Cours d'Hydraulique SV

S. Vaneukem

HYDRAULIQUE ET HYDRAULIQUE APPLIQUEE

2009

HYDRAULIQUE GENERALE HYDRAULIQUE APPLIQUEE A LA VOIRIE

Serge VANEUKEM 09/2009

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S. Vaneukem


2009

Table des matières : 1.

CHAPITRE I : GENERALITES : ..........................................................................................................................5 1.1 PREAMBULE : ........................................................................................................................................................ 5 1.1.1 Introduction : ........................................................................................................................................... 5 1.1.2 Le cycle naturel de l’eau : ......................................................................................................................... 6 1.1.3 Le cycle artificiel de l’eau : ....................................................................................................................... 8

2.

CHAPITRE II : L’ALIMENTATION EN EAU POTABLE ..........................................................................................9 2.1 LA QUALITE DE L’EAU ......................................................................................................................................... 9 2.1.1 Caractéristiques des eaux naturelles ....................................................................................................... 9 2.1.2 Conséquences de la présence de matières dissoutes dans l’eau............................................................ 11 2.1.3 Conséquences de la présence de microorganismes dans l’eau. ............................................................. 12

3.

CHAPITRE III : L’ESTIMATION DES BESOINS. ................................................................................................. 14 5.1 LES UTILISATEURS ................................................................................................................................................. 14 5.2 LES FACTEURS INFLUENÇANT LA CONSOMMATION ....................................................................................................... 14 5.3 LES BESOINS QUANTITATIFS EN EAU .......................................................................................................................... 14 5.3.3 Estimation globale ................................................................................................................................. 15 5.3.4 Estimation ventilée ................................................................................................................................ 15

4.

CHAPITRE IV : PRINCIPE DE LA DISTRIBUTION D’EAU ................................................................................... 18 4.1. 4.2.

5.

CHAPITRE V : LES CAPTAGES........................................................................................................................ 21 5.1 5.2

6.

CAS GENERAL .................................................................................................................................................. 19 CAS PARTICULIERS ............................................................................................................................................ 20

LES CAPTAGES EN EAU DE SURFACE ........................................................................................................................... 21 LES EAUX SOUTERRAINES ........................................................................................................................................ 24

CHAPITRE VI : LE STOCKAGE ........................................................................................................................ 36 6.1 ROLE DES RESERVOIRS ........................................................................................................................................... 36 6.2 CAPACITE D’UN RESERVOIR. .................................................................................................................................... 37 6.2.1 Alimentation continue ou discontinue. .................................................................................................. 37 6.2.2 Capacité du réservoir ............................................................................................................................. 39 6.3 EMPLACEMENT D’UN RESERVOIR ............................................................................................................................. 39 6.3.1 Emplacement en élévation..................................................................................................................... 39 6.3.2 Emplacement en plan. ........................................................................................................................... 40 6.3.3 Cas spéciaux ........................................................................................................................................... 40 6.3.4 Qualités des réservoirs. .......................................................................................................................... 43 6.3.5 Les différents types de réservoirs. .......................................................................................................... 43

7.

CHAPITRE VII: LES CONDUITES..................................................................................................................... 45 7.1 LES CRITERES DE CHOIX DU MATERIAU. ...................................................................................................................... 45 7.2 MONOGRAPHIE DES DIFFERENTS TYPES DE CONDUITES. ................................................................................................ 45 7.3 LA POSE DES CONDUITES. ....................................................................................................................................... 46 7.3.1 La fouille ................................................................................................................................................. 46 7.3.2 Le remblayage........................................................................................................................................ 47 7.3.3 La poussée au vide. ................................................................................................................................ 47 7.3.4 Le passage des points spéciaux. ............................................................................................................. 48

8.

CHAPITRE VIII :NOTIONS DE DYNAMIQUE DES LIQUIDES. ............................................................................ 50 8.1 STATIQUE DES FLUIDES : ........................................................................................................................................ 50 8.1.1 Pression en un point d’un liquide ........................................................................................................... 50 8.1.2 Poussée sur les fonds horizontaux ......................................................................................................... 52 8.1.3 Poussée sur les parois rectangulaires .................................................................................................... 52

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8.1.4 Equilibre de 2 liquides ............................................................................................................................ 53 8.1.5 Théorème de la constance du débit ....................................................................................................... 54 8.1.6 Les diverses formes d’énergies dans un fluide ....................................................................................... 55 8.1.7 Théorème de la constance des énergies ................................................................................................ 55 8.2 L’EQUATION ET LE GRAPHIQUE DE BERNOUILLI POUR UN LIQUIDE PARFAIT. ...................................................................... 57 8.3 LES PERTES DE CHARGE. ......................................................................................................................................... 59 8.3.1 Pertes de charge réparties. .................................................................................................................... 60 8.3.2 Les pertes de charge locales. ................................................................................................................. 63 9.

CHAPITRE VIV : LES RESEAUX DE DISTRIBUTION .......................................................................................... 64 9.1 LE CALCUL DES CONDUITES SIMPLES.......................................................................................................................... 64 9.2 LES RESEAUX DE DISTRIBUTION ................................................................................................................................ 67 9.2.1 Les différentes conceptions de réseau. .................................................................................................. 67 9.2.2 Le tracé des conduites. ........................................................................................................................... 69 9.2.3 Les conditions de fonctionnement du réseau. ........................................................................................ 69 9.2.4 Les éléments nécessaires au calcul du réseau........................................................................................ 71

10.

CHAPITRE VIV : LEGISLATION ET NORMES EN REGION WALLONNE .............................................................. 74

10.1 INTRODUCTION ............................................................................................................................................... 74 10.2 PROTECTION DES EAUX DE SOUTERRAINES............................................................................................................. 75 10.2.1 La protection contre les nitrates. ...................................................................................................... 75 10.3 LA PROTECTION DES NAPPES ET DES CAPTAGES. ...................................................................................................... 75 10.3.1 Zone I : zone de prise d'eau. .............................................................................................................. 75 10.3.2 Zone ll : zone de prévention. ............................................................................................................. 76 10.3.3 Zone III : zone de surveillance............................................................................................................ 76 10.4 LA PRODUCTION ET LA DISTRIBUTION D'EAU POTABLE. ............................................................................................. 78 10.4.1 La production d'eau........................................................................................................................... 78 10.4.2 La distribution d'eau.......................................................................................................................... 78 10.4.3 Le contrôle de la qualité de L’eau de distribution. ............................................................................ 79 11.

LES CAPTAGES (COMPLEMENT D’INFORMATIONS) ...................................................................................... 82

11.1 11.2 12.

LE CAPTAGE DES EAUX DE PRECIPITATION .............................................................................................................. 82 LE CAPTAGE EN EAUX DE MER. ............................................................................................................................ 83

LES CANALISATIONS (COMPLEMENT) .......................................................................................................... 84

12.1 LES JOINTS : .................................................................................................................................................... 84 12.1.1 Le joint bout‐à‐bout (acier et PE) ...................................................................................................... 84 12.1.2 Le joint à emboîtement (tous matériaux).......................................................................................... 84 12.1.3 Le joint à manchon (tous matériaux mais surtout asbeste‐ciment) .................................................. 84 12.1.4 Le joint à brides. ................................................................................................................................ 85 12.2 OPERATIONS PREALABLES A LA POSE DES CONDUITES .............................................................................................. 89 12.3 POSE DES CONDUITES ....................................................................................................................................... 89 13.

LES APPAREILS ET ACCESSOIRES (COMPLEMENT) ......................................................................................... 91

13.1 LES PIECES SPECIALES ........................................................................................................................................ 91 13.1.1 Les différentes sortes d'extrémités .................................................................................................... 91 13.1.2 Raccord des tuyaux en alignement ................................................................................................... 92 13.1.3 Les pièces d'obturation permanente ................................................................................................. 94 13.2 LA ROBINETTERIE ............................................................................................................................................. 94 13.2.1 Généralités. ....................................................................................................................................... 94 13.2.2 Les robinets‐vannes ........................................................................................................................... 94 13.2.3 La vanne de vidange.......................................................................................................................... 96 13.3 LA PURGE D'AIR ET LA VENTOUSE ........................................................................................................................ 96 13.4 LES REDUCTEURS DE PRESSION............................................................................................................................ 97 14.

L’ASSAINISSEMENT : LES EFFLUENTS EN PROVENANCE DES AGGLOMERATIONS........................................... 99

14.1

LES EAUX INDUSTRIELLES. .................................................................................................................................. 99

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14.2 LES EAUX USEES ............................................................................................................................................. 100 14.3 LES EAUX DE PRECIPITATION. ............................................................................................................................ 101 14.3.1 Formulation générale du débit des eaux pluviales. ......................................................................... 101 14.3.2 Facteurs influençant les précipitations............................................................................................ 102 14.3.3 L'intensité de pluie h........................................................................................................................ 103 14.3.4 Le coefficient de ruissellement ........................................................................................................ 104 14.3.5 Le coefficient d'inégale répartition des pluies φ’. ........................................................................... 105 14.3.6 Calcul du débit maximal par la méthode de Caquot. ...................................................................... 106 15

LE CALCUL DES EGOUTS ............................................................................................................................ 111 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6

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LES LOIS DE L'ECOULEMENT LIBRE. ..................................................................................................................... 111 SIMILITUDE DES SECTIONS CIRCULAIRES, OVOÏDES ET AUTRES. ................................................................................. 113 PRATIQUE DU CALCUL DES SECTIONS. ................................................................................................................. 114 LES VITESSES EXTREMES DANS LES COLLECTEURS. .................................................................................................. 115 MARCHE A SUIVRE POUR LE CALCUL D'UN RESEAU. ............................................................................................... 116 APPLICATION : .............................................................................................................................................. 118

LA TECHNOLOGIE DES EGOUTS .................................................................................................................. 121 16.1 LES DIFFERENTES CONCEPTIONS DE RESEAU. ........................................................................................................ 121 16.1.1 Les réseaux unitaires. ...................................................................................................................... 121 16.1.2 Les réseaux séparatifs. .................................................................................................................... 121 16.1.3 Les réseaux unitaires avec déversoirs d'orage. ............................................................................... 121 16.1.4 Les réseaux pseudo‐séparatifs. ....................................................................................................... 122 16.2 LES CANALISATIONS ........................................................................................................................................ 122 16.2.1 Critères de choix du matériau ......................................................................................................... 122 16.2.2 Précautions de pose des tuyaux préfabriqués. ................................................................................ 124 16.2.3 collecteurs construits sur place ....................................................................................................... 126 16.2.4 Les 5 règles générales d'exécution des collecteurs.......................................................................... 127 16.2.5 Le passage des points spéciaux. ...................................................................................................... 127 16.3 LES CHAMBRES DE VISITE ................................................................................................................................. 129 16.4 LES DISPOSITIFS ANNEXES. ............................................................................................................................... 130 16.4.1 La protection contre les dépôts. ...................................................................................................... 130 16.4.2 La ventilation du réseau .................................................................................................................. 132 16.4.3 Les stations de relèvement. ............................................................................................................. 132 16.4.4 Le stockate momentané des pointes de crues................................................................................. 132 16.5 L'ENTRETIEN ................................................................................................................................................. 136

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1. CHAPITRE I : GENERALITES : 1.1 Préambule : 1.1.1

Introduction :

La banalité de l’eau ! Et pourtant toute une histoire !. Depuis des millénaires, l’homme est confronté à des cataclysmes naturels qu’il ne peut dominer. Principalement, c’est la sécheresse localisée sur le continent africain. Il faut prendre conscience que l’eau est source de vie et de toute activité humaine En Europe, il parait normal d’avoir à chaque instant une eau fraîche, limpide, potable, à pression constante et sans limitation !. Pour information, la consommation européenne en eau alimentaire / jour et par habitant est de 150 L/hab/j Le mécanisme de gestion d’un potentiel hydrique tel que La production, la distribution, l’assainissement, s’appelle l’hydraulique appliquée ; celle-ci traite tous les problèmes posés par l’alimentation des villes en eau et par le rejet de ces eaux jusqu’à un exutoire naturel. Que veut dire “ consommation ” ? Ce mot vient de consommer ÆDétruire en l’utilisant complètement Est-ce la réponse adéquate pour l’eau ? NON ; on dit qu’elle est UTILISEE Pourquoi UTILISEE ? L’eau fournie à la clientèle est utilisée et rendue ensuite en quantité pratiquement égale. Elle à simplement perdu ses propriétés de pureté. Dès lors, il sera logique dans ce cours de ne pas séparer ce qui précède l’utilisation de ce qui la suit !. Ce cours sera donc divisé en 2 grandes parties : • •

L’alimentation en eau potable L’évacuation de ces eaux

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1.1.2


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Le cycle naturel de l’eau :

Qu’est ce que le cycle naturel de l’eau ?

•

Evaporation et transpiration des végétaux

Sous l'effet de l'énergie solaire, l'eau des mers et des océans s'évapore dans l'atmosphère sans le sel et les autres impuretés. L'évaporation est plus importante au niveau des océans qu'à l'intérieur des terres: lacs, rivières et fleuves. Donc, les rayons du soleil réchauffent l'eau des rivières, des fleuves, des lacs, des mers et des océans et la fait passé de l'état liquide à l'état de vapeur d'eau (gazeux) : c'est l'évaporation. Les plantes et les autres espèces végétales puisent l'eau dans le sol et la rejettent sous la forme de vapeur d'eau. Environ 10% des précipitations tombant sur la Terre proviennent de la transpiration des végétaux, le reste est en conséquence dû à l'évaporation. La transpiration des plantes et l'évaporation du sol humide libèrent de l'humidité qui s'élève dans l'atmosphère sous la forme de nuages •

La condensation et les précipitations

Au contact de l'atmosphère, la vapeur d'eau se refroidit et se transforme en petites gouttelettes qui vont être à l'origine de la formation des nuages qui sous l'action des 6

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vents vont se diriger vers l'intérieur des terres. Cette étape se nomme : la condensation. Transportés par la circulation atmosphérique, les nuages se déplacent et l'effet de la gravité aidant, l'eau retombe sur le sol sous forme d'eau, de neige ou de grêle (état liquide ou solide). Nous sommes en présence de précipitations. •

Le ruissellement et l'infiltration

L'eau qui n'est pas absorbée par le sol, ruisselle le long des pentes jusqu'à se déverser dans les rivières, les fleuves et les lacs. Elle sera ensuite transportée jusqu'aux mers et océans. Les ruisseaux, les rivières, les fleuves ou les lacs qui reçoivent les eaux de ruissellement sont appelés cours d'eau de drainage. L'eau de pluie s'écoule lorsqu'elle rencontre un sol imperméable et dévale de l'amont vers l'aval. Le ruissellement part de la source en passant par le ru, le ruisselet, le ruisseau, la rivière, le fleuve pour se jeter dans les mers et les océans. Nous avons donc : un ruissellement. L'eau de pluie pénètre dans les sols perméables. En s'infiltrant dans un sol perméable, l'eau peut parfois remplir une poche souterraine (grotte) et former un véritable réservoir d'eau. L'eau contenue dans ce réservoir (nappe d'eau ou nappe phréatique) trouve parfois un chemin naturel vers l'extérieur. L'endroit où jaillit l'eau hors du sol s'appelle la source. Certaines nappes d'eau souterraines, une fois découvertes, peuvent aussi être exploitées par l'homme comme réserves d'eau potable. Un peu moins de la moitié des précipitations va recharger les nappes phréatiques, le reste part en évaporation. Ceci représente l'infiltration des eaux.

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1.1.3


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Le cycle artificiel de l’eau :

Par opposition au cycle naturel de l’eau bien connu (voir ci-dessus), nous considérerons que dans tout ce qui suit les éléments d’un cycle artificiel de l’eau : ce cycle comporte, en dérivation sur le précédent, les trajets dûs à l’intervention de l’homme, depuis l’endroit où il prélève les eaux naturelles pour son usage jusqu’au point où il les renvoie après utilisation, restituant souvent de surcroît les eaux météoriques qu’il a captées contre son gré.

1.1.3.1

Schéma du cycle artificiel de l’eau

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2. CHAPITRE II : L’ALIMENTATION EN EAU POTABLE 1.1 LA QUALITE DE L’EAU 1.1.1

Caractéristiques des eaux naturelles

Pourquoi une eau naturelle n’est jamais chimiquement pure ? Elle contient toujours des éléments étrangers sous une forme ou sous une autre, en quantité plus ou moins grande. Lequels ? - Des matières inertes Non dissoutes : En suspension (sables) Colloïdales (argiles, matières oragniques) Dissoutes Sels (NaCl, Bicarbonates de calcium, sulfate de calcium) Gaz (Dioxyde de carbone CO2, Ammoniac NH3, Oxygene, etc.. - Des organismes vivants très petits : les microbes Ces éléments étrangers peuvent modifier sensiblement : • • • •

la densité et la température d’ébullition La conductivité Le pH Les propriétés organoleptiques (saveur et odeur).

L’eau de mer : + /- riche en sel d’après sa localisation. Quelle est la moyenne de concentration en gr/litre ? 33 à 39 gr/L dont 27 à 30 de NaCl La mer Baltique La mer morte Le Grand Lac Salé

: 5 gr/L : 240 gr/L : 260 gr/L

L’eau de mer contient en plus des matières organiques en suspension qui proviennent des déjections de poissons, cadavre, huiles. L’eau de mer ne convient pas pour l’industrie et n’est donc pas potable. L’eau de pluie : D’où provient l’eau de pluie ? L’eau de pluie provenant de l’évaporation sont des eaux distillées. Elles sont fort pures, ne contiennent plus de sels dissous même si provient des océans. 9

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En effet, elles traversent des couches d’air et dissolvent de nombreux gaz. Ces gaz confèrent à l’eau un caractère acide. L’eau de pluie se charge également de poussières Æ microbes Æ non potables. L’eau de rivières : D’où provient l’eau de rivière ? Sources La partie de ces eaux peut être très pure. Par contre, impure si elle est issue du ruissellement Avec le ruissellement, les eaux se chargent de matières étrangères minérales et organiques Pendant son parcours , elle provoque l’érosion des berges et du lit Æ sa charge minérale augmente. La flore abandonne des matières organiques qui se décomposent facilement et donne une odeur désagréable Æ microbes Si ces eaux sont traversées par une agglomération, elles recoivent la décharge des égouts. Æ Pollution Æ non potable sauf si épuration et traitement. Cependant, les rivières possèdent un mécanisme d’auto-épuration qui élimine la quasi totalité des matières inertes et microbes. Pour qu’il y ait ce phénomène, il faut de l’oxygène. Les eaux de lacs D’où provient l’eau de lacs ? Rivières Les lacs, naturels ou artificiels, sont alimentés par des rivières ou au moins par les eaux de ruissellement. La qualité de l’eau d’un lac dépend donc de celle des eaux qui l’alimentent. L’eau du lac étant stagnante (ou presque), l’agitation de sa surface est faible et l’oxygénation de l’eau difficile. Les mécanismes d’auto-épuration sont très vite débordés. Les lacs se comportant cependant comme des bassins de décantation, leurs eaux sont souvent de meilleure qualité que celle des rivières. De plus, les variations de qualité des eaux de lacs sont moins fréquentes et moins importantes que celle des rivières ce qui constitue un incontestable avantage.

