se trouve de faon marginale dans les eaux uses. Il sagit denitrites (NO2-) et de nitrates (NO3-) produits par oxydation de lazote rduit.


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I-9 - Le phosphore :

Mesur soit sous forme de phosphore total PT soit sous forme de phosphates. Le

rsultat est exprim en mg/L.

I-10 - Les matires grasses :Proviennent des eaux uses domestiques et des rejets des activits (restaurants,commerces alimentaires . Elles rduisent la section de assa e des effluents et



nuisent la bonne oxygnation de leffluent. Elles sont exprimes en mg/L.

I-11 - Les produits toxiques ou dangereux :

Les lments traces mtalliques (ETM) constitus par des mtaux lourds (plomb,mercure, nickel, zinc, cuivre ).

Les composs organiques traces (COT) dcomposs en hydrocarbures etcyanures et naturellement toxiques pour lhomme.

I-12 - Les paramtres microbiologiques :Ils sont constitus de bactries ou de micro-organismes pathognes, de virus et deparasites nuisibles pour la sant humaine.


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II - Qualit des eaux uses :Les valeurs unitaires de pollution correspondent au rejet journalier standart dun

habitant pour divers paramtres, cest ainsi qua t dfini lquivalent-habitant (EH).

Pour 1 EH

MES 90 g



DBO5 60 gDCO - (1)

Azote total 15 g

Phosphore 4 g

Matires grasses 15 20 g de lipides

(1) Pas dEH dfini. La mesure en rseau donne 45 85 g/jour/hab.


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I-14 - qualit des eaux pluviales :

Contrairement aux eaux uses, les eaux pluviales sont minemment variables dans

leur composition. La pollution atmosphrique provient notamment de la combustiondes hydrocarbures destins lindustrie et au transport. Sur les surfacesimpermabiliss, les eaux, en ruisselant, vont arracher puis transporter les matiresqui se trouvent sur les chausses, les parkings, les trottoirs et les toitures.



Le tableau suivant prsente un ordre de grandeur de teneurs caractrisant unvnement pluvieux particulier de frquence mensuelle :

mg/l Mini Maxi Moyen

MES 160 1945 888

DBO5 59 1223 591

DCO 107 3202 1455

NH4 14,2 27,4 20,2


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Ce systme est propos lorsque la faibledensit de lhabitat rend inutile la mise enplace dun rseau public. Il a pour objet

dassurer lpuration des eaux uses par lesol selon des modes compatibles avec lesexigences de la sant publique et delenvironnement.

Partie 1 : Lassainissement non collectif.

la fosse toutes eaux (FTE) destin lacollecte, la liqufaction partielle desmatires polluantes contenues dans les eauxuses et la rtention des matires solides etdes dchets flottants. Les solidess accumulent dans un premier compartimentet subissent une fermentation anarobiebasique que lon nomme digestion . Celaentrane la production de gaz carbonique,dhydrogne et de mthane. Un conduitdaration assure lvacuation de ces gaz.

Figure 5 : Rseau de tranchesparallles sur terrain plat et

favorable.


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Aprs le premier compartiment, un deuxime reoit les effluents dcants. Il ne fautjamais acheminer les eaux pluviales dans la fosse. La hauteur deau utile dans lescompartiments ne doit pas tre infrieure 1 m.

Le volume utile est de 3m3 pour des logements de 5 pices avec 1m3 par picesupplmentaire. Le temps de sjour varie entre 5 et 10 jours. La frquencerglementaire de vidange de la FTE est dau moins 1 fois tous les 4 ans.


Le rendement dpuration de ces ouvrages est de 50% de DBO et de 65% de MES.Les rendements en azote sont faible et le dispositif narrtent absolument pas lesgermes bactriens.


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Le sol, milieu trs vivant, est un site idal pour assurer lpuration des eaux usesprtraits. Celles-ci doivent tre diffuses dans le sol, condition quil soit apte cette fonction. Il existe trois grands types de sol du point de vue de leur aptitude

lassainissement autonome :

Type 1 : aptitude lpandage souterrain : la mise en uvre des tranches filtrantesest possible;


Type 2 : aptitude lpandage souterrain dans un sol reconstitu : utilisation dun litfiltrant.

Type 3 : aptitude lpandage par un massif sableux drain. Ceci implique que leseffluents purs seront vacus par des drains vers le milieu hydraulique superficiel.


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Les sondages la pelle mcanique permettent de qualifier les donnes relatives ausol (nature, texture, permabilit, profondeur de la nappe, du substratum,morphologie).

