Dimensionnement du réseau d’assainissement.

Procédure de dimensionnement du réseau d’assainissement.

1.      Calcule des débits.

1-1  Calcul des débits d’eaux usées :

Données de base:

Les débits d'eaux usées sont calculés sur la base des paramètres suivants :

Ø  Dotation unitaire en eau potable.

Ø  Densité de population.

Ø  Typologie d'habitat.

Ø  Taux de raccordement à l'égout : C’est le taux de branchement au réseau de distribution d'eau potable, on aura Tb = 100% si les branchements de tous les lots des projets seront réalisés d'office.

Ø  Coefficient de rejet dans l'égout : Le coefficient de restitution à l'égout est pris égal à 0,80 pour les zones industrielles et pour tous les types d'habitat.

Ø  - Coefficients de pointe :

                              Le coefficient Cp varie selon la loi suivante pour les eaux usées domestiques:

                          

 Avec :   =  débit moyen domestique des eaux usées en (l/s).

               Il convient de limiter les valeurs de ce coefficient dans la fourchette.

                                1,70 ≤  ≤ 4

Tableau 19: Dotation moyenne en eau potable.

1-2   Débits des eaux usées domestique:

·           Débit moyen:

     Le débit moyen d'eaux usées domestiques est calculé comme suit:

Avec :       

   : Débit moyen d’E.U domestique en litre/seconde

D: dotation moyenne en eau  en litre/hab/jour

N: Nombre d’habitants

T: Taux de retour à l’égout pris égale à 80%

·           Débit de pointe:

      Le débit de pointe est calculé sur la base du débit moyen par application des coefficients de pointe :               

1-3   Calcul des débits d’eaux pluviales :

Définition :

Le bassin versant d’un plan d’eau correspond au territoire sur lequel l’ensemble des eaux (cours d’eau, ruissellement) s’écoulent et finissent par rejoindre ce même plan d’eau. Son contour est délimité par la ligne de partage des eaux qui passe par les points les plus élevés et détermine la direction de l’écoulement des eaux de surface.   

Données de base:

Les débits d'eaux pluviales sont calculés sur la base des paramètres suivants :

Ø  Assemblage de bassin :

La formule précédente est valable pour un bassin de caractéristiques physiques homogènes. Pour un groupement de bassin versants hétérogènes de paramètres individuels , , ,   on utilise les paramètres équivaux (A, C, I, L) du groupement.

Tableau 20: formules pour l’assemblage des bassins versants.

Paramètres équivalents
Bassins en série	∑	∑   /∑	[∑ /(∑ / )] ²	∑ /
Bassins en parallèle	∑	∑   /∑	∑ /∑	L( )/

Ø  Coefficient de ruissellement :

Le coefficient de ruissellement adopté pour chaque bassin est fondé sur le ratio surface imperméabilisée sur surface totale.

Tableau 21: Le coefficient de ruissellement pour différentes occupation du so.

Occupation du sol	Valeur de C
Bassins d'apport extérieur rural	0,10 à 0,15
Bassins d'apport non boisés, zones d'habitat dispersé	0,2
Habitat mixte économique	0,6
Habitat économique + immeuble	0,7
Habitat économique dense	0,8
Villas	0,4
Voirie et toiture	0,9

Ø  Pente moyenne I :

I  =  Pente moyenne pondérée du collecteur de desserte, assimilée à la pente du terrain naturel en (m/m).

                

Ø  Calcule du débit d’eau pluvial par Model de CAQUOT :

L’expression d’un débit provenant d’un bassin versant urbanisé pour une fréquence « F » donnée est fournie par la formule suivant dite formule de Caquot :

Dans laquelle les différents paramètres ont des fonctions des coefficient de Montana a (F) et b (F).

 : est le débit de pointe de fréquence de dépassement F.

I         : est la pente moyenne du réseau de collecte (m/m).

C : est le coefficient de ruissellement.

A : est la superficie du bassin versant (ha).

Tableau 22 : paramètres de calcul.

paramètres	k	U	V	W
	[(a.(0.5)b/6.6] u	1/(1+0.287b)	-0.41b/(1+0.287b)	0.95+0.507b/(1+0.287b)

Pour : a= 6.1 ; b= -0.6

On trouve : K=1,503  ; u=1,208        ; v=0,297        ; w=0,780

Le débit ainsi calculé est à corriger par un coefficient d’influence m.

               m =         ^{Avec      M=}

Où L est la distance (hm) parcourue par l’eau du point le plus à l’amont du bassin versant jusqu’au point le plus en aval.

Les limites de validité  de cette formule  portent sur :

 ◘ la surface du bassin versant : A  200 ha

◘ La pente équivalente             : 0,0002 < I < 0,05

 ◘ Contrainte de la vitesse :

 V< 4 m/s  problème d’écrasement de la conduit.

 v>0.6 m/s Condition d’auto-curage.