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Les eaux de nappes et de sources. Toute l’eau de précipitation ne ruisselle pas : une fraction s’infiltre dans le sol pour y constituer les nappes aquifères. Cette eau qui s’infiltre subit une transformation d’une part due à la mise en œuvre de processus d’ordre biologique (c’est la nitrification) et d’autre part grâce à l’intervention de phénomènes physiques et mécaniques (c’est la filtration naturelle). Ces eaux sont généralement potables et ne demandent qu’un léger traitement.

1) La nitrification Il s’agit de la destruction des matières organiques contenues dans l’eau et de leur transformation en nitrates. Ce travail est effectué par une colonie bactérienne aérobie qui s’installe à la partie supérieure de la masse filtrante (dans le cas des sables) ou sur les parois de fissures (dans les massifs calcaires). Ces bactéries s’installent toujours au-dessus du niveau de la nappe car elles ont besoin d’oxygène libre pour subsister. Quand l’eau a traversé ce lit bactérien, elle est débarrassée de toutes les matières organiques qu’elle pouvait contenir et, par conséquent, ne contient plus de microbes. Cette activité biologique est favorisée par le caractère alcalin du milieu et est donc fort efficace en terrain calcaires. Les sables, sols acides, lui sont favorables. 2) La filtration naturelle. Par la filtration naturelle, les microbes qui peuvent être véhiculés par les matières organiques vont se trouver arrêtés par une cause mécanique, conséquence de l’enchevêtrement des grains de la formation perméable. Ce processus de traitement est basé sur un phénomène d’adsorption. On entend par là, la propriété que possèdent certains corps solides de retenir par leur surface les corps dissous, en suspension ou colloïdaux. La paroi adsorbante est extrêmement étendue dans les sols sableux car elle est fermée par la surface développée des grains de sable. La filtration naturelle peut éventuellement aussi avoir lieu dans les terrains perméables en grands sous certaines conditions. 1.1.2

Conséquences de la présence de matières dissoutes dans l’eau.

1.1.2.1

La dureté

Les sels dissous dans l’eau provoquent la dureté de cette eau. La dureté se subdivise en : a) dureté temporaire : elle précipite à l’ébullition. Elle est due aux bicarbonates de calcium et de magnésium b) dureté permanente : elle ne précipite pas l’ébullition. Elle est provoquée par les autres sels. La dureté est responsable des incrustations et dans certains cas, indirectement, de corrosion. 11

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Lorsque les incrustations sont faibles, elles ont un effet favorable car elles protègent les canalisations contre les corrosions. Par contre, lorsque l’épaisseur des incrustations augmente, cet effet favorable est vite dépassé par les effets néfastes : abaissement considérable du rendement thermique, surchauffes localisées, diminution des sections, voire même leur obstruction. Enfin, la dureté se manifeste par une difficulté dans la cuisson des légumes et dans la production de mousse de savon (les sels précipitent avec le savon) La dureté se mesure en degrés hydrotimétriques. Le degré français correspond à une teneur de 10 mgr de CaCO3/ L Eau très douce : de 0 à 5°F Eau douce : de 5 à 15°F Eau demi-douce : de 15 à 25°F Eau dure : de 25 à 50°F Eau très dure : au-delà de 50°F Il est à noter que l’organisme humain a besoin de certains sels contenus dans l’eau. Il ne faut donc pas trop déminéraliser l’eau. Le titre hydrotimétrique (TH) le plus convenable se situe entre 12 et 15°F. Pour les usages domestiques le TH maximal est de 30°F. L’adoucissement de l’eau peut se mener à partir de divers procédés, les plus courants étant : - Traitement à la chaux-soude - Traitement aux polyphosphates (tartrifuges) - Les résines échangeuses d’ions. 1.1.2.2

L’agressivité

L’eau qui contient du CO2 est dite agressive si l’action de cet acide n’est pas contrecarrée par le bicarbonate de calcium. Cette agressivité peut être accrue par la présence d’oxygène dissous. Elle se manifeste par une action de corrosion des parois métalliques. Pour lutter contre cette agressivité, on fait généralement circuler l’eau sur des filtres chargés de calcaires naturels concassés. Ces calcaires peuvent être remplacés par des produits artificiels à base de carbonate de chaux. 1.1.3

Conséquences de la présence de microorganismes dans l’eau.

L’eau naturelle contient toujours, en plus ou moins grande quantité, des microorganismes appartenant au règne animal (protozoaires) ou au règne végétal (champignons, algues) : ce sont les microbes. Les microbes peuvent se développer très vite dans des conditions favorables (milieu et température). Dans des conditions défavorables, ils ne meurent pas nécessairement : dès que les conditions changeront, ils reprendront leur prolifération. Les microbes susceptibles de proliférer dans le corps de l’homme et des animaux en provoquant des maladies plus ou moins graves sont dits “ pathogènes ”. Les autres microbes (et ils sont nombreux) sont “ inoffensifs ”. Certains cependant parmi ces 12

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derniers sont dits “ suspects ” de par le fait qu’ils ne provoquent de maladies que s’ils parviennent à pénétrer dans le sang (virus). Les principales maladies à craindre de la part des microbes pathogènes et des virus sont : la poliomyélite, la dysenterie, le choléra et la fièvre typhoïde. Une eau est dite bactériologiquement pure lorsqu’elle ne contient aucun germe pathogène. Afin d’éliminer ces germes pathogènes, il est fait appel à différentes techniques que nous n’étudierons pas dans le cadre de ce cours. Il faut savoir cependant que cette élimination se réalise toujours par une filtration suivie d’une stérilisation (ozone, chlore, UV,…)

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3. CHAPITRE III : L’estimation des besoins. 5.1 Les utilisateurs Il convient, afin de réaliser une estimation correcte des besoins, de déterminer les différents types d’utilisateurs et leur consommation propre. Les principaux utilisateurs d’eau dans une agglomération sont : - les habitants - les occupants de collectivités (hôtels, hôpitaux, écoles,…) - les commerces (éventuellement l’industrie) - les services publics - les plantes de certaines cultures - les animaux

5.2 Les facteurs influençant la consommation La consommation en eau est loin d’être une constante. Un grand nombre de facteurs la font varier. Parmi ces facteurs, les principaux sont les suivants : - les dimensions de l’agglomération - le caractère de l’agglomération - la température moyenne de la région - le revenu moyen par habitant - l’abondance de l’eau dans la région - l’heure de la journée

5.3 Les besoins quantitatifs en eau Remarques préliminaires : 1/ L’estimation doit envisager tous les besoins actuels mais elle doit aussi apprécier les besoins futurs. Pour prévoir une évolution de la consommation, il faudra tenir compte dans les projets des extensions prévues ou possibles de l’agglomération, ainsi que du développement progressif de la consommation individuelle. Pour éviter une insuffisance de la distribution avant 25 ans, il est bon de prévoir une marge de 20 à 30 % sur les quantités consommées. 2/ La consommation d’eau, quelque soit l’utilisateur ne sera pas uniformément répartie sur les 24 heures de la journée. Il y a des heures creuses et des heures de pointe. La canalisation devra évidemment être calculées pour le débit maximum. Ainsi, il y a lieu d’affecter les débits journaliers d’un certains coefficient supérieur à 1 et appelé coefficient de pointe K. Ce coefficient est différent pour chaque utilisateur.

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5.3.3


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Estimation globale

Pour un avant-projet de réseau, on peut se contenter de l’estimation globale suivante :

5.3.4

Estimation ventilée

Pour un projet définitif, on ne se contentera pas toujours d’une estimation globale. Il faut serrer la réalité de plus près. Il est alors nécessaire de dénombrer chaque type d’utilisateur et de connaître sa consommation propre et son coefficient de pointe. -

Besoins domestiques (K=3,5)

Régions rurales : 125L/h/j Villes < 100000hab : 200L/h/j Villes > 100000 hab : 250L/h/j -

Besoins publics (K=2,5)

Services de voirie : 5 à 60L/hab/j Il s’agit ici de l’eau utilisée par les services de voirie pour le nettoyage des rues, des marchés, des égouts, pour les fontaines publiques, l’arrosage des parterres,… -

Il faut par ailleurs réglementairement prévoir :

Hôpitaux : 500L/lit/j Internats : 150L/ élèves/j Casernes : 150L/soldats/j Bureaux : 50L/employés/j Commerces : 5 à 50 L/hab/j Ecoles : 50 à 100 L/élèves/j

(K=2) (K=2) (K=2) (K=2) (K=2,5) (K=2,5) 15

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-


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A la campagne, on prévoiera : Elevage (K=2,5) Cheval ou bovidé 50L/tête/j Porc 20 Mouton 5 Volaille 1

Jardins privés : 3, 6, 9 L/ m²/j suivant que la région est sèche, moyenne ou humide avec K=2 Ce chiffre préconisé par certains auteurs conduit souvent à des résultats exagérés. Chez nous, les horticulteurs amateurs récupèrent d’ailleurs souvent l’eau de pluie pour leurs arrosages. -

Besoins industriels :

Dans le cas de petite entreprise ou d’artisanat, on peut considérer un forfait de 25 à 50 L/hab/j (K=2,5) Ces besoins qui peuvent être toutefois très importants ne sont pas toujours à prendre en compte. Dans beaucoup de cas, en effet, les usines grosses consommatrices d’eau possèdent leur propre captage ce qui les rend indépendantes du réseau normal. Une enquête s’impose. Quelle est la quantité d’eau nécessaire ? -

aciérie : 300L/kg d’acier papeterie : 250L/kg de papier engrais : 600L/kg d’engrais azoté sucrerie : 100L/kg de sucre brasserie : 5L/L de bière fromagerie : 5L/L de lait traité abattoir : 500L/ tête de bétail

Pour fabriquer un kg d’aluminium, il faut 1300 litres d’eau Pour fabriquer un kg de plastique, il faut 2000 litres d’eau Pour fabriquer un kg de riz, il faut 4500 litres d’eau Pour fabriquer un kg de coton, il faut 10000 litres d’eau Finalement, un réseau correct doit pouvoir répondre à la demande de tous ces utilisateurs et ce à tout moment. Il devra ainsi assurer un débit Q (L/S) exprimé par la relation :

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86400 représente le nombre de secondes contenues dans une journée. Le coefficient du numérateur (variant de 1,1 à 1,3) tient compte des fuites dans le réseau (25% dans un réseau bien retenu, elles peuvent s’élever à 50% dans les réseaux mal entretenus) Il est à remarquer que dans cette comptabilisation, il n’est pas tenu compte des besoins en matière de lutte contre l’incendie. Sauf dispositions contraires, on prévoit réglementairement que l’extinction d’un incendie moyen nécessite un débit de 60% m³/h pendant une durée de deux heures. On tolère une insuffisance lorsque les pompes sont branchées sur le réseau et créent un appel très important mais occasionnel. A noter que les réservoirs sont tous munis d’une réserve incendie généralement comprise entre 100 et 150 m³. L’approvisionnement d’une grande ville en eau est une tâche inouïe. Des millions de litres d’eau doivent être pompés jours après jours. Ainsi, les 7 millions d’habitants de Londres emploient quotidiennement, dans l’usage domestique et l’industrie, plus de deux milliards de litres d’eau, soit environ 300 litres par personne. Dans certaines villes des Etats-Unis, ce chiffre s’élève à 2000 litres ! A Londres, plus de la moitié de l’eau de la ville vient de la Tamise et de la Lee. Le reste est pompé de puits. Cette dernière eau est assez pure et est considérée comme potable. Les canalisations qui amènent et répartissent l’eau forment un réseau souterrain d’une longueur de 26500 km. Mises bout à bout, elles entoureraient plus de la moitié de la terre. Les eaux usées sont emportées par un autre réseau de canalisations formant les égouts. Les collecteurs principaux sont si grands qu’un train pourrait y passer. Ces eaux usées subissent une purification puis sont renvoyées dans la Tamise. Au siècle passé, les eaux de la Tamise recevaient une telle quantité de déchets non épurés qu’elles furent à l’origine de diverses épidémies qui frappèrent la population.

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4. Chapitre IV : Principe de la distribution d’eau Pour être valorisée, l’eau de distribution doit répondre à un ensemble de contraintes. En effet le consommateur doit pouvoir disposer, au bon moment et au bon endroit, d’une eau de qualité en quantité suffisante. Pour détourner l’eau de son cycle naturel, l’homme doit donc : Capter, traiter, pomper, transporter, stocker et distribuer.

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4.1.


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Cas général

En toute généralité, un dispositif d’alimentation en eau potable comporte les différentes parties suivantes -

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-

-

un captage une conduite d’adduction qui conduit l’eau par gravité vers une station de pompage via une station de traitement. une station de pompage refoulant l’eau vers un réservoir. une conduite de refoulement aussi appelée “feeder” allant de la station de pompage au réservoir. un réservoir un réseau de distribution

La conduite d’adduction et la conduite de refoulement constituent à elles deux la conduite d’amenée.

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4.2.


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Cas particuliers

Le dispositif décrit ci-dessus est complet. Des circonstances particulières permettent souvent de le simplifier sensiblement. •

Si la prise d’eau se trouve à un niveau supérieur à celui du réservoir, la conduite d’amenée se résume à une conduite d’adduction. Station de pompage et conduite de refoulement sont supprimées. • Dans certains cas, l’eau arrive par gravité jusqu’au pied du château d’eau, Il faut donc une station de pompage mais la conduite de refoulement est très courte.

Si l’eau peut être utilisée telle quelle il ne faut pas prévoir de station de traitement.

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5. Chapitre V : Les captages Les captages peuvent être établis •

en eaux de surface :

courantes : rivières Dormantes : lacs

•

en eaux souterraines :

à l’émergence : sources en pleine nappe

5.1 Les captages en eau de surface Les captages en eau de surface représentent quelques 17% de la production totale en Wallonie. Cette production est répartie sur huit captages. Les provinces de Namur et de Liège en produisent l’essentiel tandis que les provinces de Brabant et de Hainaut n’en produisent pas du tout. Les prises d’eau sont effectuées soit directement en rivière, soit dans le lac de retenue d’un barrage. Les captages en eau de surface sont essentiellement réalisés lorsque les captages souterrains s’avèrent trop onéreux ou insuffisants en quantité. Les eaux de surface nécessiteront cependant un traitement plus complexe.

1.1.4

Les captages en rivières.

Le choix de l’endroit de captage est régi par la nécessité d’obtenir l’eau la plus pure possible. Le plus souvent, on recherche’ à situer de tels captages en amont des agglomérations pour éviter la pollution de l’eau. On choisit par ailleurs un endroit où l’eau n’est jamais stagnante car la stagnation favorise la pollution. Les principales difficultés à surmonter sont d’éviter l’introduction des matières solides, flottantes ou charriées dans la prise d’eau. Suivant l’importance de ces transports solides, les captages seront sur le fond de la rivière ou simplement sur ta berge.

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1.1.4.1


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Captages sur le fond.

On creuse dans le lit de la rivière, généralement à la drague, une tranchée perpendiculaire à l’écoulement dans laquelle on place une crépine d’aspiration reliée à la berge par une tuyauterie. La tranchée est ensuite remplie de graviers qui protègent tuyaux et crépines en laissant passer l’eau.

1.1.4.2

Captages sur la berge.

La profondeur doit être convenable afin d’éviter d’une part, l’influence des fermentations du fond de lit et, d’autre part, la présence éventuelle d’hydrocarbures ou de mousses à la surface de l’eau. C’est le dispositif auquel on a le plus souvent recours, Il peut être simple si l’eau de rivière est propre et si le débit puisé est modeste. On aménage sur la berge un puisard protégé par une grille pour éviter l’introduction de corps flottants.

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1.1.5


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Les captages en lacs

Pour obtenir une eau fraîche et pure, la prise d’eau doit se faire loin des bords et à une profondeur suffisante pour que l’on se trouve hors de la zone superficielle. Il est fréquent que la qualité de l’eau varie considérablement suivant la profondeur. Ainsi, en été, le premier mètre d’eau situé sous la surface peut contenir des algues qui exercent une influence néfaste sur le traitement de l’eau (colmatage des filtres, eau avec mauvais goût). Il n’est pas, de plus, conseillé de capter l’eau trop près du fond afin de ne pas y créer de turbulences et remuer les boues décantées. Par ailleurs, les lacs sont souvent le siège de “renversements saisonniers” : surtout à l’automne, les eaux du fond remontent en entraînant avec elles les boues du fond polluées. Pour ces raisons, il est recommandé de construire des prises d’eau qui permettent de choisir le niveau auquel on tire l’eau à traiter.

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5.2 Les eaux souterraines Les eaux souterraines peuvent être captées soit dans les endroits où elles apparaissent naturellement (sources), soit dans les nappes aquifères ellesmêmes.

5.2.1

Le captage des sources

La source constitue l’exutoire naturel de la nappe. Son débit variera selon la nature des terrains dans lesquels elle circule. 1.1.5.1

Les sources d’affleurement ou de déversement.

Une vallée ouverte dans une formation perméable, calcaire fissuré ou sable, et qui atteint, dans le fond, une couche imperméable ou moins perméable, présente en général sur ses flancs un chapelet de sources au contact de l’imperméable. De petits filets liquides convergent vers le thalweg pour former la rivière.

Le captage de telles sources à l’abri de toute contamination de surface ou autre (traversée de terrain perméable, éboulis, ...) s’effectuera à l’aide de chambres captantes, de drains ou de galeries établies à flanc de coteau au sein même du gisement. •

Dans les terrains perméables en petit (sables, graviers)

En profil en long, la galerie présente une légère pente (1 à quelques %) de manière à permettre l’écoulement vers un point bas où s’effectue le prélèvement. Ces galeries seront de préférence visitables et présenteront donc une section en conséquences (1x2m). Le débit capté est directement proportionnel à la longueur de la galerie.

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La galerie est construite avec les techniques de creusement de tunnels ou encore, si elle n’est pas trop profonde, à ciel ouvert. Elle est réalisée en béton armé coulé sur place ou, plus souvent, en éléments préfabriqués. La partie inférieure des piedroits est percée de barbacanes récoltant les eaux. Pour éviter que l’eau n’entraîne avec elle des sables dans la cunette, ces barbacanes sont protégées par un écran de pierrailles d’une granulométrie appropriée. •

Dans les terrains perméables en grand (calcaire carbonifère, craie, grès)

Chez nous, comme partout ailleurs, les terrains perméables en grand les plus favorables à (‘emmagasinement d’importantes réserves d’eau sont des massifs calcaires ou plus rarement gréseux. Pour l’alimentation de petites collectivités, jI va de soi que l’on s’adressera à la source, de débit suffisant, la plus proche du lieu de distribution. Si I on a, par contre, a utiliser au maximum les possibilités de la nappe en question, c’est évidemment vers sort exutoire principal que l’on se tournera, exutoire principal qui peut s’étendre sur une distance relativement grande : quelques centaines de mètres à quelques dizaines de kilomètres comme celles qui, creusées dans le sous-sot crayeux de la Hesbaye, captent les eaux destinées à l’alimentation de la région Liégeoise elles s’étendent sur une distance de 45 km.