La permabilit du sol sapprcie par un test de percolation qui permet de classer lesol. Ce test mthode Porchet consiste raliser des trous de 150 mm de diamtreet de 0,50 0,80 m de profondeur aliments en eau pour une phase de saturation de


4 heures. Une fois le sol satur , on peut mesurer labsorption du sol et donc sa

permabilit K. On distingue : Un sol dominante argileuse (K


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I- Tranches et lits dpandage faible profondeur :

Cet pandage est ralis par lintermdiaire de tuyaux placs horizontalement dansun ensemble de tranches. Le fond des tranches doit se situer 0,60 m minimum et 1 m maximum sous la surface du sol. La largeur dune tranche est de 0,50 m. Lalongueur maximale dune tranche est de 30 m.


Les tranches sont parallles et leur cartement daxe en axe ne doit pas treinfrieur 1,5 m.

Le champ dpandage doit tre au moins 3 m de la limite de proprit, 5 m de lamaison et 35 m dun ventuel puits de captage.

Pour un sol limoneux, on prconise 60 90 m de tranches filtrantes avec 20 ou 30 mpour toute pice au-del de 5. pour un sol dominante sableuse on doit avoir 45 mde tranches avec 15 m de tranches supplmentaires pour chaque pice au-del de5.


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I- Tranches et lits dpandage faible profondeur (suite) :Le fond de la tranche est garni dune couche de graviers sans fines 10/40 mm sur10 20 cm. La canalisation est pose avec une pente infrieure 1cm/m. On

remblaie avec du graviers jusqu 10 cm au dessus de la gnratrice. On dispose ungotextile et on remplie le reste de terre vgtale.


Figure 6 : Tranches dinfiltration.


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I- Tranches et lits dpandage faible profondeur (suite) :Dans le cas des sols dominante sableuse o la ralisation des tranchesdinfiltration est difficile, lpandage souterrain est ralis dans une fouille unique

fond horizontale. 60 m2 au minimum sont ncessaires avec 20 m2 supplmentairespar pice principale au-del de 5. La longueur maximale est de 30 m et la largeurmaximale est de 8 m.


Figure 7 : Lit dpandage.


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II- Filtre sable vertical non drain :

Le filtre sable vertical non drain reoit les effluents prtraits. Du sable lav sesubstituant au sol naturel est utilis comme systme purateur et le sol en placecomme moyen dispersant.

La surface minimale doit tre de 25 m2 avec 5m2 su lmentaire ar ice rinci ale


au-del de 5. la filtre sable doit avoir une largeur de 5 m et une longueur minimalede 4m.

Le fond du filtre sable doit tre horizontal et se situe 0,90 m sous le fil deau ensortie du regard de rpartition. La profondeur de la fouille est de 1,10 m minimum 1,60 m maximum.

Si le sol est fissur, le fond de fouille pourra tre recouvert dun gotextile.


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II- Filtre sable vertical non drain (suite) :


Figure 8 : Filtre sable vertical nondrain.


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II- Filtre sable vertical drain :

Le filtre sable vertical drain reoit les effluents prtraits. Du sable lav sesubstituant au sol naturel est utilis comme systme purateur et le milieusuperficiel ou souterrain (puits dinfiltration) comme moyen dvacuation.

La surface minimale doit tre de 25 m2 avec 5m2 su lmentaire ar ice rinci ale


au-del de 5. la filtre sable doit avoir une largeur de 5 m et une longueur minimale

de 4m.

Le fond du filtre sable doit tre horizontal et se situe 1 m sous le fil deau ensortie du regard de rpartition. La profondeur de la fouille est de 1,20 m minimum 1,70 m maximum.

Dans le cas dun milieu vulnrable, linstallation dun film impermable estindispensable.


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III- Filtre sable vertical drain (suite) :


Figure 9 : Filtre sable vertical drain.


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III- Filtre sable vertical drain (suite) :

Une tude sur plus de cinquante chantillons montre des rendements excellents

entre la sortie de la fosse toutes eaux et la sortie dun filtre sable drain :

85% en MES,


,

96% en N, 99% en DBO5.

Partie 2 : Conception de rseaux : principes


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Partie 2 : Conception de rseaux : principeshydrauliques fondamentaux.

La structure dun rseau dassainissement est complexe par la prsence de pointssinguliers (branchements, canalisations spcifiques, seuils, dversoirs, retenues,stockages) qui demandent une simplification pour tre apprhends.

Dans ce qui suit on va se limiter ltude des canalisations circulaires dans les tatsprincipaux suivants :

I- coulement libre uniforme :

Donnes : le dbit Q, la pente du radier Ir.

On cherche dterminer la section S partir de la relation S=Q/V. La vitesse secalcule par la relation V = K R 2/3 Ir .

R : le rayon hydraulique = Sm/Pm ou Sm est la section mouille et Pm le primtremouill (pour une section circulaire pleine ou demi-section de diamtre D, R =D/4).

Ir : la pente du radier en m/m.

K : le coefficient de rugosit.