 ◘ Le coefficient de ruissellement : C  0,2 

Ø  Dimensionnement des conduits :

Le calcul des diamètres des réseaux d’assainissement est donné par la formule suivante :       

La formule qui permet de calculer la vitesse pleine section est la suivante :

La formule qui permet de calculer le débit plein section est la suivante :

Puits on vérifie si les conditions de validité de la formule.

Exemple de dimensionnement du réseau d’assainissement d’E.U pluviales.

1.      Découpage en bassin versant

Le  découpage  en  bassin versant consiste à déterminer pour chaque tronçon la zone qu’il doit  assainir. Il se fait en tenant compte de la topographie du terrain, la limite de propriété ainsi que la bissectrice des regards.

Exemple de découpage des bassins versant (voir le plan dans l’annexe)

-          K : coefficient caractéristique.

-          A : surface du bassin versant en (ha).

-          I : pente moyenne du bassin versant.

-          L : longueur du bassin versant en (hm).

-          M : coefficient d’allongement du bassin.

-          m : coefficient d’influence.

-          Qb : débit brute en (m3/s).

-          Qc : débit corrigé en (m3/s).

Les tableaux suivants représentent les résultats de dimensionnement du réseau d’évacuation des eaux pluviales.

Tableau 23: paramètres des bassins versants.

N° du bassin	TN amont	TN aval	DIST	Pente I m/m	Ij^0,5	Li/Ij^0,5	Imoy	L (Hm)
B1
P1-P2	250,23	249,54	36,57	0,0189	0,137	266,234
P2-P3	249,54	249,96	37,4	0,0112	0,106	352,925	0,01427273	1,29
B2
P1-P2	249,73	249,78	53,49	0,0009	0,031	1749,540
P2-P3	249,78	250,31	33,87	0,0156	0,125	270,760	0,00186979	1,66
B3
P1-P2	249,32	249,8	38,07	0,0126	0,112	339,042
P2-P3	249,8	250,08	33,31	0,0084	0,092	363,315	0,01032851	0,71
B4
P1-P2	251,52	251,07	18,94	0,0238	0,154	122,875
P2-P3	251,07	250,08	41,75	0,0237	0,154	271,123	0,02372712	0,78
B5
P1-P3	250,08	249,88	37,15	0,0054	0,073	506,318
P2-P4	249,88	249,57	35,86	0,0086	0,093	385,687	0,00669932	1,78
B6
P1-P4	251,19	250,78	33,71	0,0122	0,110	305,665
P2-P5	250,78	249,57	41,75	0,0290	0,170	245,240	0,01876199	2,78
B7
P1-P5	249,57	249,26	37,08	0,0084	0,091	405,535
P2-P6	249,26	249,88	74,2	0,0084	0,091	811,727	0,0083573	3,78
B8
P1-P6	250,47	249,88	35,65	0,0165	0,129	277,117	0,01654979	4,78
B9
P1-P7	249,88	250,3	33,81	0,0124	0,111	303,349	0,01242236	5,78

Tableau 24: calcul des débits brut et le débit corrigé.

N° DES BASSIN	A (ha)	C	L (hm)	I en m/m	Qb (m3/s)	M	m	Qc (m3/s)
B1	0,37	0,70	1,29	0,0143	0,127	2,12	0,96	0,123
B2	0,66	0,70	1,66	0,0018	0,108	2,04	0,99	0,107
B3	0,28	0,70	0,71	0,0103	0,093	1,34	1,28	0,118
B4	0,27	0,70	0,78	0,0237	0,116	1,50	1,19	0,138
B5	0,25	0,70	0,73	0,0067	0,075	1,47	1,21	0,091
B6	0,46	0,70	1,24	0,0188	0,163	1,83	1,06	0,173
B7	0,32	0,70	1,14	0,0084	0,097	2,02	1,00	0,096
B8	0,12	0,70	0,77	0,0165	0,055	2,21	0,94	0,052
B9	0,11	0,70	0,33	0,0124	0,047	1,00	1,53	0,072

Tableau 25: assemblage des bassins versants.