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Le calcaire étant une roche cohérente dure, la galerie y est en général simplement creusée au profil voulu. Dans les zones de roches peu stables, la galerie peut cependant présenter le même profil que celle en terrain perméable en petit.

1.1.5.2

Les sources d’émergence.

Si le fond de la vallée n’atteint pas l’imperméable, des sources peuvent prendre naissance à partir du point de rencontre de l’écoulement avec la surface topographique. Ces sources jaillissent indifféremment sur tout le périmètre.

Si la source apparaît à flanc de coteau, son captage se présentera d’une manière analogue à celui d’une source d’affleurement : c’est souvent la technique du drain qui sera ici utilisée.

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Si elle apparaît en fond de vallée, il suffira de mettre à nu la cassure par enlèvement des terrains de couverture. On recouvre alors l’émergence par une chambre de captage sur radier perméable. L’eau ainsi captée est dirigée par gravité vers un aqueduc principal.

5.2.2

Les captages en pleine nappe.

5.2.2.1

La galerie drainante à grande profondeur.

Ce mode de captage est utilisé en terrains perméables en grand et parfois en terrains perméables en petit. Dans ces derniers, la galerie n’est pas toujours la meilleure solution en cas d’instabilité du terrain. II s’agit de galeries similaires à celles étudiées précédemment dans le captage des sources. Dans les massifs calcaires, elles sont taillées, parfois à des profondeurs considérables, de façon à recueillir l’eau au sein du massif aquifère : cela suppose une position telle que la galerie coupera les fissures les plus importantes. En outre, la galerie affectera un tracé analogue à celui des courbes de niveau en surface: c’est ainsi que la galerie a le plus de chance de se trouver sur les lignes de plus grande pente du parcours de l’eau à l’intérieur du massif.

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Dans les sables, ce sont les galeries à grande profondeur qui donnent les captages les plus importants.

II existe 3 galeries de ce type dans les sables bruxelliens: celles de Lillois et des Hayettes (région de Brame L’Alleud) et celle située sous la forêt de Soignes et le Bois de la Cambre au sud de Bruxelles. A certains endroits, les galeries, parfois creusées à plus de 60 mètres de profondeur, se trouvent à quelques 18 mètres sous le niveau naturel de la nappe. Elles permettent de rabattre fortement la nappe et d’en tirer donc des débits importants.

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5.2.2.2


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Les puits

Les puits sont établis, tant dans les roches fissurées que dans les terrains perméables en petit. Les puits sont des ouvrages traditionnels de grand diamètre. C’est autour de ces ouvrages que sont nés maints villages et que les exploitations agricoles se sont établies. Quel que soit le type de puits, il s’agit toujours d’un tube cylindrique établi dans le sol, sa partie inférieure plongeant plus ou moins profondément dans la nappe aquifère, sa partie supérieure débouchant toujours en surface. Les puits sont utilisés lorsque la nappe à atteindre n’est pas trop profonde : 20 à 25 mètres. Leur diamètre varie entre 1,5 et 3 mètres. Le rendement d’un puits dépend 1) de la perméabilité du terrain : des mesures et des pompages d’essai sont à réaliser 2) du rabattement de la nappe : ce dernier est mesuré. 3) du diamètre du puits.

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a) Le puits ordinaire. Réservé aux terrains perméables en petit, il peut être réalisé suivant deux modes de construction. •

Par fouille blindée.

•

Par havage : la maçonnerie du puits est construite sur une trousse coupante qui descend dans le sol sous l’effet des terrassements et du poids propre de l’ouvrage. Le blindage n’existe donc pas. La maçonnerie est de plus toujours édifiée au niveau du sol. Lorsque le puits est descendu à profondeur voulue, la trousse est démontée et la maçonnerie est assise par un blocage en sous œuvre. Actuellement, la maçonnerie est presque toujours remplacée par des éléments en béton préfabriqués que l’on empile les uns sur les autres, l’élément inférieur étant biseauté afin de favoriser son enfoncement.

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b) Le puits filtrants. Ce puits est réalisé dans les sables et dans les roches. Les techniques de construction diffèrent peu. Envisageons le cas d’un terrain perméable en petit. Dans son principe, le puits filtrant ne diffère du puits ordinaire que par la présence d’une masse filtrante placée sur le parcours normal de l’eau. Il est fait appel à ce système dans trois cas -

-

-

la filtration naturelle ne suffit pas. le terrain est emporté par l’eau dans son mouvement vers le puits. On veut éviter les pompages et les rabattements.

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La construction d’un puits filtrant est une opération très délicate qui doit être conduite en plusieurs phases. 1) On exécute le fonçage d’un avants-puits : le cuvelage descend par son propre poids (havage) au fur et à mesure que l’on extrait les terres comprises à l’intérieur. Cet avant-puits en béton armé bien étanche est encastré dans les terrains aquifères sur une profondeur d’environ 1 mètre, Son but est d’isoler l’ouvrage des venues d’eaux de surfaces éventuelles. 2) En vue de la mise en place de buses captantes, on dispose concentriquement au cuvelage, un tubage en tôle d’acier sans perforations. Une fois bien établi dans le substratum imperméable, le tubage joue efficacement le rôle de batardeau. L’eau qu’il contient normalement et les venues éventuelles par des fuites sont facilement pompées.

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3) A l’intérieur du tubage, on installe d’abord un puisard creusé dans le substratum imperméable puis, la colonne de buses captantes est descendue à l’intérieur du tubage. Ces buses sont des tuyaux lanternés tant que l’on se trouve sous le niveau de la nappe. Le ou les tuyaux qui sont situés dans l’avantpuits sont des tuyaux pleins.

4) Il est procédé au placement du filtre (gravillonnage) et à l’enlèvement du tubage. Les pierrailles sont déversées dans l’espace annulaire aménagé entre le tubage et le puits. Au fur et à mesure de la montée du filtre, le tubage est arraché. Ainsi, l’opération terminée, les gravillons sont en contact avec le terrain aquifère.

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5.2.2.3


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Les forages.

Lorsqu’une nappe a été reconnue dans un étage géologique profond (>30 m) il est nécessaire d’avoir recours à des travaux de forage pour la capter. Les forages diffèrent des puits par • leurs dimensions. • La méthode d’exécution. En général, le forage traverse deux zones bien distinctes. • Les couches supérieures de terrain : elles sont souvent constituées de sols meubles qui, le cas échéant, contiennent des eaux suspectes qu’il faut isoler des eaux pures à capter. • Les couches profondes sont des roches toujours cohérentes, fortement fissurées et éventuellement poreuses. Elles sont très aquifères et c’est là que le captage est établi. Les forages sont rarement exécutés avec un diamètre uniforme. Les difficultés croissant généralement avec la profondeur, on est amené à réduire progressivement le diamètre du trou. Quand le forage a été exécuté sur une certaine hauteur, les terres qui se tenaient grâce à l’injection d’eau boueuse sont maintenues alors par un tubage. En cas de changement de diamètre, un recouvrement des tubages est effectué sur une certaine hauteur (une dizaine de mètres). Lorsque le dessus de la couche aquifère est atteint, le tubage est arrêté et l’on descend, à l’intérieur du tubage télescopique, une colonne de diamètre uniforme qui comporte des tubes en aciers manchonnés vissés et dont l’ensemble forme la colonne dite d’exploitation. Il est procédé ensuite à la cimentation de l’espace annulaire compris entre la colonne d’exploitation et les tubages télescopiques. Pour cela, notons que la colonne a été, à sa base, obturée provisoirement par des tampons de bois et qu’elle comporte de larges ouvertures près de son pied. On introduit alors par le haut de la colonne un mortier de ciment poussé par injection. Il remonte par les fenêtres et vient, du bas vers le haut, remplir l’espace annulaire.

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Il faut maintenant poursuivre le forage dans la zone aquifère. Une fois atteinte la cote voulue, la crépine du puits est mise en place et une pompe est installée.

Des forages en terrains perméables en grand (craie) sont implantés à Ghlin (5), Nimy (9W) et Havré (5..). Leur production journalière respective est de 15.000, 30 à 80.000 et 20.000 m3. Les eaux provenant de chacune des trois zones sont rassemblées àl’usine centrale de Havré. Elles sont ensuite refoulées dans le réservoir du Roeulx distant de 6 km et composé de 2 compartiments. De là, elles s’écoulent par gravité dans le feeder du Hainaut lequel, via Ecaussines, les amène jusqu’au réservoir de Rode. Les installations d’Havré peuvent assurer la livraison d’eau dans le quart d’heure de la demande. Contribuent notamment àcette rapidité, dans la salle des pompes de Havré, un système d’ouverture de vannes en cinq minutes et le réglage du débit commandé par ordinateur. Ce débit peut passer, en quinze minutes, de O à 5000 m3 par jour et atteindre 100.000 m3 par jour en une seule heure.

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6. Chapitre VI : Le stockage 6.1 Rôle des réservoirs 1) Volant. Il n’y a jamais correspondance entre le débit fourni parle captage et le débit demandé par le réseau. Le débit d’amenée est trop faible durant les heures de pointe et il est trop élevé durant les heures creuses. Le réservoir constitue une solution simple à cette discordance. Il permet d’accumuler une réserve d’eau lorsque l’offre est supérieure à la demande : la réserve d’eau ainsi constituée est alors disponible aux heures de pointe, lorsque la demande est supérieure à l’offre. 2) Alimentation par gravité. Le réservoir est placé à un niveau tel que le réseau puisse être desservi en toute circonstance par gravité. Si on choisit le plus souvent de stocker, c’est pour réaliser des économies non négligeables. Les réservoirs d’eau permettent: • •

à la station de traitement de fonctionner à débit constant, assurant ainsi de meilleurs résultats. au réseau de répondre à la demande 24h/24. Cette réserve constitue, en effet, une sécurité en cas de surconsommation (heures de pointe...) et assure un débit et une pression réguliers.

Outre l’avantage financier, l’alimentation par gravité présente d’autres avantages Les variations de pression dans le réseau se produisent lentement, sans à-coups, ce qui est favorable à la bonne tenue des conduites et en particulier des joints. Les pressions restent comprises entre des valeurs relativement proches. Le contrôle des volumes d’eau transitant par le réservoir est facile. -

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6.2 Capacité d’un réservoir. 6.2.1

Alimentation continue ou discontinue.

Appelons A la consommation journalière en eau potable d’une agglomération déterminée. La consommation horaire moyenne vaut donc a = A/24 Il est cependant rare que l’agglomération demande au réseau exactement ce débit horaire a. A certaines heures de la journée, la demande est beaucoup plus forte : elle peut atteindre 3,5 a et parfois plus. A d’autres moments, la demande est très faible : elle n’atteint qu’une petite fraction de a.

Le captage doit évidemment assurer une fourniture journalière d’eau égale à A. Cette fourniture est, dans certains cas, répartie uniformément sur les 24 heures de la journée : on parle alors d’alimentation continue. La fourniture horaire vaut donc a. On a recours à l’alimentation continue lorsque le captage est à une altitude supérieure à celle de l’agglomération à desservir : l’eau est amenée en écoulement libre. Il est envisageable aussi de réaliser un pompage 24h/24.

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Néanmoins, lorsqu’un pompage est nécessaire, il est préférable de n’y procéder que la nuit dans un souci évident d’économie d’énergie: il s’agit alors d’alimentation discontinue du réservoir. Si, par exemple, le remplissage du réservoir a lieu de 22 à 7 heures, la fourniture A doit être effectuée en 9 heures et le débit horaire des pompes devra être de 24 a/9 = 2,667 a.

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6.2.2


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Capacité du réservoir

Le réservoir doit être suffisamment grand que pour la demande soit toujours couverte. Par contre, il ne doit pas être trop grand car il n’est pas souhaitable que l’eau y séjourne plus de 48 heures. L’aseptisation disparaît après ce laps de temps. L’intérêt est aussi financier: un réservoir important coûte plus cher qu’un plus petit. En plus du volume d’eau requis pour couvrir la demande habituelle du réseau, le réservoir doit souvent contenir une réserve d’incendie de 100 à 150 m3.

6.3 Emplacement d’un réservoir 6.3.1

Emplacement en élévation.

L’alimentation du réseau s’opérant par simple gravité, le réservoir doit se trouver à un niveau supérieur à celui de l’agglomération àdesservir. En général, le niveau du réservoir est celui de son radier. Ce niveau est fixé en tenant compte • Du niveau du point de distribution le plus élevé (les immeubles de grande hauteur n’étant toutefois pas pris en compte). • De la nécessité d’assurer en ce point une charge suffisante (au moins de 5 mètres). • Des pertes de charge à vaincre sur le trajet réservoir-point de distribution.

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Si on fait abstraction des immeubles particulièrement élevés, les constructions habituelles ont au maximum 6 à 7 étages, c’est-à-dire une hauteur de 20 à 25 mètres. Au droit de ces immeubles, la ligne de charge doit donc se situer aux environ de 30 mètres. Dès lors, la canalisation enterrée en voirie devra assurer une pression minimum de l’ordre de 3 bars.

6.3.2

Emplacement en plan.

6.3.2.1 Alimentation continue. Il est important de placer le réservoir le plus près possible des utilisateurs. On diminue ainsi la longueur des canalisations par lesquelles doit transiter le débit de pointe. Celui-ci occasionne en effet, à section égale, des pertes de charge beaucoup plus importantes que celles provoquées par le débit moyen. La proximité par rapport à l’utilisateur permet un gain de hauteur et donc une diminution du coût d’établissement.

6.3.2.2 Alimentation discontinue. La différence entre le débit de pointe et le débit de fourniture du réservoir est ici plus faible. Elle reste toutefois suffisamment importante pour faire la même remarque que précédemment. On placera donc le réservoir à proximité des utilisateurs également dans ce cas. 6.3.3

Cas spéciaux

6.3.3.1 Réservoir secondaire d’équilibre. Ces réservoirs permettent d’assurer une pression d’alimentation suffisante dans les quartiers éloignés du réservoir principal. Ils permettent d’éviter un excès de hauteur du réservoir principal, hauteur qui pourrait provoquer des pressions excessives chez certains utilisateurs.

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6.3.3.2 Réservoirs d’étagement. Il peut arriver que les différents niveaux d’implantation entre les constructions à desservir soient tels que les plus basses aient une charge d’alimentation trop élevées. Les réservoirs d’étagement permettent d’éviter cet inconvénient : ils annulent les trop grandes différences de pression entre les parties hautes et basses d’une ville.

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6.3.3.3 Immeubles très élevés. Lorsque l’agglomération comporte des immeubles très élevés, le réservoir ne doit pas être prévu pour assurer l’alimentation jusqu’à leur sommet. Ceci pour deux raisons les étages inférieurs et immeubles voisins auraient à supporter de très fortes pressions. Le réservoir devrait être très élevé et le réseau conçu pour des pressions anormales. Pour alimenter leurs étages supérieurs, hors de portée du réservoir, les immeubles élevés sont munis d’installations de surpression. -

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6.3.4


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Qualités des réservoirs.

a) Les réservoirs doivent être construits à l’aide de matériaux durables, inattaquables par l’eau et non susceptibles d’en modifier les propriétés organoleptique et la composition chimique. b) Les réservoirs doivent être couverts et aérés. c) Les réservoirs doivent être compartimentés. d) Les réservoirs doivent présenter une bonne isolation thermique. e) Les réservoirs doivent être conçus de manière telle que le renouvellement de l’eau soit facile et régulier.

6.3.5

Les différents types de réservoirs.

6.3.5.1 Le réservoir enterre

6.3.5.2 Le réservoir superficiel ou semi-enterré.

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6.3.5.3 Le réservoir surélevé ou château d’eau.

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7. Chapitre VII: Les conduites. 7.1 Les critères de choix du matériau. Outre le prix d’achat des tuyaux, de nombreux facteurs interviennent dans le choix du matériau d’une canalisation. Tous ces facteurs ont une incidence financière soit lors de l’établissement, soit au cours de l’exploitation de la canalisation. A services égaux, c’est évidemment la canalisation la moins chère qui est adoptée. On ne peut d’ailleurs pas fixer une fois pour toute le prix de revient de chaque type de conduite placée ni les coûts de son exploitation car le prix de la main d’œuvre et des matériaux fluctuent diversement. Les principaux facteurs à considérer sont : •

La pression.

•

L’étanchéité. Le type de joints.

• • • • • •

La résistance mécanique. La résistance aux agents chimiques. La rugosité des parois. Les dimensions. L’existence de pièces spéciales.

7.2 Monographie des différents types de conduites.

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7.3 La pose des conduites. 7.3.1

La fouille

7.3.1.1 Largeur

La largeur à donner à la fouille est fonction : •

du diamètre du tuyau.

•

de la nature du sol (cohésion) de la technique de réalisation des joints (en ou hors tranchée)

•

Si les joints sont réalisés en tranchée, il y a lieu de prévoir une surlargeur à leur droit pour mener à bien l’opération (tranchée en créneaux). En cas de tuyaux courts, on assurera la sur largeur sur toute la longueur de la tranchée afin d’éviter la difficulté de réalisation de créneaux trop rapprochés. Généralement, on compte une largeur (l) telle que :

I ≥ φ ext + 0,5m avec un minimum de 0,6 m. 7.3.1.2 Profondeur

La profondeur est en principe fonction du gel. Chez nous, elle est de L’ordre du mètre. C est la génératrice supérieure du tuyau qui doit se trouver hors de portée du gel. Si la conduite est placée sous la chaussée (ce qui n’est pas recommandable), I importance du trafic peut requérir une profondeur supérieure à celle requise par le gel. Les conduites doivent être placées avec une légère pente longitudinale (pour favoriser la vidange et le rassemblement des poches d’air aux points hauts). Si le terrain naturel est horizontal, il faut jouer sur la profondeur de pose pour assurer cette pente.

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7.3.1.3 Finition du fond de fouille Le fini de fond de fouille est fonction de la nature du tuyau. Le fond de fouille doit être bien plan pour que les tuyaux y reposent sur toute la longueur de leur section courante. En cas de joints réalisés en tranchée, il faut en particulier éviter que les tuyaux puissent reposer sur les joints. On prévoit, dans ce cas, des cavités sous joints.