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Le coefficient de rugosit est tabli dans le tableau suivant selon la sectiondcoulement :

Type de sections dcoulement KFosss naturels en trs mauvais tat et pente trs faibleFosss naturels en mauvais tat, de pente > 3 %

Caniveau ru ueux alets herbes

1020

30


hydrauliques fondamentaux.

Caniveau en sol argileux

Caniveau en grosse maonnerie ou en stabilis

Caniveau enrobCaniveau en bton

Collecteur avec de nombreux branchements

Collecteur avec regard de branchementCollecteur gros diamtre(D0,80m)

Collecteur sans branchements

Collecteur mtal et matriaux composites

40

50

6070

70

8090

100

100



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I- coulement libre uniforme (suite) :

Une fois S calcul, on retient la section commerciale Sc immdiatement suprieure

la section thorique S et on se retrouve alors dans le cas dun coulement libre avecune pente motrice hydraulique Im gale la pente du radier Ir.

Il nous faut a rs tablir les aramtres de lcoulement rel artir de lcoulement

Partie 2 : Conception de rseaux : principeshydrauliques fondamentaux.

thorique calcul. Le tableau et figure ci-aprs expliquent la mthodologie utilise.



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I- coulement libre uniforme (suite) :

p p phydrauliques fondamentaux.

Figure 10 : Remplissage dune canalisation circulaire.



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I- coulement libre uniforme (suite) :=h/H =S/D2 =R/D =Vh/VH = Qh/QH

0,0250,0500,075

0,1000,1250,1500,1750,2000,2250,250

0,00520,01480,0268

0,04090,5670,07390,9250,11180,13230,1535

0,0160,0330,048

0,0640,0790,0930,1080,1210,1340,147

0,1590,2570,333

0,4010,4640,5160,5670,6150,6600,700

0,00100,00450,0112

0,02080,03340,04870,05670,08760,11130,1366


0,3000,350

0,4000,4500,5000,5500,6000,6500,7000,7500,775

0,8000,8250,8500,8750,9000,9250,9500,9751,000

0,19830,2450

0,29330,34280,39280,44280,49230,54050,58730,63200,6533

0,67350,69330,71150,72880,74450,75880,77080,78030,7855

0,1710,194

0,2150,2340,2500,2650,2780,2880,2970,3020,304

0,3040,3040,3040,3010,2990,2940,2870,2770,250

0,7760,842

0,9020,9551,0001,0381,0711,0991,1211,1311,139

1,1391,1391,1391,1311,1241,1111,0931,0681,000

0,19560,2623

0,33640,41690,49970,58530,67130,75500,83800,90990,9461

0,97531,00421,03051,04911,06541,07281,734

1,06061,0000



52/111

II- coulement libre ralenti par laval :

Figure 11 : coulement


Si on complique lgrement le problme prcdent avec une charge impose lavalen supposant un niveau aval Nav 95% du remplissage.

re ra en par ava .



53/111

III- coulement en charge :

Figure 12 : coulement encharge lamont.


Le calcul se fait partir

de la formulation :

Pam = Pav + L (Q / K S R 2/3)2

Pam est la cte pizomtrique amont.Pav est la cte pizomtrique aval gale Rav + h sil n ya pas de contraintes et Navsi lcoulement est ralenti laval.



54/111

IV- coulement travers des points singuliers :

1- coulement travers un regard :

La perte de charge J est gale :


= i

V vitesse moyenne dans la canalisation darrive;

ki coefficient dpendant de la nature du point singulier (ki =0,1 pour un regard).



55/111

2- coulement travers les jonctions :

J = 1/n (kiQei2) / (2gSei2) + (ksQs2)/(2gSs2)

ki : variable selon les conditions de confluence de 0,1 1 pour 30 90.


s , .

Qei : les dbits entrants.

Qs : le dbit sortant.



56/111

3- coulement travers les bifurcations :

J = (kV2)/(2g)

avec k = (1 De2 / Ds2)


-

J = (kV2)/(2g)

k = (e/b)4/3 sin

e paisseur des barreaux face lcoulement.b espace libre entre deux barreaux. Inclinaison de la grille par rapport au flux entrant.



57/111

5- coulement travers les bouches grilles et avaloirs :

Le dbit engouffr est Q = C (2gh)

Pour une grille : C = 0,6 n s kPour un avaloir : C = 2/3 (1/3)1/2 L h


.k : coefficient dobturation (0,8 < k < 1).h : hauteur deau.L : longueur dengouffrement.Pour un avaloir avec grille, il convient dappliquer la formulation avec L = nbk, ob est lespace libre entre les barreaux.