N° DES BASSIN	A (ha)	C	L  (hm)	I en m/m	Qb (m3/s)	M	m	Qadopté (m3/s)
B1	0,37	0,70	1,29	1,43%	0,127	2,12	0,96	0,260
B2	0,66	0,70	1,66	0,18%	0,108	2,04	0,99	0,218
BX1=B1//B2	1,03	0,70	1,66	0,86%	0,243	1,64	1,13	0,449
B3	0,28	0,70	0,71	1,03%	0,093	1,34	1,28	0,159
BX2=BX1+B3	1,31	0,70	2,07	0,90%	0,298	1,81	1,06	0,572
B4	0,27	0,70	0,78	2,37%	0,116	1,50	1,19	0,207
BX3=BX2//B4	1,58	0,70	2,07	1,31%	0,385	1,65	1,13	0,714
B5	0,25	0,70	0,73	0,67%	0,075	1,46	1,21	0,132
BX4=BX3+B5	1,83	0,70	2,07	1,08%	0,407	1,53	1,18	0,733
B6	0,46	0,70	1,24	1,88%	0,164	1,83	1,06	0,316
BX5=BX4//B6	2,29	0,70	2,07	1,31%	0,514	1,37	1,26	0,886
B7	0,32	0,70	1,14	0,84%	0,097	2,02	1,00	0,195
BX6=BX5+B7	2,61	0,70	1,99	1,10%	0,541	1,23	1,34	0,895
B8	0,12	0,70	0,77	1,65%	0,055	2,22	0,94	0,115
BX7=BX6//B8	2,73	0,70	1,99	1,23%	0,578	1,20	1,36	0,948
B9	0,11	0,70	0,33	1,24%	0,047	0,99	1,53	0,072
BX8=BX7+B9	2,84	0,70	1,38	1,23%	0,596	0,82	1,72	0,840

Tableau 26: Résultats du dimensionnement du réseau.

													vérification
N°BASSINS	Pentes	Débits	nature	D en	D	Vps	Qps	Rh	RQ	RV	v0 m/s	vitesse auto-curage	vitesse auto-curage	fonctionnement hydraulique
	m/m	m3/s	coef K	(m)	adopte	m/s	m3/s	m	Q/Qps	V/Vps
B1	0,014	0,260	60	0,446	0,500	1,508	0,296	0,13	0,88	0,98	1,794	1,130	vérifiée	vérifié
B2	0,002	0,218	60	0,616	0,800	0,761	0,383	0,20	0,57	0,75	0,871	0,750	vérifiée	vérifié
BX1=B1//B2	0,008	0,449	60	0,615	0,800	1,576	0,792	0,20	0,57	1,09	1,803	1,553	vérifiée	vérifié
B3	0,010	0,159	60	0,395	0,400	1,083	0,136	0,10	1,17	0,65	1,312	0,712	vérifiée	vérifié
BX2=BX1+B3	0,008	0,572	60	0,663	0,800	1,642	0,826	0,20	0,69	1,05	1,878	1,619	vérifiée	vérifié
B4	0,024	0,207	60	0,372	0,400	1,643	0,206	0,10	1,00	1,05	1,990	1,080	vérifiée	vérifié
BX3=BX2//B4	0,010	0,714	60	0,695	0,800	1,806	0,908	0,20	0,79	0,99	2,065	1,779	vérifiée	vérifié
B5	0,007	0,132	60	0,399	0,400	0,873	0,110	0,10	1,21	1,08	1,058	0,574	non vérifiée	vérifié
BX4=BX3+B5	0,009	0,733	60	0,718	0,800	1,704	0,856	0,20	0,86	1,08	1,948	1,679	vérifiée	vérifié
B6	0,019	0,316	60	0,456	0,400	1,463	0,184	0,10	1,72	0,79	1,772	0,962	vérifiée	vérifié
BX5=BX4//B6	0,010	0,886	60	0,751	0,800	1,824	0,917	0,20	0,97	1,09	2,086	1,798	vérifiée	vérifié
B7	0,008	0,195	60	0,442	0,500	1,156	0,227	0,13	0,86	0,81	1,375	0,866	vérifiée	vérifié
BX6=BX5+B7	0,010	0,895	60	0,765	0,800	1,756	0,883	0,20	1,01	0,95	2,008	1,731	vérifiée	vérifié
B8	0,017	0,115	60	0,320	0,400	1,371	0,172	0,10	0,67	0,95	1,660	0,901	vérifiée	vérifié
BX7=BX6//B8	0,011	0,948	60	0,761	0,800	1,881	0,946	0,20	1,00	1,1	2,151	1,854	vérifiée	vérifié
B9	0,012	0,072	60	0,283	0,400	1,188	0,149	0,10	0,48	0,58	1,439	0,781	vérifiée	vérifié
BX8=BX7+B9	0,011	0,840	60	0,726	0,800	1,897	0,954	0,20	0,88	0,74	2,169	1,869	vérifiée	vérifié

Interprétation des résultats de dimensionnement :

Les résultats obtenus, dans cet exemple de dimensionnement du réseau d’évacuation des eaux pluviales, vérifies bien les contraintes de la vitesse a s’avoir :

·         V< 4 m/s  problème d’écrasement de la conduit.

·         v>0.6 m/s Condition d’auto-curage.

Analyse des acquis

Cette étude de cas détaillé m’a permis de mettre en pratique mes connaissances acquises pendant mon parcours  universitaire en calculant les diamètres des conduites constituant le réseau d’évacuation des eaux pluviales.