Dans les terrains très instables (sables boulants, argiles molles...), on prévoit une assise en béton maigre ayant une épaisseur fonction du diamètre du tuyau (souvent 0, 1 x diam + 15 cm)

7.3.2

Le remblayage

Les terres en contact avec le tuyau ne peuvent contenir aucun élément susceptible de casser ou d’abîmer le tuyau pendant les opérations de damage. Cet impératif est d’autant plus strict que le tuyau est plus fragile (fonte, asbeste-ciment, PVC). Les terres entourant le tuyau doivent être soigneusement damées pour en réaliser le parfait épaulement. Au-dessus de la génératrice supérieure du tuyau, on continuera le remblai en terres appropriées par couches successives de 20 cm après damage. Celui-ci est à exécuter pour éviter tout tassement prohibitif ultérieur. 7.3.3

La poussée au vide.

Les changements de direction ou de section dans une canalisation, ainsi que les dérivations et les obturations d’extrémités conduisent à des poussées au vide dues à l’action de la pression interne. Pour un coude droit dans une conduite de 250 mm de diamètre, une pression de 10 bars engendre une poussée au vide de près de 70 kNt Sans précaution spéciale, cette poussée est capable de déboîter les joints les mieux faits. On se doit donc d’équilibrer cette force au vide par une butée bien organisée sur la paroi de la tranchée. On est quelquefois amené pour de très fortes poussées à prévoir un véritable ouvrage d’art, par exemple, un faisceau de pieux inclinés.

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7.3.4


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Le passage des points spéciaux.

En principe, les conduites d’eau sont placées dans les accotements des routes et des rues. C’est la solution la plus rationnelle : faibles charges sur les conduites, travaux ne gênant pas ou peu la circulation, chaussée non abîmée... Cependant, on ne peut éviter certains points de passage particulier au droit desquels certaines précautions sont à prendre sous peine d’accidents dans la conduite. Nous donnons ci-dessous des solutions utilisables dans quelques-uns de ces cas. 7.3.4.1 Traversée d’une voie ferrée.

7.3.4.2 Traversée d’une rivière. Il est possible d’accrocher la conduite sous le tablier d’un pont. Il y a lieu dans ce cas, de prévoir une isolation thermique autour des tuyaux. La solution générale reste néanmoins le passage sous eau.

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7.3.4.3 Croisement d’un égout


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8. Chapitre VIII :Notions de dynamique des liquides. 8.1 Statique des fluides : 8.1.1

Pression en un point d’un liquide

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Exercices 1) Calculer la pression à 9 m de profondeur dans de l’huile de ricin (0.962). Le récipient est dans le vide. 2) Déterminer la densité d’un liquide si la pression exercée à 6 m de profondeur est de 10,83 N/cm². Le récipient est dans le vide. 3) Déterminer la profondeur pour laquelle un élément sera soumis à pression absolue de 2120 N / dm² dans de la glycérine dont la densité est = à 1,257 Le récipient est soumis à pression atmosphérique.

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8.1.2


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Poussée sur les fonds horizontaux

Application : Déterminer la poussée de l’eau exercée sur le fond d’une piscine en considérant que la profondeur est constante soit 3m. Les dimensions de la piscine sont de 25 m x 12,5 m 8.1.3

Poussée sur les parois rectangulaires

Application : 1) Calculer la poussée sur une longueur de 1 m de barrage caractérisé par h = 13 m et α = 60°. 2) Calculer la poussée sur la vanne à eau de 2m de diamètre située à la profondeur de 26 m. Calculer ensuite la pression absolue au point de centre de la vanne.

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8.1.4


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Equilibre de 2 liquides

Dans des vases communicants, pour un même liquide, la pression en A = Pression en B (A et B) sont à même hauteur).

ρ * g * hA = ρ* g * hB

Æ hA = hB

Pour des liquides différents, c’est la masse volumique qui détermine la hauteur d’équilibre pour que la pression soit équivalente en un même point. ρ * g * h = ρ’* g * h’

Æ ρ * h = ρ’ * h’

Application : 1) Rechercher la colonne d’alcool (0,8) équilibrant 32 mm de mercure (13,6) 2) Rechercher la densité d’un liquide dont la hauteur de colonne est de 120 mm et qui équilibre une colonne d’eau à 76 mm

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8.1.5


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Théorème de la constance du débit

Le débit massique dans une conduite se détermine de la façon suivante : Q = S * v (section * Vitesse) S : m² v : m/s Q = m³3/s

ou

dm³3/s

ou

L/s

Application : Déterminer le débit dans une conduite dont le diamètre est une DN80 et dont la vitesse d’écoulement est de 4 m/s

Dans une tuyauterie transportant un fluide en régime permanent (écoulement régulier sans tourbillon), le débit massique est constant.

Le débit (masse en A) = débit (masse en B) QA = QB Le débit est en rapport avec la section de la tuyauterie et de la vitesse. QA = SA * VA * ρ et QB = SB * VB * ρ Comme ρ est constant : QA = SA * VA et QB = SB * VB

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8.1.6

Les diverses formes d’énergies dans un fluide

8.1.7

Théorème de la constance des énergies

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Application : 1) Dans une tuyauterie convergente horizontale véhiculant de l’eau, les caractéristiques sont : En entrée :

S = 4cm² v = 5 m/s p = 30 N/cm²

En sortie :

S’ = 1 cm²

2) Dans une tuyauterie non horizontale, transportant de l’essence, les caractéristiques sont : En A : h= 12 m V = 6 m/s P = 40 N/cm² En B : h’ = 3 m p’= 15 N/cm² Calculer v’

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8.2 L’équation et le graphique de Bernouilli pour un liquide parfait. Un liquide parfait (incompressibilité totale et viscosité nulle), quelle que soit la sollicitation à laquelle il peut être soumis, obéit à la loi fondamentale Z+

P

γ

+

V² = Cste 2g

Dans cette expression, Z = cote du point envisagé dans la masse liquide (m) P = pression qui règne en ce point (Pa)

V = vitesse du liquide au point envisagé (m/s) (N/m3) γ = poids spécifique du liquide (N/m³)

Z+

P

γ

poids spécifique du liquide

représente l’énergie de l’unité de poids de la particule liquide au considéré. Il s’agit d’une énergie potentielle -

-

V² 2g

=

~‘

point

de position : z de pression : p

représente l’énergie cinétique du liquide.

L’énergie mécanique accumulée dans l’unité de poids du liquide en mouvement est donc une constante. Cette constante s’appelle la charge du liquide et s’exprime en mètres. Chacun des termes de cette équation s’exprime en mètres, ce fait est intéressant car il permet de représenter graphiquement l’équation.

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Soit, par exemple, le dispositif d’écoulement suivant : Soit un point x quelconque situé entre les sections d’extrémités 1 et 2. Appliquons l’équation de Bernouilli aux points 1, x et 2.

Z1 +

P1

γ

+

P V ² V1 ² P V ² = Z2 + 2 + 2 = Z3 + 3 + 3 2g 2g 2g γ γ

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8.3 Les pertes de charge. Dans un liquide réel, l’écoulement s’accompagne de chocs et de frottements. Ces chocs et glissements absorbent une partie de l’énergie mécanique et la convertissent en énergie calorifique, dissipée dans la masse liquide et le milieu environnant, et non récupérable. Cette conversion partielle de l’énergie mécanique en énergie calorifique se traduit par une diminution de la charge au cours de l’écoulement. Cette diminution de la charge est dite “perte de charge”.

L’équation de Bernouilli appliquée à un liquide réel s’écrit donc

Z1 +

P1

γ

+

V1 ² P V ² = Z 2 + 2 + 2 + Pch1− 2 2g γ 2g

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8.3.1


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Pertes de charge réparties.

Les pertes de charge réparties sont directement proportionnelles au carré de la vitesse du liquide dans le tuyau et à la longueur du tuyau. Elles sont inversément proportionnelles au diamètre du tuyau. En toute généralité, on peut donc écrire

Pch1− 2 = K •

Avec:

L

φ

•V ²

L = longueur du tronçon (m) Ø = diamètre de la canalisation (m) V = vitesse du liquide (m(s) K = coefficient à préciser (s2/m) Pch = la perte de charge correspondant au tronçon (m).

Dans cette expression, K contient une série de facteurs secondaires influençant encore la valeur de la perte de charge : -

la viscosité du liquide et, par ce biais, sa température. la nature de l’écoulement (laminaire ou turbulent: nbre de Reynolds) la nature des parois c-à-d leur rugosité.

La valeur à attribuer au coefficient K n’est pas aisée à déterminer. Le problème fait intervenir tant de paramètres qu’une approche purement théorique est impossible. De nombreux hydrauliciens admettent pour K des valeurs uniquement fonction du diamètre mais ils précisent, par ailleurs, le domaine d’application de ces valeurs. Ceci revient à fixer les autres paramètres.

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Formule de Darcy Validité : - 13 mm <ø < 500 mm - liquide : eau froide (10° à 20°C) - régime turbulent. Pour les tuyaux en fonte en service :

k f = ( 2028 +

51,76

φ

) • 10 − 6

Avec Ø en m

Pour les tuyaux en acier bitumé (ou fonte neuve) :

ka =

kf 2

Formule de Lévy Validité: - Diam > 500 mm - liquide : eau froide (10° à 20°C) - régime turbulent Pour les tuyaux en fonte en service:

kf =

0,00475 1+ 3•

φ 2

Pour les tuyaux en acier bitumé (ou fonte neuve)

ka =

kf 3

Avec Ø en m

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Formule de Manning-Strickler Cette formule sera utilisée dans le cas de canalisations quelconques (section circulaire ou autre) constituées de matériaux autres que l’acier ou la fonte.

6,35 •φ k = ks ² avec:

−1 3

diamètre du tuyau ou 4 fois le rayon hydraulique de sa section (m) Ks : coefficient de rugosité fonction de la nature du tuyau .

Ks =

75 pour fonte, béton 80 pour fonte neuve 85 pour acier bitumé 90 à 100 pour asbeste ciment 150 pour PVC et PE

Cette formule stipule aussi un liquide “eau” à température ordinaire et en régime turbulent. Ce sont là les conditions normales d’un écoulement dans le cadre de l’alimentation en eau des agglomérations. Si l’on doit s’écarter de ces considérations, on pourra trouver dans les manuels classiques d’hydraulique des formules plus générales ou encore les abaques de Prandtl-Colebrook (repris en annexes) ou de Moody.

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8.3.2


2009

Les pertes de charge locales.

Contrairement aux pertes de charge réparties, les pertes de charge locales se produisent à des endroits précis de la canalisation. Elles sont dues à des accidents locaux tels que courbes, branchements, changements de section, vannes non complètement ouvertes... Ces pertes de charge se calculent par une relation de la forme

Pch = α •

V² 2g

α = fonction du type d’accident (coude, raccordement, élargissement...). Les manuels

d’hydraulique donnent les valeurs à adopter pour ce coefficient. Cependant, dans la pratique, il apparaît que ces pertes de charge singulières représentent peu de chose vis-à-vis des pertes réparties. La détermination de ces pertes singulières, toujours fastidieuse, est souvent inutile. Il suffira, pour tenir compte des accidents locaux, de majorer forfaitairement les pertes de charge réparties d’un certain pourcentage (2 à 5 % suivant les discontinuités).

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9. Chapitre VIV : les réseaux de distribution 9.1 Le calcul des conduites simples. Un réseau de distribution, aussi complexe soit-il, peut toujours être décomposé en un certain nombre de conduites simples. Ces conduites élémentaires seront toujours étudiées à partir de l’équation de Bernouilli. Par ailleurs, nous avons vu que les pertes de charge réparties étaient de la forme

Pch = K •

L

φ

•V ²

Dans cette dernière expression, on remplacera avantageusement la vitesse y par le débit Q. Souvent, en effet, le débit est une donnée du problème contrairement à la vitesse. On a ainsi

L  4•Q   Pch = K • •  φ  π • φ ²  K  4•Q   J = •  φ  π • φ ² 

2

2

Cette dernière relation (J,Qø) peut être représentée avantageusement sur abaque pour un matériau donné. On trouvera en annexes les abaques de Darcy et Lévy. C’est dans ce contexte que l’on abordera les problèmes qui se posent dans la pratique. Ils sont de deux ordres

• •

évaluer les possibilités d’une situation existante. dimensionner une conduite future.

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Problème N° 1 Soit la canalisation en fonte en service ci-jointe. Elle doit évacuer un débit Q =90 l/s d’eau de distribution (température ordinaire). La pression au point 1 est de6 bars. Les singularités représentent 2% des pertes de charge Calculez les pertes de charge Calculez la pression régnant aux points 2, 3 et 4 Tracez le diagramme de Bernoulli.

Problème N°2 : capacité maximale d’une conduite existante Soit la canalisation en fonte usagée suivante. On désire garder partout la pression de 3 bars que l’on a à l’origine 1. On demande de trouver le débit maximum que accepter ainsi que la vitesse de l’eau aux points 2, 3 et 4.

cette

Il s’agit d’eau à température ordinaire. Les singularités sont négligées.

conduite

peut

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Problème N°3

Soit la canalisation de distribution d’eau en acier bitumé neuf suivante. Elle doit assurer un débit de 300 l(s. La pression à son origine (1) est de 5 bars. La pression minimum en tout point doit être de 2 bars. Les singularités sont estimées à 2% des pertes de charge réparties.. Déterminez le diamètre minimum à adopter pour la conduite.

Problème N°4. : calcul d’une conduite maîtresse. Les conditions topographiques d’une conduite maîtresse sont renseignées ci-dessous. Le débit à assurer est de 1,4 m3(s. La pression à assurer à la fin de la conduite (c-à-d au début du réseau de distribution) est de 5 bars au moins. Calculez le diamètre minimum à donner à la conduite. Tracez le diagramme de Bernouilli. -

-

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9.2 Les réseaux de distribution 9.2.1

Les différentes conceptions de réseau.

9.2.1.1 Le réseau ramifié ou palmé. Les conduites se ramifient en diminuant de diamètre. La conduite principale, dite primaire, traverse la rue principale de l’agglomération. Ce système n’est d’ailleurs utilisé que pour les petites agglomérations. Avantages : conception simple calcul facile et précis

Inconvénients : l’eau circule toujours dans le même sens et présence de culs-de-sacs. Des dépôts sont à craindre. En cas de fuite, arrêt de toute la partie en aval de l’accident.

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9.2.1.2 Le réseau maillé. Les conduites sont placées de manière telle que des mailles soient formées. Ce système qui présente de nombreux avantages par rapport au précédent s’adapte très bien au plan des agglomérations quelques peu importantes. Il reste cependant très souvent quelques conduites d’extrémités qui ne font pas partie des mailles. Avantages : • L’eau circule dans les deux sens et il n’y a pas de culs-de-sacs : pas de danger de dépôts. • En cas de problème en un point, un dispositif judicieux de vannes permet de ne mettre hors service que la partie du réseau concernée. Inconvénients - conception moins aisée que pour le réseau palmé. - calcul assez ardu.

Rappelons que le réseau est alimenté, quelque soit son type, par un ou deux (cas d’agglomérations allongées et relativement plates) réservoirs par simple gravité.

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9.2.2


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Le tracé des conduites.

Il faut au départ disposer d’un plan au 1(1000 ème ou au 1/1250 ème de la localité à alimenter en eau 9.2.2.1 Tracé en plan Il suit nécessairement celui des rues. Les canalisations étant en principe placées sous les trottoirs seront à dédoubler dans une même rue. 9.2.2.2 Tracé en profil en long Les conduites sont enterrées à une profondeur de 0,8 à 1,2 m suivant les régions pour éviter le gel. On suivra donc avec un décalage constant le profil du terrain naturel. Pour déterminer la ligne altimétrique des conduites, on se devra de faire un nivellement des croisements de rue et des changements de pente importants dans une même rue. La précision requise est de l’ordre du décimètre. Pour faciliter les opérations de vidange et de purge d’air, il est nécessaire de donner une certaine pente aux différents tronçons. On adopte comme pente minimum 2 mm/m dans le sens du courant 5 mm(m à contre-courant. -

-

9.2.3

Les conditions de fonctionnement du réseau.

9.2.3.1 Les pressions de service. a) La pression minimum absolue au sol : 2,5 bars. Si, comme vu précédemment, on admet que les bâtiments normaux ont un maximum de 20 m de haut (6 à 7 étages), la pression minimum au sol doit fournir une charge de 25 m. Ce chiffre est vraiment un minimum. La valeur souvent admise est d’environ 30 mètres. La pression minimum s’entend alors que le niveau de l’eau est au plus bas dans le réservoir et que le réseau fonctionne à plein régime. C’est la situation aux heures de pointe. Cette pression minimum ne se manifeste qu’en certains points spécialement défavorisés du réseau.

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b)


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La pression maximum absolue : 6 bars.

Au-delà d’une valeur de 6 bars, surtout aux étages inférieurs, la pression devient trop forte : il en résulte des désagréments dans l’utilisation et des sollicitations trop importantes pour les joints et les appareils. Cette pression maximum s’entend lorsque le niveau de l’eau est à son maximum dans le réservoir et que la demande est faible, voire nulle (fin de la nuit en principe). Elle est ressentie aux points les plus bas du réseau.

9.2.3.2 La vitesse de l’eau dans les conduites. Les valeurs limites données ci-dessous s’entendent pour le réseau en plein régime. Il est évident que la nuit, la demande étant quasi nulle, la vitesse de l’eau le sera également. On notera aussi que les valeurs maxima et minima données ici sont reprises sur les abaques (J,Qø) afin d’aider le calculateur dans son travail de dimensionnement. a) Vitesse minimum. La vitesse de l’eau dans un tronçon ne peut être trop faible. Les faibles vitesses favorisent en effet le dépôt des matières en suspension (rare) et de la dureté (fréquent). On estime généralement que la vitesse ne peut être inférieure à0,25 m/s. b) Vitesse maximum. Un faible diamètre génère des vitesses élevées. Les pertes de charge étant proportionnelles au carré de la vitesse, les petits diamètres donneront lieu à des pertes de charge exagérées. En général, on essaie de limiter les pertes de charge réparties à 5 mm/m. -

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9.2.4


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Les éléments nécessaires au calcul du réseau.

9.2.4.1 Les éléments topographiques

• • •

Arrêter un tracé en plan de conception ramifiée ou maillée. Déterminer la longueur de chaque tronçon. Tracer la ligne altimétrique de ces tronçons. Indiquer les cotes en fixant l’altimétrie des carrefours et autres extrémités de tronçon.

9.2.4.2 Le calcul des débits.

•

Le débit de service en route QsR Pour un tronçon déterminé (une rue ou un côté de rue, par exemple), on dénombre les utilisateurs de chaque espèce. Le tronçon devra assurer un débit de service en route exprimé en l/s:

Dans la formule ci-dessus, 86400 représente le nombre de secondes contenues dans une journée. Le coefficient du numérateur (variant de 1,1 à 1,3) est un coefficient de sécurité qui prémunit contre les effets de fuites éventuelles dans le réseau.