Partie 2 : Conception de rseaux : principesh d li f d


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6- coulement travers les orifices :

Lcoulement travers les vannages et les vidanges de bassins de stockage est

constitu dun dbit de fuite qui sexprime :Q = m(2gh)1/2

Section de lorifice;


, .= 0,8 pour une ouverture canalise.

h

m = 0,9

h

m = 0,8

Partie 2 : Eaux uses : aspect quantitatif et

di i t d


59/111

Les quantits considrer dpendent de la rpartition des consommations deaulies aux facteurs socio-conomiques. Lvaluation quantitative des rejets duneagglomration peut tre prsente par une modlisation spatiale des zones

lmentaires doccupation des sols. Il convient de complter ce dcoupage par uneenqute auprs des services municipaux pour dfinir un dcoupage socio-conomique.

dimensionnement des rseaux.

Figure 13 : Pr-dcoupagedun agglomration en

zones dhabitat etsecteurs dactivits

spcifiques.


di i t d


60/111

I- dbits actuels :

Si lon dispose des donnes mesures, il sera facile dvaluer un dbit moyen

journalier correspondant la population en place. En revanche, sil nest paspossible de runir les informations, on aura recours un certain empirisme; lesvaleurs moyennes des dbits actuels ont t tablies par la statistique dans lafourchette de 80 200 l/hab/jour avec une moyenne de 150 l/hab/jour.


En milieu rural traditionnel, la dose unitaire deaux uses est estime 100l/hab/jour.

En priphrie des centres urbains, la dose unitaire, compte tenu des pertes pourusage externe (arrosage des jardins, lavage de voiture), ne devrait pas dpasser150 l/hab/jour.


dimensionnement des rseaux


61/111

II- Dbits futurs :

Dans le cadre dvaluation de ramnagements, on peut considrer les doses deaux

uses domestiques suivantes :

- 150 l/hab/jour pour les petites agglomrations.

-


. .

- 250 l/hab/jour pour les agglomrations partir de 100.000 habitants.

- 300 l/hab/jour pour les agglomrations partir de 500.000 habitants.

- 350 l/hab/jour pour les agglomrations partir de 1.000.000 habitants.

Rappelons quil sagit de valeurs statistiques et mme maximalistes utiliser dans le

cas o on manque de mesures et de donnes pralablement enregistres.




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III- Cfficient de pointe :On estime les valeurs des dbits moyens journaliers qm applicables aux diffrentspoints stratgiques et auxquels on affecte le facteur de pointe Cp :

Cp = a + b/qm1/2

C : coefficient de pointe (4).


a : paramtre qui exprime la limite infrieure ne pas dpasser lorsque qm tend verslinfini (on prend gnralement a = 1,5).

b : paramtre qui traduit, par sommation avec le terme a, La valeur de croissancelorsque qm tend vers zro (on prend gnralement b=2,5).

qm : dbit moyen journalier des rejets en l/s




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Ainsi, pour dimensionner des ouvrages dvacuation des eaux uses, il convient deprendre en compte les valeurs extrmes qui sont :

- Les valeurs des dbits de pointe qui conditionnent implicitement ledimensionnement des canalisations en systme sparatif.

- Les valeurs des dbits minimaux ui ermettent da rcier la ca acit


dautocurage des canalisations, restant entendu que, dans la mme mesure o les

dpts ne sjournent pas trop longtemps dans le rseau pour sagglomrer etsincruster sur le radier, ceux-ci ont de trs fortes chances dtre entrans et parconsquent disparatre ds lors que les vitesses croissent. La vitesse de nonsdimentation des matires solubles est de lordre de 0,60 m/s.




64/111

IV- Dimensionnement des rseaux deseaux uses :

Le calcul des rseaux dvacuation deseaux uses suit une procdure de deuxtapes :

- Calcul des dbits du projet qui


permettront de dterminer les

caractristiques dimensionnelles durseau et de sa capacit dvacuationet la possibilit dautocurage.

- Le calcul des sections douvrages enfonction de la pente partir dun

rseau simplifi.

Figure 14 : Schma dossature de rseaudvacuation des eaux uses.




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IV- Dimensionnement du rseaux des eaux uses (suite) :On tablit dune part les valeurs du COS tablies en situation actuelle et dautre partles moyennes des surfaces occupes par les familles (surface dhabitation)

B1 B2 B3 total

Surfaces non bties impermabilises :

- Pourcenta es 50% 20% 25% 31 5%


- Surfaces correspondantes m2

Surfaces bties impermabilises :

a) Surface dhabitation :

- Pourcentages


b) Surface des dpendances :- Pourcentages


4585

30%

2751

20%

1834

542

50%

1356

30%

814

5317

50%

10634

25%

5317

10444

44,5%

14741

24%

7965

Total m2 9170 2712 21268 33150

Partie 2 : Eaux pluviales aspect quantitatif et



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Le phnomne de saturation se manifeste aprs le dbut de laverse en un tempsdentre dans le systme qui varie de 2 20 minutes selon les observations tabliessur diffrents milieux urbains. On utilisera pour la suite la formule :

t2 = K2 L0,77 I-0.385

K facteur dhomo nit des units K = 0 0195 .

L longueur du plus long parcours en m.

I pente sur le plus long parcours L en m/m.t2 temps dentres en minutes.




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I- Dtermination des dbits de projets :

1- Mthode rationnelle :

Une des finalits de la mthode consiste valuer, mesure de lavancement ducalcul, les temps de concentration aux divers points caractristiques du parcoursdun rseau.


Le temps caractristique tc reprsente la valeur finale du temps que mettra unegoutte deau, la plus loigne hydrauliquement, pour parvenir lexutoire considr.

On considre que pour une averse uniforme dintensit i et de dure tc tout le bassincontribue la formation du dbit Q lexutoire. Par ailleurs, si laverse durait pluslongtemps que tc avec la mme intensit, la sommation dhydrogramme identiques,dcals dans le temps, montrerait que le dbit de pointe demeurerait gale lavaleur de Q(tc).




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I- Dtermination des dbits de projets (suite) :

1- Mthode rationnelle (suite) :

Dans la pratique, la dmarche consiste estimer les dbits produits laval dessecteurs lmentaires A A ..A .


Figure 15 : dfinition du dcoupage enzones lmentaires.




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Les hypothse de base sont :


- moyenne).

- Le dbit de pointe Qpk pour chaque aire est une fraction du dbit prcipit i AkQpk = Ck i Ak.

- Le dbit de pointe lexutoire :

Qp = Qpk = Ck i Ak = i Ck Ak

En posant C A = Ck AkOn a : Qp = K1 C i A

Avec K1 = 1/360 coefficient dhomognit se rapportant aux units.




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I- Dtermination des dbits de projets (suite) :1- Mthode rationnelle (suite) :

Dans la formule Qp = K1 C i A, le coefficient de ruissellement quivalent 0


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Type doccupation du sol Coefficient deruissellement

Commercial 0,70 C 0,95

Lotissements

Collectifs

Habitats disperss

Industriel

Parcs et jardins publics

Terrain de sport

Terrains vaguesTerrains agricoles

Drains

Non drains

0,30 C 0,50

0,50 C 0,75

0,25 C 0,40

0,50 C 0,80

0,05 C 0,25

0,10 C 0,30

0,05 C 0,15

0,05 C 0,13

0,03 C 0,07




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Dans la formule Qp = K1 C i A, lintensit i est dtermine en utilisant la formulede Montana de type :

B Tc, c

A et B dterminer statistiquement selon les rgions.

T est la priode de retour considre.




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Il faudra aussi considrer que sur une aire gographique donne, lintensit de lapluie mesure lpicentre de laverse dcrot proportionnellement avec ltendue deson im act au sol. On utilisera la formule de Ca uot :

ic = i A-

Avec A en hectares et dterminer selon le tableau suivant :

Frquence 1-

Mensuelle 0,01 0,99

Annuelle 0,03 0,97

Dcennale 0,05 0,95




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Enfin, dans la formule Qp = K1 C i A, laire de limpluvium est dtermin avecune dlimitation des secteurs qui tient compte de loccupation du sol actuelle etfuture de la couverture v tale et de a to o ra hie du site.




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Utilisation de la mthode :

V

min V V

maxavec :

- Vmin est la vitesse au-dessous de laquelle lautocurage ne serait pas ralis.

- Vmax est la vitesse au-dessus de laquelle il ya un risque vident drosion dumatriau mis en uvre.

Le diamtre de la canalisation doit correspondre un diamtre commerciale et nedoit pas tre infrieur 0,30 m.




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Utilisation de la mthode :1re tape : dlimiter laire du bassin et tracer un schma dossature du rseau etreprsenter les sous-bassins lmentaires avec leurs caractristiques (surfaces,lon ueurs entes cfficients de ruissellement .

2me tape : Calculer le dbit de pointe au premier nudQp = K1 C i A A- = 1/360 C A tc-B 60 A0,95

On calcule le diamtre thorique de la canalisation correspondant au nud tudi :

D = (Qp / (K f I1/2))3/8

K coefficient de ManningQp dbit de pointe

I pente hydraulique en m/mf = / 45/3 = 0,3117




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Utilisation de la mthode :

En fonction du diamtre thorique, on fixe le diamtre commercial en mm.

Q

ps

= K f 8/3 I1/2

Vps = 4 Qps / 2

On calcule ensuite rQ = Qp /Qps et on dtermine rv et rH qui nous permettent decalculer la vitesse et hauteur relles de lcoulement : V = Vps rv et H = rH.

Enfin, on calcule le temps de concentration laval tc(aval) = tc(amont) + t1 avect1 = L /(60 V)

Et on passe au noeud suivant .

Partie 2 : Elments constitutifs dun rseau.


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Un rseau se doit dtre tanche et rsistant.

Les ouvrages principaux sont les tuyaux de diamtre croissant de lamont vers laval,

On distingue :- Les collecteurs principaux : > 0,80 m.