•

Le débit de transit QTR

Dans un réseau, certains tronçons sont traversés par des débits destinés à d’autres tronçons situés au-delà par rapport au réservoir. Ces débits sont dits “de transit”

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•


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Le débit total QT0T Un tronçon déterminé du réseau est donc traversé par un débit de transit et un débit de service en route QSR Qtot = Q SR + Q TR

QTOT est

•

le débit maximum intéressant le tronçon.

Le débit de calcul. Qc = Q TR + 0,55 * Q SR

9.2.4.3 La détermination des pressions extrêmes. La pression minimum dépend de la hauteur moyenne des immeubles. On peut décider de prendre ainsi en considération des minima plus élevés que le minimum absolu de 25 mètres. La pression maximale sera déterminée par le minimum choisi et la différence relevée entre les cotes altimétriques extrêmes.

9.2.4.4 La nature des tuyaux. Pratiquement pour le réseau de distribution, on a le choix entre la fonte, l’acier, le PVC, le polythène et l’asbeste-ciment. L option, fonction essentiellement de facteurs économiques, doit être faite avant d’entamer les calculs concernant les diamètres à prévoir. A ce propos, on retiendra qu’il n’est pas intéressant d’utiliser un trop grand nombre de diamètres différents : une uniformisation s’impose afin d’éviter trop de pièces spéciales différentes ainsi que les confusions possibles.

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BIBLIOGRAPHIE

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L’eau en Région Wallonne (Ministère de la Région Wallonne) Hydraulique urbaine (j. Bonnin Eyrolles) -

Hydraulique urbaine (A. Dupont Tome 1 Eyrolles) -

-

Guide de la technique (Tome Lj. Presses polytechniques et universitaires romandes) -

Distribution d’eau (H. Chantry IRAM-Mons) -

Mécanique des liquides (H. Chantry IRAM-Mons) -

Alimentation en eau (V. Pestieau ISICh-Mons) -

Documentation CIBE.

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10. Chapitre VIV : Législation et normes en Région Wallonne 10.1 Introduction

Nous présentons ci-dessous un bref historique de la législation en matière de production et de distribution d'eau ainsi qu'en matière de protection dei eaux de surface et souterraine en Région wallonne. 1968 Loi nationale relative aux cours d'eau navigables. 1971 Loi nationale fixant des normes générales et sectorielles relatives au déversement des eaux usées. 1980 Réforme institutionnelle. La Belgique devient un état fedéral. La protection des eaux contre la pollution devient une compétence Régionale. I 985 Décret wallon sur la protection des eaux de surface. 1986 Décret portant constitution d'une société Wallonne des Distributions d'Eau (SWDE) 1988 Décret relatif aux subventions octroyées à certains investissements en matière de production et de distribution d'eau dans les travaux des communes et des intercommunales autres que la SWDE. 1990 Décret Wallon instituant une taxe sur le déversement des eaux usées industrielles et domestiques et relatif à la protection et L’exploitation des eaux potabilisables. Ce décret a été modifie en 1993 et 1996. 1991 Directive Européenne relative au traitement des eaux urbaines résiduaires. 1999 Décret sur la création de la SPGE

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10.2 Protection des eaux de souterraines. L'eau est un solvant universel. Ce pouvoir solvant peut avoir des effets benéfiques. Mais ce même pouvoir solvant lui permet aussi de se charger d'éléments indésirables, nuisibles à sa qualité et même à la santé. Les activités humaines, en polluant le filtre naturel que constitue le sol, peuvent entraîner des conséquences d'autant plus néfastes qu'un sous-sol n'a que peu de pouvoir filtrant. C'est donc la couche supérieure du sol qui joue ce rôle. C'est elle qui est, précisément, la plus exposées aux pollutions diverses Peu à peu, une législation se met en place pour contrôler et réduire ces nuisances :

• • • • •

protection des zones de captage plan wallon des déchets contrôle des rejets industriels taxe sur L’eau et les déchets réglementation de la conception des décharges, des fosses à purins...

10.2.1 La protection contre les nitrates. Des zones vulnérables ont été définies en Wallonie. Un code de bonnes pratiques agricoles a été élaboré à L’attention des agriculteurs. (Directive CEE 9l/676 du l2/l2l9t et arrêtés du2$l07l94)

10.3 La protection des nappes et des captages. On recense en Région wallonne environ 1700 captages d'eau. Toutes ces prises d'eau (puits, sources, drains, galeries) font L’objet d'une autorisation. Le décret du 30 avril 1990 sur la protection et L’exploitation des eaux potabilisables prévoit la mise en place de zones de prévention et de surveillance autour des puiis de captage. Ce décret a été modifié en 93 et en 96. Un arrêté du 14 novembre 9l fixe les modalités de délimitation des périmètres des diverses zones autour du point d'eau : 10.3.1 Zone I : zone de prise d'eau. La zone de prise d'eau est obligatoire pour toutes les prises d'eau. Cette zone est limitée à 10 mètres autour de la prise d'eau.

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10.3.2 Zone ll : zone de prévention. Les zones de prévention sont obligatoires pour les prises d'eau concernant la distribution publique. On distingue deux zones de prévention : • Zone II a : zone de prévention rapprochée. La délimitation de cette zone est fixée : o par étude hydrogéologique. o à défaut d'études et de manière générale, par une ligne située autour de a prise d’eau 35 m dans le cas d'un puits et à25 m de part et d'autre dans le cas d’un puits.

•

Zone II b : zone de prévention éloignée. La délimitation de cette zone est fixée : o par étude hydrogéologique. o à défaut d'études et de manière générale, par une ligne située à 100 m pour les aquifères sableux 500 m pour les graviers 1000 m pour les roches fissurées.

10.3.3 Zone III : zone de surveillance. Cette zone contient la totalité ou une partie du bassin versant de la prise d’eau. Un arrêté du 9 mars 1995 réglemente les activités polluantes dans ces diverses zones. 1. Zone l Toutes les activités y sont interdites sauf celles en rapport direct avec la production d’eau. 2. Zone II a Dans cette zone de prévention rapprochée, sont interdits : o o o o o o o o o o o o

les puits perdus. l'épandage souterrains des effluents domestiques les nouveaux cimetières les nouveaux enclos couverts pour animaux les circuits ou terrains pour véhicules automoteurs les dépôts d'engrais et pesticides L’entreposage de produits dont la dégradation peut présenter un risque de pollution pour les eaux souterraines les terrains de camping, de sports et de loisirs les abreuvoirs les surfaces pour le parcage de plus de 5 véhicules automoteurs les décharges contrôlées les bassins d'orage non étanches.

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Par ailleurs, dans cette zone, sont réglementés : o les enclos couverts existants pour animaux. o l'épandage de pesticide. o l'épandage de produits d'effluents d'élevage et de produits autorisés à être épandus à des fins agricoles et d'engrais azotés. o les dépôts d'effluents d'élevage o les dépôts de produits d'ensilage susceptibles de libérer des rejets liquides o les dépôts et installations pour l'élimination ou la valorisation des déchets o les conduites de transport de produits des listes I et II o les récipients à hydrocarbures enterrés o les récipients à hydrocarbures (>500 l) aériens ou en cave. o L’utilisation et le stockage de certains produits (listes I et II) o les forages et excavations o les déversements et transferts d'eau usée ou épurée. o les voiries à caniveaux étanches 3. Zone II b Dans cette zone de prévention éloignée, sont interdits : o o o o o

les puits perdus les nouveaux terrains de camping les nouveaux circuits et terrains pour véhicules automobiles les nouveaux terrains pour parcage de plus de 20 véhicules automoteurs les décharges contrôlées

Par ailleurs, dans ces zones, sont réglementés : o les enclos couverts pour animaux. o l'épandage d'effluents d'élevage et de produits autorisés à être épandus à des fins agricoles. o les récipients à hydrocarbure (>500 l) aériens ou en cave. o les récipients à hydrocarbure enterrés o les dépôts d'effluents d'élevage, d'engrais et de pesticide ainsi que les dépôts de produits d'ensilage susceptibles de libérer des rejets liquides. o les forages et excavations o le stockage de liquide contenant des produits des listes I et II o les dépôts et les installations pour l'élimination ou la valorisation des déchets. 4.Zone lll Les restrictions dans cette zone de surveillance concernent l'épandage des effluents d'élevage, de produits autorisés à être épandus à des fins agricoles et des engrais azotés. Elles sont identiques à celles de la zone II a.

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10.4 La production et la distribution d'eau potable. 10.4.1 La production d'eau Produire de L’eau, c'est la capter et la traiter afin de la rendre potable. La production en eau potable de la Belgique est de L’ordre de 730 millions de m3 par an. La Wallonie, avec une production annuelle de 410 millions de m3 d'eau alimentaire, assure plus de 50 % de la consommation d'eau en Belgique. Chaque année, près de 180 millions de m3 sont transférés vers Bruxelles et la Flandre, le solde est fourni aux réseaux de distribution en Région Wallonne. La production est très souvent assurée par les distributeurs eux-mêmes ou par la société régionale de production d'eau. Il existait en 1996, 87 producteurs d'eau de distribution en Région Wallonne dont 6 exploitent plus des 3Â des volumes captés. Il s'agit de : 3 sociétés wallonnes : • la SWDE Société Wallonne des distributions d'Eau • la CILE Compagnie Intercommunale Liégoise des Eaux • L’ERBE Entreprise Régionale de Production d'Eau qui produit de L’eau potable au départ de 4 lacs-barrages : Gileppe, Vesdre, Ourthe et Ry de Rome. 1 société bruxelloise : • la CIBE Compagnie Intercommunale Bruxelloise des Eaux 2 sociétés flamandes : • la TMVW Tussengemeentelijke Maatschappij Vlaanderen voor watervoorziening • la VMW Vlaamse Maatschappij voor Watervoorziening Remarquons que la CIBE et L’ERPE concentrent plus de 95Yo de la production d'eau potable à partir des eaux de surface soit environ 80 millions de ml d'eau par an. 10.4.2 La distribution d'eau La distribution d'eau est un monopole public exercé par la commune. Elle assume cette mission, • soit directement grâce à un service comrnunal ou à une régie communale • soit indirectement en la confiant à une intercommunale ou à la SWDE. La population wallonne (3,2 millions d'habitants) est raccordée aux réseaux de distribution d'eau via 1,25 millions de raccordements particuliers. Au 1er novembre 95, le réseau était géré par 91 distributeurs Malgré le grand nombre de distributeurs, L’essentiel de la distribution en Wallonie est assuré par quelques sociétés dont les 5 plus importantes sont : • la SWDE • la CILE • la Régie des Eaux de Charleroi

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• •


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L’Intercommunale de Distribution d'Eau de Mons-La Louvière L’Association Intercommunale des Eaux du Bassin de Charleroi

Par rapport à la quantité d'eau envoyée dans les réseaux de distribution, seuls environ 70 % font l’objet d'une facturation aux abonnés. Outre les prélèvements non facturés, la différence s'explique essentiellement par les fuites dues à la vétusté des réseaux. 10.4.3 Le contrôle de la qualité de L’eau de distribution. La Région Wallonne a réglementé le contrôle de la qualité de L’eau de distribution par L’arrêté du 20 juillet 1989, modifié par L’arrêté du 2l février l99l. Cet arrêté fixe : • les concentrations maximum admissibles pour une série de paramètres • la fréquence des analyses qui doivent être réalisées par les producteursdistributeurs d'eau. l. Les concentrations maximum admissibles

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11.


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LES CAPTAGES (complément d’informations)

11.1 Le captage des eaux de précipitation L'idée d'utiliser l'eau de pluie plutôt que celle du robinet séduit plus d'un ménage à l'heure où le prix de l’or bleu explose. La manière d'utiliser cette eau de pluie divise les uns et les autres. D'un côté, on trouve les sociétés de distribution très réticentes à L’idée de voir leurs clients se tourner vers L’utilisation de L’eau de pluie. Pourtant, cette utilisation de l'eau de pluie pour des besoins particuliers présente de gros avantages :

• • •

L'eau de pluie est naturellement douce puisqu'elle ne s'est pas chargée en sels en s'infiltrant dans les roches. La lessive exige moins de produits phosphatés Une économie évidente sur la facture d'cau de distribution est réalisée.

En face des sociétés de distribution, on trouve des écologistes regroupés en associations et certains particuliers qui prônent L’utilisation complète de L’eau de pluie. Outre les avantages précités, cette utilisation de L’eau de pluie pour tous les besoins quotidiens apportent selon eux les avantages suivants (nous citons) :

• • • •

Une économie importante sur la facture d'eau de distribution. Les eaux de pluie possèdent des qualités exceptionnelles. Une réduction de la pollution par les vidanges de bouteilles d'eau minérale. Une utilisation de L’eau plus judicieuse.

A cela, les sociétés de distribution répliquent avec leurs propres arguments :

•

• • • •

Pour financer les stations d'épuration et les réseaux d'égouttage, la Région a décidé une contribution des citoyens via une taxe sur leur consommation. Utiliser L’eau de pluie de manière intégrale équivaudrait à diminuer le rendement de cette taxe. Vouloir faire chez soi ce que les sociétés de distribution ont du mal à réaliser à grande échelle revient inévitablement plus cher à la collectivité. L'installation complète de potabilisation est coûteuse. Potabiliser L’eau de pluie peut être dangereux. Les systèmes d'eau de pluie individuels nécessitent des contrôles rigoureux et permanents.

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11.2 Le captage en eaux de mer. Le dessalement de l'eau de mer constitue depuis plusieurs décennies la solution à Ia pénurie d'eau dans de nombreuses parties du monde. Il existe 7500 unités de dessalement de l'eau de mer de par le monde traitant l3 millions de m3 d'eau par jour. Environ les deux tiers fonctionnent à l’eau de mer, un quart utilise l'eau riche en minéraux, le reste traite les autres types d'eau, comme l'eau des rivières ou les eaux usées des tours de refroidissement. Environ la moitié de la capacité de production est située dans les pays du golfe persique, 12 %o aux EtatsUnis et le reste ailleurs. La plus importante usine de dessalement des USA se trouve à Santa Barbara en Californie. Elle fonctionne sur Ie principe de l'osmose inversée. Elle fournit de l'eau potable à 190.000 personnes. L'eau est captée dans l'océan à 800 mètres de la plage à une profondeur de 10 mètres. Elle est pompée au travers d'une conduite en polyéthylène de 90 cm de diamètre qui fut foncée dans un ancien oléoduc de 120 cm de diamètre. L'eau passe à travers des litres à sable, est aseptisée puis déchlorée pour protéger les membranes synthétiques. Elle est ensuite dessalée par le processus d'osmose inversée : l'eau à une pression comprise entre 150 et 200 bars traverse une membrane synthétique de filtration. Cette membrane retient 99oÂ des sels et des minéraux dissous dans l'eau. 45"% de cette eau traitée est envoyée au réseau après avoir été chlorée et traitée à la chaux pour réduire son agressivité sur les conduites. Les autres 55% saturés en sels et qui constituent une saumure font tourner une turbine et sont ensuite mélangés avec les eaux résiduaires épurée de la ville. Cc mélange est ensuite rejeté dans l'océan à 2500 mètres de la plage et à une profondeur de 25 mètres. Le prix maximum au m' produit est d'environ 0,75 euros.

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12.


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Les canalisations (complément)

12.1 Les joints : Les tuyaux étant toujours de longueur limitée, les joints en constituent le complément indispensable. Il existe de nombreux types de joints adaptés à chaque matériau (cfr VI.2). Cependant, ces joints peuvent être classés en 4 catégories :

• • • •

le joint bout-à-bout le joint à emboîtement le joint à manchon le joint à brides

12.1.1 Le joint bout-à-bout (acier et PE) Ce type de joint n'est envisageable que pour les matériaux soudables. De plus, le matériau doit présenter une bonne résistance à la flexion longitudinale car ce joint ne tolère aucun déplacement (translation ou rotation) des extrémités des tu)'aux assemblés.

12.1.2 Le joint à emboîtement (tous matériaux). Ce joint nécessite un bout femelle (ou emboîtement) et un bout mâle. L'étanchéité est assurée par une bague de matériau souple.

12.1.3 Le joint à manchon (tous matériaux mais surtout asbeste-ciment) Il s'agit, en fait, d'un double emboîtement.

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12.1.4 Le joint à brides. L'extrémité de chacun des tuyaux à assembler est munie d'un collier perpendiculaire à l’axe de la conduite et percé de trous. Ces colliers (ou brides) sont assemblés par boulonnage après interposition d'une bague d'étanchéité.

En fonte ductile.

• • • •

le joint triflet. Il s'agit d'un joint à emboîtement. C'est le joint le plus courant et le meilleur marché. le joint Union foint à vis) Il s'agit également d'un joint à emboîtement. Il est plus coûteux que le joint Triflet mais supporte des pressions plus élevées. le joint Gibault Il s'agit d'un joint à manchon. Il est surtout employé pour les réparations en pleine conduite. le joint à brides. Ce type de joint n'est jamais utilisé comme joint courant de canalisation. Il est employé pour la liaison des conduites avec les articles de robinetterie.

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En acier.

• •

• •

Le joint bout-à-bout soudé. C'est le plus utilisé avec l'acier. Il exige une préparation avec chanfrein en V. Le slip-joint (emboîtement soudé) Ce joint à emboîtement ne jouit pas de la souplesse habituelle des joints de ce type. En fait, il est même plus rigide que le joint bout-à-bout soudé. Son seul avantage réside dans un positionnement naturel des bords à souder.

le joint H (emboîtement) Ce joint est une variante du joint triflet utilisé pour la fonte. Il tire son nom de la forme de la section de la bague d'étanchéité en caoutchouc. le joint à brides Les brides sont toujours rapportées. Les systèmes les plus employés sont la (bride folle) et la bride soudée.

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En fibres-ciment. Le seul joint utilisé est le joint à manchon Comète. Le manchon comporte à ses extrémités deux rainures intérieures qui reçoivent les deux bagues d'étanchéité en caoutchouc. Au centre du manchon, il y a une troisième rainure qui reçoit une butée en caoutchouc. Cette butée facilite le centrage du manchon par rapport au tuyau et maintient un léger écartement entre ceux-ci, ce qui rend possible les petits déplacements angulaires.

En béton armé ou précontraint 1) le joint à emboîtement avec bague en élastomère.

2) le joint Sentab

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En matériaux plastiques (PE et PVC) Les PE et PVC sont soudables. Le PVC peut être collé, pas le pE. Le soudage implique un échauffement. Le collage se fait à froid. Aussi utilise-t-on beaucoup plus le collage pour le PVC que le soudage. l) Le joint bout-à-bout soudé. L'élément chauffant est une plaque plane, très polie, appelée < miroir > qui doit également être très propre. Quand le chauffage est suffisant, le miroir est retiré rapidement et les deux pièces sont immédiatement rapprochées et appuyées l'une contre l'autre avec une pression nettement plus forte.

2) Le joint à emboîtement avec bague d'étanchéité. Ce joint est employé avec le PVC. C'est une variante du joint Triflet.