- Les collecteurs secondaires : 0,40 < < 0,80 m.

- , .

- Les branchements particuliers : = 0,15m au minimum pour les eaux uses.

- Les collecteurs visitables de grands diamtres et sections spciales.

Les ouvrages annexes : tous les dispositifs de raccordements, daccs,dengouffrement ainsi que les installations fonctionnelles (dversoirs dorage,relvements, bassin de stockage-restitution)



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Type de canalisations :

En bton non arm : Trois classes 60B, 90B et 135B correspondant une charge

maximale lcrasement rapporte la surface diamtrale intrieure de 60, 90 ou 135KN/m2.

R char e de ru ture en daN et e aisseur en mm.

DiamtreNominal (mm)

Srie 60B Srie 90B Srie 135B

R e R e R e

200

250

300

400500

600

800

2000

2100

2400

28003500

4100

5000

30

36

45

5060

70

85

2500

2600

2700

36004500

5400

7200

30

36

45

5265

80

105

3500

3800

4100

54006750

8100

10800

32

40

48

6070

85

130



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En bton arm : avec de sries darmatures : les barres droites gnratrices et lesspires en hlices continues avec un pas de 15 cm.

DiamtreNominal (mm)

Srie 60B Srie 90B

R e R e 300

400

500

3800

4500

43

50

4050

5400

6750

37

45

53

800

10001200

1400

1500

1600

1800

20002200

2500

2800

3000

3200

3500

7200

900010800

12600

13500

14400

16200

1800019800

22500

25200

27000

28800

31500

74

90105

120

128

135

150

160200

225

250

270

290

315

10800

1350016200

18900

20250

21600

24300

2700029700

33750

37800

40500

43200

47250

80

100120

140

148

155

170

180200

225

250

270

290

315



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Tuyaux en grs :

Le grs est constitu dargiles et de sables argileux cuit entre 1200 et 1300C. Lematriau est impermable, inattaquable par les agents chimiques et il est, de ce fait,recommandable pour les installations industrielles.

Diamtre

Nominal (mm)

Srie nominale N Srie renforce R

R e R e

200

250

300

400

500600

800

1000

2800

3000

3200

3600

40004000

4000

4000

20

22

24

29

3539

45

51

4000

4500

5000

60006000

7000

7000

30

33

36

4452

59

68



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Tuyaux en PVC :

Selon la quantit de plastifiant, le PVC peut tre souple ou rigide. Le PVC rigide nonplastifi, utilis en assainissement, est opaque et de couleur normalise gris clair. Iloffre une exce tionnelle rsistance la ression dordre chimi ue et a donc un intrtpour les installations industrielles.

Tuyaux en fonte :

Les caractristiques de ces tuyaux leur confrent le label dexcellence.

En site urbain, o lencombrement est de taille et o les rseaux sont soumis auxrisques dinterventions ponctuelles, les tuyaux et raccords en fonte demeurent lesmieux adapts, car les moins influencs par le sol environnant, la nappe phratique etles conditions difficiles de mise en uvre.



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Dalots et conduits rectangulaires :

Lutilisation des lments prfabriqus de section carre ou rectangulaire, posssous la chausse, pouvant affleurer le sol et recevant directement les surchargesroulantes constitue une solution intressante : elle vite dans certains cas lerecours des tranches profondes.

Un calcul des actions routires, des moments en service et des actions dues auremblai est ncessaire pour la justification de ces ouvrages.



84/111

Type de canalisations :Collecteurs visitables de sections particulires :

Ces collecteurs sont raliss dans les centres urbains o les systmes

dassainissement est du type unitaire.

Figure 16 : Exemple de collecteurs cunette(cotes en centimtres).



85/111

Ouvrages normaux :Branchement au rseau :

Figure 17 : Le branchement dassainissement sur domaine public.



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Ouvrages normaux :

Branchement au rseau : comprend trois

parties essentielles : le regard de faade, lacanalisation de branchement et le dispositifde raccordement au rseau :

Le regard de faade : en bordure de la voie

publique et au plus prs de la faade de laproprit raccorde.

Figure 18 : Regard defaade (section carre).



87/111

Ouvrages normaux :

Branchement au rseau :

Canalisation de branchement :

,rseau de collecte des eaux uses en systme sparatif, et 0,30 m de diamtre

pour la collecte des eaux pluviales et uses en systme unitaire.

Le trac doit tre rectiligne avec une pente de 3%.

Le raccordement se fait suivant une oblique incline 45ou 60par rapport laxe gnral du rseau public.

Si louvrage est visitable, le fil deau est ralis au maximum 0,30 m au-dessus duradier afin de garantir le personnel dentretien contre les projections.



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Ouvrages normaux :

Ouvrages de collecte de surface :

- Ouvrages de collecte et de transport : Fosss, gargouilles et caniveaux.