3) le joint à manchon avec bagues d'étanchéité. Ce joint est employé avec le PVC. Les extrémités des tuyaux sont chanfreinées. Le manchon est une pièce spéciale en PVC fabriquée en moule à partir d'un tronçon de type courant. Il existe de nombreux type de manchons. En voici un exemple :

4) Le joint à manchon assemblé Ce type de joint est employé avec le PE.

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5) Le joint à manchon soudé à résistance incorporée. Ce type de joint est surtout employé avec le PE.

6) Le joint à brides Comme toujours, ce type de joint est essentiellement utilisé pour le raccordement des pièces de robinetterie.

12.2 Opérations préalables à la pose des conduites • • •

Le transport et la manutention des tuyaux doivent respecter certaines règles établies par le fabricant et le cahier des charges. Tout doit être fait pour respecter les caractéristiques des tuyaux. Les tuyaux sont disposés le long de Ia tranchée de manière à minimiser les opérations de manutention. Les tuyaux et les pièces annexes font L’objet d'un rapide contrôle concernant leurs dimensions et leur compatibilité.

12.3 Pose des conduites • Les tuyaux en acier de faible diamètre assemblés par soudage. Assemblés hors fouille et posés par tronçons d'assez grande longueur. • Les tuyaux en polyéthène PE o Les tuyaux de diamètre inferieur à 160 mm sont directement déroulés en tranchée. o Les tuyaux en polyéthène de diamètre supérieur à 160 mm sont fournis en tronçons de longueur limitée. o Les tuyaux d'un diamètre moyen (diam <= 600 mm) sont assemblés hors tranchée et glissés progressivement dans la fouille. o Les tuyaux de plus grand diamètre, quant à eux, sont assemblés en tranchée. 89

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• Les autres types de tuyaux A l'exception des tuyaux en acier et en PE dont il vient d'être question, tous les tuyaux sont assemblés dans la tranchée elle-même. • Le placement des courbes, branchements et réductions s'entend comme pour les tuyaux rectilignes courants. • Lors du placement d'un tuyau, il faut bien s'assurer qu'il se trouve parfaitement dans l'alignement général. • Si la tranchée a dû être étançonnée, une procédure spéciale doit être suivie. • Les tuyaux et les pièces spéciales sont ainsi mis en place sur une longueur de quelques centaines de mètres. • A ce stade, les chambres devant contenir les articles de robinetterie peuvent être construites. Ceci fait, les articles sont installés à leur tour. Les extrémités d'une section d'essai coïncident toujours avec des articles de robinetterie. A ces endroits, il faut, à ce stade postposer leur installation. • Aux endroits où les raccordements particuliers doivent être établis, on installe les colliers de prise. • Notons, qu'à ce stade, seule la pièce de prise est installée. Son raccordement à l'immeuble correspondant sera réalisé après le remblayage général de la conduite. • Dans le cas de tuyaux en acier, il y a lieu de réaliser maintenant la protection cathodique. • A divers endroits le long du parcours de la conduite doivent être établies des butées en béton. On procède maintenant à leur confection.

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13.


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Les appareils et accessoires (complément)

La pose des canalisations nécessite L’emploi de pièces spéciales assez nombreuses Par ailleurs, L’exploitation d'un réseau implique des articles de robinetterie et les raccordements particuliers qui sont la raison d'être du réseau.

13.1 Les pièces spéciales 13.1.1 Les différentes sortes d'extrémités Les différents types de joints nécessitent des extrémités de tuyaux que L’on peut classer en 4 groupes.

• le bout uni (U) Il peur être parfaitement lisse (a), présenter une gorge pour le logement d’une bague d'étanchéité (b) ou un léger amincissement dû à un tournage de rectification (C);. Enfin, il peur être chanfreiné (D).

• le bout cordon (C) Le cordon est rapporté (a) ou est réalisé dans la masse (b)

• le bout à emboîtement (E) Les emboîtements diffèrent selon le type de joint. Ce type d'extrémité est associé au bout uni ou, éventuellement, au bout cordon.

• le bout à bride (B) Les brides sont généralement fixes, Ia fixation pouvant se faire de diverses certains matériaux, cependant, elles peuvent être folles (acier, pVC). Elles font alors appel au bout cordon.

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Les pièces spéciales sont munies des mêmes extrémités, le cas Ie plus fréquent étant la combinaison bout uni-emboîtement (U-E). Les articles de robinetterie sont presque toujours munis de brides pour faciliter le montage et le démontage. 13.1.2 Raccord des tuyaux en alignement

• Les courbes Elles sont désignées par leur angle au centre a rapporté au tour complet. Pour la courbe au 1/4 α= 90° 1/8 α = 45o 1/16 α = 22°30' 1/32 α = 11°45' La figure ci-dessous montre une courbe au l/8 (E-tt) et une courbe au l/4 (B-B) avec assise pour passer d'une canalisation horizontale à une verticale, par exemple, dans l'équipement d'un réservoir.

• Les chandeliers et manchettes. Il s'agit de tuyaux semblables aux tuyaux ordinaires mais plus courts. Ils servent de complément dans une canalisation courante. • Les réductions Il s'agit de pièces courtes qui servent au passage d'un diamètre à un autre.

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• Les dérivations La figure présente un manchon avec une tubulure et un chandelier avec deux tubulures. Il existe aussi des tubulures inclinées à 45°

• Les pièces de compensation et de démontage Les pièces de compensation sont réalisées en acier ou en fonte. Elles sont composées des éléments suivants : o un corps à brides dont un côté est évasé afin de permettre l’introduction du tuyau auquel la pièce doit être raccordée. o une contre-bride o un carcan en acier o un joint torique en caoutchouc o une contre-bride et les boulons d'assemblage Le schéma de principe d'un joint de compensation est donné à la figure cidessous.

Les pièces de démontage sont réalisées en fonte et sont composées des éléments suivants : o un corps bride-tout uni, le diamètre intérieur de celui-ci devant permettre o L’introduction du plongeur. o un plongeur à brides o une contre-bride o un joint profilé en caoutchouc o les tirants d'assemblage de la contre-bride (tirants courts) o les tirants d'assemblage de la pièce (tirants longs) L'emploi de ces deux types de joints facilite énormément le montage et le démontage des articles de robinetterie montés en alignement sur la conduite.

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13.1.3 Les pièces d'obturation permanente

13.2 La robinetterie 13.2.1 Généralités. L'interruption momentanée de l'écoulement dans un tronçon est réalisée au moyen d'une vanne (ou robinet-vanne) placée sur la conduite elle-même. Le remplissage d'un tronçon implique l'élimination concomitante de L’air. Au(x) point(s) haut(s) du tronçon, il faut prévoir une purge qui peut être :

• une vanne de petit calibre placée en dérivation sur la conduite • une ventouse qui assure une purge automatique La vidange du tronçon, quant à elle, nécessite une vanne placée au(x) point(s) bas en dérivation sur la conduite. 13.2.2 Les robinets-vannes En distribution d'eau, on n'emploie pratiquement que la vanne à plateau encore appelée vanne à coin. Toutes les pièces qui la constituent sont généralement en fonte.

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Pour les vannes de grand diamètre, L’effort appliquant le plateau sur son siège peut être très grand quand la pression n'agit que sur un seul côté. On peut contourner la difficulté par deux méthodes :

• prévoir un by-pass sur le corps de la vanne, reliant L’amont à L’aval. • assurer la manœuvre par un moteur électrique. Notons que les robinets-vannes en réseau sont toujours dépourvus de by-pass. Remarque : Le coup de bélier. La fermeture d'une vanne peut présenter certains risques pour la canalisation. Si, le liquide étant en mouvement, la fermeture de la vanne est très rapide, l'éncrgie cinétique de la masse liquide arrêtée se transforme :

• en énergie potentielle de déformation du tuyau qui se dilate • en énergie potentielle de déformation du liquide qui subit un accroissement de pression et se contracte. Cet accroissement de pression s'appelle le « coup de bélier » Ce phénomène se produit d'abord contre la plateau de la vanne mais se propage rapidement vers L’amont jusqu'au réservoir : on parle d'onde de choc. En pratique, le cycle peut se manifester plusieurs fois mais ses effets sont de moins en moins marqués car les pertes de charge (surtout) dissipent les énergies mises en jeu. L'importance du coup de bélier est fonction :

• • • •

de la nature du liquide de la vitesse du liquide de la nature du tuyau de la section du tuyau

Par contre, elle ne dépend aucunement de la pression régnant dans le liquide au moment de la fermeture de la vanne. On peut, par ailleurs démontrer qu'il y a intérêt à fermer la vanne assez lentement pour que le temps de fermeture soit largement supérieur à un temps critique calculé. Comme la vanne n'est vraiment efficace qu'en fin de course, le début de la manœuvre peut être rapide mais la fin doit être fort lente. Cette précaution est généralement considérée comme suffisante pour se prémunir contre le coup de bélier.

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13.2.3 La vanne de vidange. Il s'agit d'un robinet-vanne classique placé en dérivation sur la conduite au point bas du tronçon. La figure ci-contre montre une chambre de vannes équipée d'un robinet-vanne de sectionnement et d'une vanne de vidange. On remarque le joint de compensation et la grille d'évacuation vers une décharge.

13.3 La purge d'air et la ventouse Lors du remplissage d'un tronçon, L’eau chasse progressivement L’air vers le(s) point(s) haut(s). Lors de la vidange, au contraire, de L’air doit pouvoir remplacer progressivement L’eau En cours d'exploitation du réseau, de faibles quantités de gaz (O:, CO:, etc...) peuvent se dégager de L’eau. De même, L’air peut s'introduire fortuitement dans Ia canalisation pour diverses raisons. Ces gaz s'accumulent aux points hauts. Au lieu de placer des robinets de purge, on peut prévoir des dispositifs de purge automatique: les ventouses. Ces ventouses sont toujours en fonte. Les ventouses utilisées peuvent être de trois types :

• à deux sphères • à deux flotteurs • à une sphère et un flotteur Parfois, cependant, le cahier spécial des charges autorise L’utilisation de ventouses à une sphère dans le cas où leur diamètre nominal ne dépasse pas DN60. Les soupapes des ventouses consistent en des sphères revêtues d'élastomère ou en flotteurs en matière synthétique.

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Les figures ci-dessous donnent les schémas de principe : • d'une ventouse à deux sphères • d'une ventouse à une sphère et un flotteur On y remarque deux orifices de grandeurs très différentes. Le grand est destiné aux importants mouvements d'air lors des vidanges et remplissages, le petit est destiné à la purge continue

13.4 Les réducteurs de pression Une des conditions de fonctionnement du réseau est de conserver une pression de service en tous points comprise entre des valeurs extrêmes fixées. La pression ne peut en aucun cas, et ce en tout moment de la journée, descendre sous une valeur ou dépasser une valeur maximale. Les tronçons de conduites concernés par des pressions trop élevées doivent être protégées à L’aide de réducteur de pression qui sont des dispositifs maintenant une pression aval constante quelque soit la charge (et le débit) à L’amont. Nous donnons à la figure ci-dessous, L’exemple d'un réducteur de pression à clapet.

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BIBLIOGRAPHIE

• • • • • • • •

L'eau en Région Wallonne (Ministère de la Région Wallonne) Hydraulique urbaine (J. Bonnin - Eyrolles) Hydraulique urbaine (A. Dupont - Tome I - Eyrolles) Guide: de la technique (Tome 4 - Presses polytechniques et universitaires romandes) Distribution d'eau (H. Chantry - IRAM-Mons) Mécanique des liquides (H. Chantry - IRAM-Mons) Alimentation en eau (V. Pestieau - ISICh-Mons) Documentation CIBE.

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14. L’assainissement : Les effluents en provenance des agglomérations. Un ouvrage d'évacuation d'eaux est destin é à évacuer des effluents de trois sortes différentes :

• Les eaux industrielles • Les eaux usées domestiques • Les eaux de précipitation.

14.1 Les eaux industrielles. • Ces eaux peuvent contenir des matières de natures fort diverses : Les eaux utilisées par le personnel ont pratiquement la même composition que les eaux usées domestiques. • Les eaux de refroidissement n'ont, en principe, pas d'autre pollution que leur température qui ne devrait pas dépasser 3o°c au rejet à l'égout. • Les eaux de fabrication sont évidemment fort variables. On peut les classer en 3 catégories : o Les eaux à pollution minérale. o Les eaux à pollution organique. o Les eaux à pollution chimique dangereuse pour l'épuration biologique. Il est à noter, par ailleurs, qu'outre les eaux usées, industrielles ou de précipitations, les réseaux contiennent toujours des eaux parasites. Ce terme s'applique à des effluents qui ont été introduits, volontairement ou non, dans un réseau et qui gênent l'écoulement ou l'épuration. Du point de vue de la quantité, les débits rejetés par les usines sont généralement bien connus. Ces quantités sont normalement égales à celles prélevées à la distribution et leur coefficient de pointe reste 3. Une enquête se doit de les établir. Toutefois, lorsqu'aucune indication n'est connue sur les établissements susceptibles de s'installer, on peut prendre les valeurs suivantes :

• eaux à caractère domestique (WC, douches...) 5 m³/ha/j • eaux à caractère industriel 40 à 5O m³/ha/j

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14.2 Les eaux usées Il s'agit :

• des eaux ménagères (cuisine, lessive, nettoyage) • des eaux vannes : WC et urinoirs. Ces eaux contiennent des matières minérales (lavage des légumes et des sols) , et surtout des matières organiques (déchets végétaux et animaux). Les quantités d'eau à évacuer sont proportionnelles aux quantités fournies par la distribution : 70 à 80 %. En assainissement urbain, on considère généralement que les eaux d'alimentation se retrouvent intégralement dans les collecteurs. Comme pour la distribution, on affectera l'évacuation de ces eaux d'un coefficient de pointe. Il sera cependant inférieur à la valeur 3,5 retenue dans le cadre de la distribution pour tenir compte de L’amortissement propre à L’utilisation. Nous prendrons la valeur 3 pour les tronçons les plus à L’amont pour descendre régulièrement jusqu'à 2 à l'extrémité aval. Au siècle passé, les eaux de la Tamise recevaient une telle quantité de déchets non épurés qu'elles furent à l'origine de diverses épidémies qui frappèrent la population. Déjà du temps de Louis XIV, les Parisiens se plaignaient d'odeurs nauséabondes qui régnaient durant les périodes chaudes. A la fin du siècle dernier, les Bruxellois se réjouissaient du recouvrement de la Senne dans certains quartiers. Enfin, le rouissage de lin avait fait Ia renommée de la région de Courtrai mais on préférait éviter les abords de la Lys à certains moments

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14.3 Les eaux de précipitation. Les eaux de petites pluies, ou mieux, les premières eaux de fortes averses sont beaucoup plus polluées que les eaux pluviales courantes. La qualité, de ces eaux dépend essentiellement du caractère de L’agglomération. Dans L’ensemble, elles seront plus chargées en produits minéraux (sables) et en huiles dans les zones fortement urbanisées et plus chargées en matières organiques dans les agglomérations rurales où l’on pratique l'élevage. 14.3.1 Formulation générale du débit des eaux pluviales. Soit un bassin hydrographique de surface A assaini par un tronçon d'égout. Le débit Q à évacuer par la section X la plus à l’aval se calcule par la relation :

Dans laquelle :

• • • • •

Q = le débit en L/s A = la surface du bassin en Ha. H = L’intensité de la pluie retenue en l/Ha/s. φ = le coefficient de ruissellement φ’ = le coefficient d'inégale répartition de pluie.

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C’est surtout le cycle de la fig. 4 qui se produit sous nos latitudes. Le retour de l’eau à la mer n’est pas nécessairement aussi direct que l’on pourrait croire à l’examen de cette figure ; une partie de l’eau des précipitations s’infiltre en effet dans le sol et cela peut retarder considérablement le retour. Le cycle de la fig.5 ne se produit pas dans notre pays mais peut, dans certains cas, présenter une grande importance ; voir, en particulier, la formation des icebergs dans les régions polaires. 14.3.2 Facteurs influençant les précipitations. La latitude. Les précipitations sont plus fortes dans les régions à faible latitude ; les régions équatoriales et tropicales sont plus humides que les régions tempérées ou polaires. L'altitude. Les précipitations augmentent avec l’altitude. 0n estime que pour une élévation de 1oo m de l’altitude, les précipitations annuelles augmentent de 10 à 12 mm La proximité de la mer. Le voisinage de la mer augmente avec la pluviosité. A cet égard, rappelons que le cycle court est de loin le plus important et, après 1es mers, Il est normal que ce soient 1es régions côtières les mieux servies. La direction des vents dominants Ce sont Les vents qul poussent les nuages. Si, pour une région donnée, les vents dominants proviennent d.es mers, ils amènent avec eux les nuages qui pourront se résoudre en pluie sur Ila région intéressée. Si 1es vents dominants viennent de l’intérieure des terres, ils charrient beaucoup moins de nuages, voire pas du tout, et la pluviosité est très faible.

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14.3.3 L'intensité de pluie h. Notre préoccupation est la traduction mathématique du régime des pluies pour une région donnée. En relevant les maximas des intensités de pluie pour différentes durées de précipitation, on obtient sur un diagramme (h,t) un ensemble de points qui peuvent être enveloppés supérieurement Par une courbe hyperbolique de la forme :

Cette courbe (et donc les paramètres a et b) est encore fonction de la périodicité, envisagée c'est-à-dire de la période, en années, pendant laquelle on a toute la probabilité de ne pas voir une précipitation dépasser la courbe choisie. En effet, plus la période des mesures est importante, plus les points maxima seront élevés et plus la courbe enveloppe correspondante s'élèvera. Pour le calcul des égouts, on admet généralement l’usage de la courbe décennale. Il s'agit là d'un compromis économiquement et techniquement acceptable.

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14.3.4 Le coefficient de ruissellement Le coefficient de ruissellement, toujours inférieur à L’unité, représente la part de la précipitation qui est effectivement recueillie par le collecteur. Une partie des eaux pluviales est en effet perdue par infiltration. On néglige généralement L’influence de l'évaporation. Le coefficient g dépend de la nature de la surface de réception c'est-à-dire de sa plus ou moins grande perméabilité. Il est aussi fonction de la pente transversale p du terrain de réception. Les valeurs de g présentent les variations générales suivantes :

• • • •

Les voiries Les zones bâties Les zones cultivées Les parcs, terrains de sport

φ = 0,7 à 1 φ = 0,8 à 1 φ = 0,01 à 0,09 φ = 0,2 à 0,4

Il s'agit là de valeurs à considérer pour les pluies d'été qui sont généralement déterminantes. Souvent, un bassin comprend plusieurs surfaces de natures différentes. Il y a lieu alors de calculer ruissellement global qui est la moyenne pondérée des coefficients partiels.

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14.3.5 Le coefficient d'inégale répartition des pluies φ’. Pour ce coefficient, Fruhling donne les valeurs suivantes :

Caquot propose une expression monôme dans laquelle n'intervient pas la forme du bassin :

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14.3.6 Calcul du débit maximal par la méthode de Caquot. La recherche du débit maximal dans la section, X du bassin versant, se fait à partir de la formule générale du débit Q = A* h * φ * φ’ où essentiellement on fait intervenir l’intensité de pluie h déterminante. On rappellera que les valeurs déterminantes sont celles qui amènent le débit maximale en X. Etant donné la variation de h avec le temps de pluie t, la question se ramène souvent dans l’approche de la durée de pluie déterminante. De nombreuses méthodes existent à ce jour. Nous envisagerons celle de Caquot. 1) Hypothèse de Caquot a) Variation du débit dans le collecteur pour un temps de pluie quelconque. Soit un tronçon d’égout unique assainissant un bassin déterminé. L’eau tombant en un point du bassin mettra pour arriver au débouché aval X, un certain temps décomposable en :

• t’ : temps nécessaire pour parcourir sont chemin jusqu’à l’égout. • t’’ : temps nécessaire pour son passage dans le collecteur

Il est évident qu’'il existe, pour un bassin donné, un point z qui est "hydrauliquement" le plus éloigné de l’aval. Posons tev et tec les temps t' et t" particuliers à la goutte d'eau tombant en ce point z.

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Lorsque la pluie commence à tomber, le débit dans la section aval x n'atteint pas immédiatement son maximum. Il faut en effet attendre que toute L’eau du bassin ait parcouru son chemin hors et au-dedans de l'égout. ce n'est donc qu'après un temps tev + tec que L’on atteindra le débit maximal Qmax dans la section aval X. Pour simplifier le problème de L’estimation du temps d'écoulement sur le versant tev, Caquot estime que les temps t' mis par les gouttes d'eau pour parcourir le trajet hors de l'égout sont tous égaux. Il attribue alors à tev une valeur fonction de la pente longitudinale moyenne I du collecteur qui assainit le bassin étudié.

Dans cette optique, le point le plus éloigné de l’aval est celui qui devra parcourir l’intégralité du collecteur. Ceci nous permet de déterminer la valeur de tec

On considère généralement que la période d'égouttement est égale à la période d'écoulement totale (tev + tec) sur le bassin.

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b) Equivalence entre le temps déterminant de pluie tp et le temps d’écoulement total du bassin. Le maximum relevé ci-dessus n’a rien d’absolu. Il a en effet été calculé pour un temps de pluie quelconque. Ce débit a été évalué avec une certaine intensité de pluie h correspondant au temps de pluie t. S’il avait plu plus longtemps, l’intensité de pluie aurait été plus forte et le débit maximal probablement plus important. Ces variations sont reprises sur le graphe ci-dessous :

La croissance des débits a été linéarisée dans les phases transitoires. Il s'agit là d'une approximation acceptable. En négligeant l’influence du débit maximal sur la valeur de tec’ influence d'ailleurs minime, on constate que l’on obtiendra le débit maxi maximorum pour un temps de pluie égal au temps d’écoulement total de l’eau pluviale sur le bassin. Le temps déterminant de pluie tp est donc donné par la relation suivante :

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La formule de Caquot :

Si le bassin étudié a un allongement assez différent de 4, on pourra appliquer la formule ci-dessus moyennant l’application d’un coefficient correctif v se définissant par la relation :

Si l’on vaut travailler avec des crues autres que décennales, on affectera le débit donné ci-dessus du coefficient.

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3) Utilisation de la méthode. Les trois paramètres A, I et étant définis pour le bassin, la formule de Caquot donne directement le débit maximum traversant le débouché aval du bassin. Ceci permet alors e dimensionnement de la canalisation d'égouttage. En réalité, une région à pourvoir d'égouts se divise en un grand nombre de bassins et pour chaque bassin, il faut calculer le débit correspondant, les bassins élémentaires les plus à l’amont s'intégrant dans les bassins de plus en plus généraux au fur et à mesure que l’on avance vers l’aval. On dimensionnera ainsi le réseau de collecteurs d'amont vers l’aval. Au début, il se peut que L’on ait plusieurs cas à envisager pour déterminer la longueur L et la pente I à retenir. Ainsi, pour connaître le débit en 5 et dimensionner le collecteur 3-5, il y aura lieu d'envisager le bassin total I-II-III avec L et I défini sur 2-3-5 ou I-3-5. On se devra toujours de prendre la solution la plus défavorable, c'est-à-dire celle donnant la pente la plus forte. Par la suite, il n’y a plus, dans cet exemple, d'ambiguïté : pour déterminer le débit en 6, on cumulera 3-5 avec 5-6 et non 4-5 avec 5-6, vu que le bassin I-II-III domine largement le bassin IV.

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15 Le calcul des égouts 15.1 Les lois de l'écoulement libre. Les canalisations d'égout sont rarement pleines. L'écoulement s’y fait donc généralement à la pression atmosphérique et est régi par une loi du type :

Avec : V=vitesse en m/s. R = rayon hydraulique en m. I = pente de fond en m/m. a et b = constantes expérimentales. C = constante fonction de la nature des parois de la canalisation et parfois des caractéristiques géométriques de la section. Ainsi:

En Belgique, pour le calcul des égouts, c'est la formule de Kutter que l’on utilise régulièrement. C'est celle que nous adopterons.

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La capacité d'évacuation d'une canalisation dépend donc de sa pente, des caractéristiques géométriques de sa section et de la nature de ses parois. a) La pente. Il s'agit là évidemment de la pente de fond du collecteur. Elle s'exprime en m/m. On prend généralement des valeurs correspondant à des nombres entiers en mm. Il faut veiller à respecter les pentes prévues lors de la construction du collecteur. b) La nature des parois. L'écoulement est évidemment influencé par la rugosité des parois. Ainsi, un fossé garni d'herbes assure un moins bon écoulement qu'un fossé en terre nue bien entretenu. De même, un collecteur en béton offre plus de résistance qu'une conduite en PVC. Cette influence est mesurée par le coefficient de rugosité k.

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c) Les caractéristiques géométriques de la section. La forme de la section a aussi son importance sur le comportement de l’eau qui la traverse et ce, via le concept du rayon hydraulique R. Pour des faibles débits, on a avantage à avoir le rayon hydraulique le plus grand possible afin d'assurer des vitesses suffisantes. Ainsi, un collecteur de forme rectangulaire et un autre de forme circulaire auront des capacités d'écoulement différentes. En système unitaire, la grande variation de débit entre le temps sec et le temps de pluie, ainsi que la possibilité de dépôts de sables malgré des avaloirs sélectifs, justifiera Ia préférence, au-delà de 0,6 m de diamètre, de sections ovoïdes ou le flot de temps sec est mieux concentré.

15.2 Similitude des sections circulaires, ovoïdes et autres. Géométriquement, toutes les sections circulaires et ovoïdes sont semblables entre elles. Par conséquent, si l’on trace les courbes de X, Q, R, V et Q en fonction de la hauteur de remplissage h pour une section quelconque d'un de ces deux types, et qu'au lieu d'indiquer les cotes réelles sur les axes de coordonnées, on mentionne les pourcentages de ces cotes par rapport à leur valeur gueulebée, les courbes tracées seront valables pour toutes les sections du type choisi.

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15.3 Pratique du calcul des sections. En pratique les choses se présentent comme suit: - On connaît le débit à évacuer et la pente de fond. - On fait le choix d'un matériau et de la forme de la section. - On doit déterminer : - les dimensions de la section. - la hauteur de remplissage. - la vitesse de l’eau pour cette hauteur. Pour y arriver, on devra disposer : - d'un tableau ou abaque fournissant les vitesses et débits gueulebée en fonction des dimensions de la section et de la pente. - des courbes Vh/Vgb et Qh/Qgb en fonction de h/H. Quelques exercices montreront comment s’y prendre. Exercice I : Dimensionnez un fossé en terre qui sera probablement mal entretenu (k = 1,5) dont la section est reprise ci-dessous afin qu'il puisse évacuer un débit de 250 l/s sous une pente de 4mm/m. Précisez par calcul la hauteur de remplissage et la vitesse de l'eau

Exercice 2: Déterminez le diamètre d'un tuyau circulaire en bêton préfabriqué (k = O,35) afin qu'il puisse évacuer un débit temps sec de 25 l/s et un débit total de 450 l/s sous une pente de 6 m/lm. Précisez dans les deux cas la hauteur de remplissage et la vitesse de L’eau.

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15.4 Les vitesses extrêmes dans les collecteurs. Un collecteur, quel qu'il soit, est traversé par des débits très variables. Par temps sec, la nuit, le débit est quasi nul. Par forte pluie, à une heure de pointe, le débit peut atteindre et peut-être dépasser le maximum pour lequel le collecteur a été calculé. Plus la vitesse de l’eau est grande, plus sa force d'érosion est importante. Pour la bonne tenue des ouvrages, il y a lieu de limiter cette vitesse supérieurement. - pour le béton et la maçonnerie enduite : V<3m/s - pour le grès vernissé, l’asbeste-ciment et le PVC : V<6m/s. Remarquons que les surfaces en béton recouvertes d'une pellicule de résines époxy peuvent rejoindre le second groupe. Si ces limites supérieures sont dépassées, il y a lieu de diminuer la pente de fond de l'ouvrage. Ceci peut se faire à l’aide de chambres de chute. A l’opposé, lorsque la vitesse est trop faible, les matières en suspension dans l’eau décantent, forment des dépôts et entravent l'écoulement ultérieur. Quelque soit le matériau du collecteur, on prendra comme limite inférieure de la vitesse la valeur de 0,5 m/s en ne considérant dans le collecteur que le débit temps sec maximum. On suppose que les dépôts amenés hors pointe pourront être balayés par cette vitesse au moins deux fois par jour. Si l’on n'arrive pas à respecter ce minimum, on veillera à augmenter la pente des tronçons incriminés. Il faut cependant noter que la topographie ne le permet pas toujours. Dans ce cas, on pourra aussi avoir recours aux chasses intermittentes placées à l’amont des tronçons en cause. Autre solution onéreuse également : disposer le long du parcours des différents tronçons diverses chambres de relèvement permettant d'accentuer entre elles les pentes des collecteurs. Enfin, lorsque la vitesse minimale n'est pas trop éloignée de la limite, on pourra toujours pallier la différence par la substitution des collecteurs circulaires par des ovoïdes.

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15.5 Marche à suivre pour le calcul d'un réseau. - Recueillir les éléments topographiques nécessaires. On se doit dès le départ de disposer d'un levé planimétrique au 1/1oooè au moins et altimétrique avec suffisamment de niveaux pour pouvoir établir les profils en long existants. Il y a aussi nécessité de se renseigner sur la profondeur des caves des immeubles riverains pour en déduire la profondeur minimale du collecteur. A l’heure actuelle, l'égouttage des caves n'est plus toujours garanti (collecteurs en voirie plus haut que niveau des caves) et est parfois laissé à la charge du maître d'œuvre. - Etablir le plan de réseau. Pour ce, on suit en principe le tracé des rues et des routes en jouant sur le principe de gravité. Il est toujours préférable de dédoubler les canalisations de part et d'autre des rues afin de ne pas entraver la circulation et de ne pas abîmer le revêtement routier lors de la construction ou des réparations. Seules, les rues à faible importance ou très étroite pourront avoir l'égout dans l’axe de la voirie. - Etablir le profil en long du radier. On partira du niveau de l’exutoire (émissaire existant, station d'épuration, rivière...), des profils en long des rues et de la profondeur désirée pour le collecteur dans chacune d'elle. On essaiera toujours d'avoir une pente minimale, ainsi au moins 3 mm/m pour les collecteurs secondaires afin de garantir les vitesses minimales. En respectant tous ces impératifs, on établit par tâtonnement le profil en long du radier de chaque tronçon. - Calculer les débits. - Débit temps sec = E.U + E.I

(vérifier les vitesses minimales)

-Débit de crue = E.U + E.I + E.P (dimensionner le collecteur et vérifier les vitesses maximales)

Le débit des eaux pluviales sera quantifié par la méthode de Caquot ou par toute autre méthode éprouvée.

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- Calculer les sections. Après s'être fixé - la forme de la section des collecteurs (circulaires, ovoïdes ou autres construits sur place) - la loi de l’écoulement libre (Kutter dans notre cas) - la nature des tuyaux permettant de déterminer le coefficient de rugosité k et la vitesse limite supérieure, on pourra passer au dimensionnement des collecteurs et à la vérification des vitesses, au vu des débits relevé plus haut. - Ajuster les profils en long. La section étant définie, il faut encore à chaque variation de celle-ci éviter un décrochage de profil pouvant produire un ressaut hydraulique dans l’axe du flot évacué.

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15.6 Application : Soit une agglomération de 2O.OOO habitants en moyenne Belgique. La topographie permet de diviser le site en cinq bassins dont les caractéristiques sont données cidessous. On projette le tracé suivant où l’on a veillé à avoir partout des pentes supérieures à 3mm/m.

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La consommation d'eau de conduite est évaluée à zoo litres par habitant et par jour. On suppose négligeables les secteurs industriels et agricoles. On étudiera l'écoulement à l’aide de la formule de Kutter et les tuyaux utilisés seront en béton (k = o,35 et v < 3 m/s). Les crues seront étudiées dans le cadre décennal. On demande : 1) le débit temps sec à la station d'épuration 2) le débit de crue à la station d'épuration 3) les diamètres des collecteurs utilisés dans les différents tronçons.

Plus fondamentalement, on vérifie dans quelle mesure la projection définie ci-dessus est valable...

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Notre capitale est divisée en matière d'assainissement en 4 bassins hydrographiques : la Woluwe, la Senne, le Molenbeek- Pontbeek et le Maelbeek.

A Bruxelles, l'assainissement est géré par quatre intercommunales, une par bassin. Depuis fin 1992, les quatre sociétés ont décidé de fusionner leurs services techniques et administratifs en une unité cogérée: L’ASBL CEC (Coordination de l’Exploitation de Collecteurs).

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16 La technologie des égouts 16.1 les différentes conceptions de réseau. 16.1.1 Les réseaux unitaires. Ces réseaux, de conception très simple, comprennent une seule canalisation qui reçoit toutes les eaux sans égard à leur provenance. Cette solution est la plus simple et économique. Elle présente cependant de sérieux inconvénients : dépôts importants et surdimensionnement de la station d’épuration (souvent bassin de stockage à prévoir). 16.1.2 Les réseaux séparatifs. Dans ce système, les eaux usées et les eaux industrielles sont collectées dans un réseau spécial, les eaux de précipitation dans un autre réseau. Ses avantages principaux sont l’absence de dépôts et le fait de ne devoir épurer que les seules eaux usées. Les deux réseaux suivront le même chemin, les tuyaux du réseau "eaux usées" étant placés sous les conduites du réseau pluvial. Il va de soi que les immeubles doivent également être équipés "séparativement" et qu'il y aura un double raccordement à chaque immeuble (attention aux erreurs de raccordement). Deux bassins versants urbains à Aix en Provence et deux autres à Paris fonctionnent en séparatif. 16.1.3 Les réseaux unitaires avec déversoirs d'orage. Lorsque les lieux s’y prêtent, il est possible d'atténuer un défaut important des réseaux unitaires en utilisant des déversoirs d'orage. Un déversoir d’orage est un dispositif permettant d’évacuer directement au lieu de rejet, donc sans passer par la station d'épuration, les eaux qui dépassent une certaine hauteur ou, si l’on veut, un certain débit. Cette méthode a l’avantage de dévier les gros débits de la station d’épuration si bien que cette dernière peut être dimensionnée plus modestement.

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16.1.4 Les réseaux pseudo-séparatifs. Ce système ne peut s'appliquer qu'aux agglomérations qui s'écartent peu du lieu de rejet. Par exemple, villes qui s'étirent, coincées entre la montagne et la mer ou un lac. Il consiste en un seul réseau auquel sont raccordés les immeubles (eaux usées et éventuellement eaux de toitures). Les rues et autres aires publiques sont desservies par des caniveaux le plus souvent à ciel ouvert prolongés, le cas échéant, par de très courts émissaires. Si les eaux de toitures ne sont pas reprises par le réseau qui reprend les eaux usées, elles sont dirigées vers le caniveau par des gargouilles de trottoir. Les eaux du réseau sont dirigées vers une station d’épuration. Les eaux des rues sont amenées immédiatement au lieu de rejet, le trajet étant toujours plus court.

16.2 Les canalisations 16.2.1 Critères de choix du matériau Les canalisations d’égouts doivent remplir un certain nombre de conditions d’ordre technique et économique. Les principaux matériaux utilisés en assainissement sont l’asbeste- ciment, le béton armé ou pas, la fonte ductile, le grès vernissé et le PVC. Les principaux facteurs à prendre en considération pour le choix sont : -

Le débit La résistance chimique La résistance mécanique L’étanchéité Le type de joint La rugosité des parois Les dimensions Le prix

Pour un collecteur de diamètre trois mètres, le coût au mètre linéaire est équivalent à celui d'une autoroute en rase campagne. Le "Smeerpijp" - littéralement la pompe à m… - , dont la construction s'est achevée en 1977, devait permettre l'écoulement des eaux usées générées par les industries Limbourgeoises en plein essor. Mais ce double collecteur de 105 km, installé le long du canal Albert et reliant Genk à Antwerpen, n'a jamais fonctionné alors qu'il avait coûté la bagatelle de 5 milliards de francs. En fait, les canalisations n'étaient pas aptes à résister aux produits chimiques que contiennent les eaux industrielles. Cinq milliards jetés... à l'égout.

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En plus de ce qui a déjà été dit au paragraphe VI.2 de la première partie, nous faisons les remarques suivantes :

•

Le béton non armé Pour l’usage en égout, l’emploi de ciments HSR est souvent requis pour conférer au béton l’inertie chimique souhaitable. Si l’on craint l'érosion par l’eau animée d'une grande vitesse d'écoulement, on a recours à un enduisage des surfaces par des résines époxy qui leur donnent une grande dureté.

•

Le béton armé ordinaire En égout, on n'utilise pas les tuyaux Bonna, ni le béton précontraint. L'étanchéité requise est facilement obtenue par le béton armé ordinaire car les pressions sont nulles ou faibles.

•

L'asbeste-ciment L'emploi des tuyaux en asbeste-ciment est limité rappelons-le, par le pH de l’eau qui doit être supérieur à 6,5 et par celui du sol qui doit être supérieur à 6.

•

Le PVC L'emploi de ce matériau est limité par la petitesse des diamètres disponibles. C'est un matériau surtout utilisé pour les installations intérieures et les raccordements particuliers. Il convient très bien pour les canalisations "eaux usées" en système séparatif du moins pour les tronçons amont ou les diamètres sont faibles.