- eaux de surface ; elles sont gnralement disposes aux points bas des airs

revtues ou rparties sur les tronons de voiries ou aux carrefours ; en bordure,elles sont places soit sous les trottoirs en bordure si celles-ci sont dedimensions suffisantes, soit sous les caniveaux et les bords de chausses dansle cas contraire.

Partie 2 : Les dversoirs dorage.


89/111

Un dversoir dorage est un dispositif dont la fonction principale est dvacuer lespointes exceptionnelles des dbits dorage vers le milieu rcepteur.En amont dune station dpuration qui traite des effluents unitaires, il convient,notamment, de mnager au moins un dversoir dorage pour viter les surcharges;on a souvent intrt, surtout si le milieu rcepteur est sensible, rserver desespaces o lon pourra construire un ou plusieurs bassins de pollution capablesde stocker temporairement les excdents instantanment incompatibles avec la

,diffr.

Figure 18 : Schma deprincipe du dversoir

dorage.



90/111

Dversoirs seuil frontal :

Le dversement seffectue en face du collecteur damene ou dans un changement

de direction.

Figure 19 : Dversoir seuil frontal.



91/111

Dversoirs seuil latral :Le dversoir seuil latralexige, en gnral, deslargeurs de seuilsimportantes. La hauteur duseuil peut tre rgle pourdes dures prdtermines

simulation et de qualit.

Figure 20 : Diffrentstype de seuils mobiles

de dversoirs dorage.



92/111

Figure 21 : Exemples de dversoirs seuil latral.



93/111

Figure 22 : Exemple de dversoir seuil latral.



94/111

Figure 23 : Exemples de dversoirs seuil frontal.

Partie 2 : Les retenues deaux pluviales.


95/111

Si lon considre les flots de ruissellement aux points dentre dans le rseau, onobserve quune partie des hydrogrammes notamment celle qui nest pas admisedans le rseau est retenue en surface dans les dpressions les plus proches,alors que la partie de lhydrogramme crte est admise dans le rseau. Les

dbordements observs ne sont en fait que les crtements de flots rsultant deslimites du rseau aval, qui ne peut les vacuer instantanment.

Figure 24 : Mcanisme dune retenue : crtement de lhydrogrammedentre et restitution dbit Qs constant dans le temps.



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A cet gard, lconomie des projets, qui reposait jusquici essentiellement sur lancessit imprieuse dvacuer le plus rapidement possible les effluents vers lemilieu naturel rcepteur le plus proche, peut-elle tre remise en cause ou modifieen consquence ? En effet, on peut naturellement transposer, en invitant les

concepteurs rechercher des solutions a priori plus conomiques, moyennantlinterposition de dispositifs ou douvrages de retenues dun type nouveau.

Les dispositifs de retenue permettent donc de sinterposer en amont et au milieudu rseau afin dcrter les pointes de dbits et de limiter les dbordements et les

dimensions des canalisations.

Les bassins de retenue sont gnralement implants sur les rseaux devenusinsuffisants pour se protger des inondations et dans le cas o on cherche rduire les dimensions des collecteurs projets laval ; en effet, il convient de

dcouvrir ladquation entre le cot de stockage et le surdimensionnement, encorrlation avec lentretien.



97/111

Dispositions conceptuelles :

- Les bassins sec : si lon envisage une retenue limite en volume et dans le

temps. Cette solution est rechercher lorsque les emplacements disponiblessont rares ou provisoires. Elle offre lavantage de pouvoir rendre disponible lesite, en dehors des crues, pour dautres usages, tels une aire de jeu, unamnagement despaces verts, un stade ou autre terrain de sport, un parking decentre commercial en d pression, etc.

- Bassin en eau : si lon envisage dexploiter, dans le site urbanis, les avantagesesthtiques dun plan deau permanent, la retenue seffectuant alors par unmarnage sous faible hauteur de variation.



98/111

Hydrogologie :

Cette nouvelle conception suppose deffectuer une tude hydrogologique, afin

dacqurir les connaissances indispensables sur :

- La permabilit ou limpermabilit des terrains.

- La transmissivit travers les couches gologiques.

- Les niveaux des nappes souterraines et leurs variations saisonnires.

- Lvolution des milieux aquifres en fonction des prvisions de lurbanisation:effets de fluctuation de nappes prjudiciables au maintien des plans deau

permanents.

- Linfluence des zones marcageuses



99/111

Mthodes de calcul dune retenue :

Le calcul se base sur le volume deau

apport par une pluie de hauteur h. Cevolume est une fraction C du volumedeau tomb sur lensemble du bassinversant de superficie S : V = C S h etCS est la surface active du bassin, cest--dire la surface potentielle de production

du volume coul.