•

Le grès vernissé De rugosité identique à celle du PVC et de l’asbeste-ciment(c-à-d très faible),le grès vernissé possède une excellente inertie chimique (il n'est attaqué que par les acides et les bases forts), une bonne résistance à la compression et une dureté le rendant insensible à l’action érosive de l’eau. Il souffre cependant d'une grande fragilité, de la faible longueur des conduites (1 m) et de son coût élevé.

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16.2.2 Précautions de pose des tuyaux préfabriqués. - La fouille La largeur de la fouille est fonction du diamètre (ou de la largeur) des tuyaux, de la nature du sol et de la technique de creusement (avec ou sans blindage), de l’espace nécessaire à l’exécution des joints,… La profondeur de la fouille est donnée aux plans d’exécutions et n’est pas déterminée, comme en alimentation, par la profondeur du gel mais par d’autres impératifs et critères qui apparaissent lors de l’établissement du projet. - La fondation des tuyaux Elle varie suivant la qualité du sol et l’étanchéité désirée. Elle passera de la pose directe sur lit de sable en sols très stables à la pose sur dalle de béton maigre en sols moins sûrs en passant même par la pose sur cunette préfabriquée et renforcée par poutres raidisseuses dans le cas de sols particulièrement difficiles. - La mise à niveau Le bon fonctionnement d’un égout exige un respect scrupuleux des niveaux prévus au projet. Le niveau supérieur de la fondation est fixé par le géomètre aux deux extrémités de chaque tronçon. Les points intermédiaires sont trouvés au moyen de nivelettes. La pose de tuyaux au laser, technique qui se généralise, est une bonne méthode. - Le remblayage Le comblement des tranchées nécessite certaines précautions. Pour les couches de remblai avoisinant les tuyaux, il faut utiliser des terres meubles, sableuses de préférence, et sans gros éléments. Au fur et à mesure que l’on s’éloigne du tuyau, les terres peuvent contenir des pierres de plus en plus grosses. Le comblement s’effectuera en couches successives de 25 cm d’épaisseur au maximum.

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Dans le ventre humide de la terre, les chocs sourds se succèdent. De petits vérins munis d'une trousse coupante, à l’avant du tunnel en constitution, déchirent la terre bourrée de cailloux. Chaque nouvelle secousse signifie la mort d'un bout de pierre. Lorsque près de trois mètres sont gagnés sur la terre sablonneuse, les deux énormes vérins au fond d'un puits à l'arrière du tunnel sont relâchés. Les ouvriers ajoutent alors un anneau creux en béton à l'arrière du tunnel en formation. Puis les lourdes membranes hydrauliques réactionnées poussent le tout, alimentées par un petit groupe électrogène. Le tunnel progresse ainsi de 4 à 5 mètres par jour. A hauteur de visage, en permanence, un mince rai rougeâtre avale toute la longueur du tunnel en construction pour mourir sur une cible. Durant tout le chantier, le rayon laser servira, dans ce stand de tir pacifique, de guide infaillible pour trouver 182 mètres plus loin, le collecteur convoité. Il s'agit en effet de réaliser la connexion entre deux collecteurs existants. Nous sommes à Bruxelles, à 20 mètres de profondeur en novembre 1994 quelque part sous le boulevard Léopold III. On y réalise la connexion entre un collecteur secondaire situé sous le Boulevard Léopold III et le collecteur "Boerenhol" partant des remblais du croisement entre les boulevards Lambermont et Léopold III. En 20 jours, la jonction sera faite en respectant le tracé au centimètre près... La technique utilisée dans ce cas est celle du fonçage. Il était en effet impensable d'ouvrir, sur 20 mètres de profondeur, le boulevard Léopold III qui mène à l'aéroport de Zaventem. Cette technique "propre" qui a parfaitement été rodée en Italie et aux USA depuis 20 ans permet d’éliminer les terrassements dévastateurs, embarras de circulation et grues...

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16.2.3 collecteurs construits sur place Lorsque les sections deviennent importantes (>1 à 1,5 m2), on a la plupart du temps recours à des collecteurs construits sur place. Les tuyaux préfabriqués de grandes dimensions deviennent très difficiles à manipuler et leur mise en place en souffre. De plus, ils présentent un encombrement important. Anciennement, les collecteurs construits sur place l'étaient en maçonnerie. Aujourd'hui, on a recours au béton armé. Ces collecteurs seront scindés en tronçons de 10 à 20 mètres de longueur afin qu'ils puissent tolérer de petits tassements différentiels. Cette division est d'ailleurs quasiindispensable pour l’exécution et le comportement général de l’ouvrage. Le raccord des différents tronçons se fait au moyen de joints spéciaux souples généralement en néoprène. Des coffrages gonflables disposés en fond de fouille devant une machine à coffrage glissant permettent également de couler directement sur place des conduites de diamètre modeste. Après la mise en œuvre, les coffrages sont dégonflés, nettoyés et remis en position. Des cadences de 300 m linéaires par jour peuvent être réalisées.

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16.2.4 Les 5 règles générales d'exécution des collecteurs. 1) Le respect de la pente de fond 2) Les chambres de visite - à toutes les jonctions de tronçons. - à chaque changement de pente. - à chaque changement de section. - à chaque changement de direction. Entre ces points spéciaux, on place une chambre de visite : tous les 30 à 40 m pour les ouvrages non visitables et tous les 50 à 7O m pour les ouvrages visitables. 3) Les raccordements particuliers. Ils doivent être conçus de manière telle qu'ils ne détériorent pas le collecteur et qu'ils n'entravent pas l'écoulement général. 4) Le profilage du radier. Tous les ouvrages parcourus par l’eau doivent être profilés de manière à présenter le moins d'accidents possible afin que les filets liquides suivent un chemin facile. 5) L'exécution des joints soignée.

L'installation des égouts de Paris date du milieu du XIXe siècle. Ce réseau présente aujourd'hui 2100 kilomètres de galeries, soit I600 kilomètres d'égouts et 500 kilomètres d'ouvrages secondaires, 26000 regards d'accès et 78000 bouches. Les égouts de Londres étaient extraordinaires pour l’époque Victorienne, mais de nos jours, la circulation automobile intense provoque sans arrêt des dégâts. En outre, ces installations n'avaient pas été prévues pour collecter une telle quantité d'eaux usées. Plus modestement, chez nous, à Bruxelles, les égouts composent un labyrinthe de 350 km de galeries peuplées entres autres de deux millions de rats. Ce réseau absorbe les 150 millions de litres d'eau usée déversés quotidiennement par les Bruxellois. La construction de ce réseau débuta en 1866 par le voûtement de la Senne décidé par le bourgmestre Jules Anspach suite à la terrible épidémie de choléra de 1860. Cette épidémie était due à la pollution de la Senne et causa lamrort de 2 % de la population de Bruxelles. 16.2.5 Le passage des points spéciaux. Hors des questions de manutention, les tuyaux sont généralement sollicités bien en deçà de leurs possibilités. Dans les cas spéciaux ou une sollicitation importante est prévue, on aura recours au béton armé en modifiant l'épaisseur du tuyau ou en coulant une dalle sus- jacente.

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Le passage des rivières peut se faire par siphon. Un siphon est un ouvrage délicat à calculer. Il est souvent couplé avec un déversoir d'orage (ce qui est toujours possible vu la proximité de la rivière) de manière à éviter de trop fortes variations de débit qui compliqueraient encore son dimensionnement. On envisage également parfois le passage de la rivière en accrochant les conduites au tablier d'un pont voire même en réalisant un aqueduc.

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16.3 Les chambres de visite Un réseau d’égout comporte un assez grand nombre de chambre de visite. Placées aux points spéciaux et à intervalles réguliers, elles peuvent présenter un grand nombre de variantes. On distingue ainsi : -

Les chambres de visite simples. Les chambres de raccordement. Les chambres de changement de pente. Les chambres de changement de section. Les chambres de changement de direction. Les chambres de chute.

Certaines chambres peuvent d'ailleurs cumuler plusieurs destinations. Les chambres de visite peu importantes sont réalisées en maçonnerie de briques non gélives avec plans horizontaux en béton armé. Lorsqu'elles sont importantes, on a recours au béton armé préfabriqué ou coulé sur place. Six règles importantes pour le tracé et la construction des chambres de visite.

• • • • • •

Les conduites doivent déboucher dans les parois qui leur sont normales. Les radiers doivent être profilés de manière à ce que les filets liquides soit dirigés au moins jusqu’à mi-hauteur des tuyaux. Les dimensions des chambres de visite doivent être suffisantes pour qu’un homme puisse s’y tenir debout et travailler sans trop de gêne. Les maçonneries doivent être réalisées en briques non gélives et pourvues sur leurs deux faces d’un enduit au mortier de ciment. La face extérieure des parois des chambres (maçonnerie aussi bien que béton armé) est enduite d’un hydrofuge. Dans les chambres de visite axées sur la conduite, l’ouvrier descend directement sur le radier dans les chambres désaxées, il atterrit sur une banquette à l’abri du courant : son travail peut ainsi être facilité.

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16.4 Les dispositifs annexes. Outre les chambres de visite, il existe un certain nombre de dispositifs particuliers dont les buts sont au nombre de quatre : 1) Protéger le collecteur contre les dépôts. 2) Ventiler le réseau. 3) Elever les eaux. 4) Stocker momentanément les pointes de crue. 16.4.1 La protection contre les dépôts. 1) Les avaloirs sélectifs. Un avaloir est dit sélectif lorsqu’il est apte à arrêter une bonne partie de sable entraînés par l’eau de ruissèlement. Pour qu’il en soit ainsi, il doit être équipés d’un puisard siphonné. Il est conçu de tel manière telle que les sables ont le temps de décanter avant d'entrer dans la conduite de raccordement au collecteur. Il va de soi que ces avaloirs sont à curer périodiquement.

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2) Les bassins de dessablement. Ils consistent en un élargissement brusque du collecteur sous forme de bassin à fond plat ou courbe dans lequel la vitesse de L’eau est très faible (<3O cm/s). Une décantation poussée s’y opère. Ces bassins sont à curer périodiquement et un système de bypass permet de garder le collecteur en fonctionnement pendant L’opération de curage. 3) Les chasses. Contrairement aux deux solutions précédentes dont le principe était de rendre possibles les dépôts en des endroits prévus à cet effet, la philosophie des chasses est de les rendre impossibles en établissant les ouvrages de manière telle qu'un autocurage effectif s’y produise. Une chasse consiste en un réservoir d'une capacité calculée et qui se remplit doucement d'eau de distribution. Le fond du réservoir est muni d'un mécanisme tel qu'une fois le niveau de L’eau à une certaine hauteur, le réservoir se vide brusquement. Originaire du Japon, le procédé Paltem permet de réhabiliter les canalisations sans tranchées. Cette technique consiste à introduire dans la canalisation une gaine souple qui sera durcie en place par polymérisation. Enduite de résine à L’intérieur, cette gaine est progressivement retournée "comme une chaussette" et déroulée sous pression d'air à l'intérieur de la canalisation, la résine contre la paroi. Une fois en place, on polymérise la résine par circulation de vapeur d'eau dans la conduite. Grâce à ce procédé, 340 mètres de canalisations ont pu être restaurés pour la première fois en France sur un chantier SNCF à Lomme-Délivrance dans la banlieue de Lille.

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16.4.2 La ventilation du réseau Des dépôts se forment toujours dans les égouts. Pour empêcher la fermentation anaérobie de ces dépôts, il faut assurer une ventilation efficace du réseau. Pour les collecteurs importants, la ventilation due aux installations sanitaires des immeubles devient insuffisante et il faut y adjoindre une ventilation propre. Elle consiste à raccorder le collecteur à L’atmosphère par des tuyaux de 20 cm de diamètre intérieur. Ces tuyaux débouchent dans les trottoirs et sont protégés par des grilles ou, si L’on craint de mauvaises odeurs, on les prolonge par une cheminée qui monte à plusieurs mètres de haut. 16.4.3 Les stations de relèvement. Dans les pays très plats, il est parfois impossible d'amener L’effluent vers le point de rejet par simple gravité: les pentes disponibles sont trop faibles, voire nulle. Il faut alors créer artificiellement la pente. Comme moyen de relèvement, on utilise en gê,néral des pompes. 16.4.4 Le stockate momentané des pointes de crues. 1) Rôle, avantages, implantation. Un bassin d'orage ou d'accumulation des crues est un ouvrage enterré ou a ciel ouvert intégré, dans un réseau de collecteurs pour recevoir de fortes masses d'eau subites et excessives par rapport à la capacité, du réseau et les restituer progressivement par la suite, suivant les possibilités du collecteur aval. Il régularise ainsi l'écoulement en écrêtant les pointes de débit des pluies d'orage ou des longues pluies d'hiver. Nous comprenons mieux son utilité en citant quelques exemples d'application :

• Installé à mi-réseau, lors de la construction de l’ensemble des collecteurs, il permet une meilleure utilisation des collecteurs aval à prévoir. • Lorsque dans la partie amont antérieurement boisée ou cultivée, on procède à une urbanisation ou autre occupation du sol augmentant le ruissellement, les collecteur aval préétablis deviennent insuffisant. on peut cependant éviter de les remplacer par le recours au bassin d'orage établi à la sortie de la zone fraîchement imperméabilisée. • Dans le cas d'une zone amont fortement urbanisée sous de faibles pentes et d'une zone aval à faible inclinaison en terrain inoccupé et très perméable, les collecteurs aval se devront d'être dimensionnés très largement vu la faible pente et L’apport occasionnel de L’amont très ruisselant, et ce, peut-être, sur une très grande longueur. Pour éviter de telles sujétions onéreuses et d'autant plus irrationnelles que le terrain traversé est de peu d'apport, on construira un bassin de stocka ge à la sortie de la zone amont où l'on amènera les eaux dépassant un certain débit.

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Les bassins de retenue peuvent être conçus à ciel ouvert. Ils seront cependant souvent fermés dans les agglomérations. En cas de réseau unitaire, la solution à ciel ouvert requiert cependant de prévoir le détournement des EU par temps sec ou plus Généralement, dès que le taux de dilution ne sera pas assez élevé. L'implantation en plan de tels bassins dépend avant tout de la topographie du lieu, de l'éventuelle urbanisation el de la capacité d'évacuation du collecteur principal. 2) Dimensionnement. Il n'est pas de méthode directe de calcul qui puisse permettre de dimensionner un tel bassin de retenue : on fait un pré dimensionnement et L’on procède ensuite à la vérification. En effet, la vitesse d'évacuation, et donc le débit de sortie et le volume évacué, varie avec les dimensions du réservoir. Le calcul se mène souvent par intégration graphique comme nous le verrons ci-après. Il est à noter que si le dimensionnement des collecteurs se fait généralement dans le cadre de la fréquence décennale, celui du bassin d'orage se conçoit le plus souvent pour la fréquence centenaire. On juge, en effet, les dégâts de L’inondation d'un bassin d'accumulation bien plus graves, étant donné, que le débordement se manifestera plus localement. L'établissement d'un bassin d'orage doit se justifier par une économie sur L’ensemble du bassin. On commence ainsi à dimensionner le réseau dans L’hypothèse ou il n’y a pas de bassin d'orage, on procède ensuite à un ou plusieurs calculs tenant compte d'un tel bassin en lui donnant diverses localisations. Et L’on compare les diverses solutions. On peut ainsi arriver à L’idée de plusieurs bassins successifs de petites dimensions, ou encore plus simplement, à la solution d'un réseau aval de collecte suffisant.

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3) Exemple de dimensionnement. a) Présentation du problème. Un ruisseau draine un bassin versant homogène er ramassé de 190 ha essentiellement composé de bois et de cultures (g = O,1). Nous sommes en moyenne Belgique. Le ruisseau est dimensionné pour recevoir sa crue décennale de 2,31 m³/s avec un temps déterminant de pluie de 25 minutes (c-à-d le temps d'égouttage du bassin entier). Ce débit a été calculé par la méthode de Nonclercq (autre méthode que Caquot) dite du diagramme d'écoulement. A l'aval, avant de rejoindre la rivière qui lui sert d'exutoire, le ruisseau passe en siphon sous un canal et une autoroute. Le siphon a une capacité d’évacuation de L’ordre de 3,5 m³/s Sur ce bassin, il est décidé de construire un zoning industriel. Ceci portera le coefficient de ruissellement de0,3 et le débit de crue décennale 7,93 m³ /s avec une pluie déterminante de 2O minutes.

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Le ruisseau est aménagé en conséquence lors de l’implantation du site industriel. Cependant, l’aménagement ou le déboisement du siphon ainsi que l’amélioration de la rivière exutoire représentent des sujetions financières inacceptable. Aussi, l'étude et la réalisation d'un bassin d'orage ont été décidées à l’amont de L’autoroute et du canal. b) Solution retenue pour le bassin. L'ouvrage doit donc retenir les apports de ruissellement venant du parc industriel lors de fortes précipitations et ne les laisser s'écouler que progressivement. La solution retenue est à ciel ouvert et devra pouvoir encaisser la crue centenaire. Les eaux industrielles et usées seront amenées séparément du bassin de retenue. La topographie du site permet de concevoir la retenue derrière une digue transversale de 5 mètres de hauteur (hors revanche), le ruisseau étant bien encaissé au fond d'une section trapézoïdale se présentant comme suit :

A la base de la digue, on a prévu une évacuation constituée par un diamètre de O,8 In de façon à toujours assurer un débit inférieur aux 3,5 m³/s limites du siphon. On avance une capacité de stocka à 22500 m³. Est-ce suffisant ?

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16.5 L'entretien L'entretien consiste essentiellement en deux opérations : Le débouchage qui implique une obstruction complète ou presque. Le curage qui s'adresse aux dépôts normaux dans les nouveaux ouvrages. Le curage des ouvrages visitables ne pose absolument aucun problème puisque les égoutiers peuvent y circuler et y travailler à la pelle et à la brosse. on utilise par ailleurs également pour les grands collecteurs la technique du wagon-vanne. Le débouchage des ouvrages visitables ne doit normalement jamais se faire: L’obstruction d'un ouvrage non visitable est déjà le signe d'une négligence telle que L’obstruction d'un ouvrage visitable n’est guère imaginable. Anciennement, le curage des conduites se réalisait "à la boule". On utilisait également des brosses ou des racloirs fixés à un câble très long manœuvré, par deux treuils placés sur deux chambres de visites. Le curage se faisait également à la lance (effet de chasse) Aujourd’hui, le curage mais aussi re débouchage se font en général à l-q pression à L’aide d'une tête de curage aussi appelée "rat". Le rat est alimenté depuis l’extérieur, à partir d’un camion. La pression d'eau de 50 bars projette le rat qui pulvérise tout obstacle sur son passage. La commune de Braine-l'Alleud va mener, à partir de mars rgg7, une enquête pour retrouver les auteurs de raccordements clandestins à son réseau d'égouttage : une caméra téléguidée va visiter les collecteurs de deux lotissements et repérer lei fraudeurs passibles d'une amende de... 5.OOO €.

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