Figure 25 : abaque dvolution descoefficients dapport C :

(1) surfaces impermables

(2) surfaces plutt impermables(3) surfaces plutt permables

(4) surfaces permables



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Mthode des volumes :Cette mthode revient calculer un volume V en fonction du temps. Le volumestock sera maximal quand : dV/dt = 0 ou dV1/dt = dV2/dt

Le temps t0 ainsi calcul, correspond linstant o le dbit dapport devient gal(puis infrieur) au dbit de fuite. A linstant t, le volume dapport de la superficieactive Sa est : V1 = h(t) Sa = i(t) t Sa.

Le volume vacu Q jusqu t est : V2 = Q t

Le volume stocker est : V = V1 V2

lintensit dune pluie de dure t dpend de la priode de retour F : i=f(F,t)

La hauteur tomb linstant t est donc : h(t) = f(F,t) t

Le volume deau tomb linstant t est V(t) =f(F,t) C S t



101/111

Mthode des volumes :

Si le dbit de fuite est constant et gal Q, le volume accumul linstant t est :

V(t) = (f(F,t) C S Q) t

Ce volume sera maximal pour une averse dont la dure annule la drive de V(t) :

(df(F,t)/dt) C S t + f(F,t) C S - Q = 0

Avec la formule homographique i = a(F)/(t+b(F)) (m/min) on a :t = ((a(F)) C S b(F)/Q)1/2 - b(F)

V = h C S - Q t = (a(F)CSt/(t+b(F)) - Q t

Avec la formule homographique i = A(F)t-B(F) (m/min) on a :t = (A(F) C S (1-B(F)))/Q)1/B(F)

V = A(F) C S t(1-B(F)) - QtQ en m3/min, S en m2 et t en min.



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Mthode des volumes :

Dans cette mthode, on nglige totalement le temps de lcoulement. On considreque, dans chaque unit de temps, un volume deau gal f(F,T) C S. LaMthode des volumes est, de ce fait, adapte aux bassin de petites dimensions.



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Mthode des pluies :

En posant :

Q = le dbit de fuite en m3/seconde ;Sa = la superficie active (Sa = S Ca) en hectares,On obtient V (capacit totale) en reportant q , calcul par la formule suivante :

= a

sur labaque correspondant la rgion et sur la courbe de priode de retour choisie.On en dduit en ordonne la valeur ha (mm) de la capacit spcifique de stockage,puis la capacit totale de rtention V par la formule :V (m3) = 10 ha Sa.

Or, lutilisation de labaque permettant de passer du dbit de fuite, par unit desurface active, la hauteur de stockage ncessaire par la mme unit est adapteuniquement pour les rgions en France. Aussi faut-il comprendre lorigine de cetabaque pour ladapter une utilisation plus gnrale.

Mth d d l i



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Mthode des pluies :

Figure 26 : Evaluation de lacapacit spcifique de stockage

des bassins de retenue.

M h d d l i



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Mthode des pluies :Le principe de cette mthode est de rgler les valeurs des paramtres de dimensionde louvrage (diamtre, etc.) afin que la capacit de stockage de louvrage (fonctiondes dimensions de louvrage) soit suprieure ou gale au volume maximum stocker

V* (fonction du volume deau traiter et du dbit de fuite de louvrage). La figuresuivante reprsente la manire dont est obtenu ce volume maximum stocker pourun temps de retour T donn et un dbit de fuite qs donn.

Figure 27 : Volume deauruissel et vacu en fonction

de la dure de la pluie.

Mth d d l i



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Mthode des pluies :Calcul partir des courbes IDF, de la lame prcipite h(T,t) correspondant :h(T,t) = (t/60) i(T,t)

Le volume ruissel traiter par louvrage pour une dure de pluie t, en mm :v(T,t) = h(T, t) en mm

,ve(qs,t) = (t/60) qs en mm avec (q (mm/h) = 360Q/Sa avec Q = le dbit de fuite en

m3

/seconde ;Sa = la superficie active en hectares).

Le volume maximal stocker pour une pluie de priode de retour T. Pour chaque pluie de dure t[0-180 min], le calcul du volume stocker dans

louvrage pour cette pluie vstock(qs ,T,t) = v(T,t) - ve(qs,t) Volume maximum stocker dans louvrage de rtention de dbit de vidange qs

pour une pluie dont lintensit moyenne maximale a pour priode de retour T :vstock(qs ,T)* = Max(Vstock(qs ,T,t)) en mm.Vstock(qs,T)* = 10 AR vstock(qs ,T)* en m3.

Dispositions constructives :



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Dispositions constructives :

Figure 28 : Profils en travers types de bassin de retenue des eaux pluviales.

Partie 2 : Les bassins de stockage-restitution.

Principe de fonctionnement :


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Figure 29 : Bassins pige

connexion directe.




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Figure 30 : Bassins pige

connexion latrale.




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Figure 31 : Image de synthse de la conception dun BSR.




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Figure 32 : BSR en chantier.

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