etude du transfert boussiaba (jijel) -beni haroun(mila)
TRANSCRIPT
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE LâENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UniversitĂ© Larbi Ben MâHidi * Oum El Bouaghi *
Faculté des Sciences et Sciences appliqué
DĂ©partement DâHydraulique
MĂ©moire De Fin dâEtude Pour lâObtention Du DiplĂŽme
Master en Hydraulique
OPTION : HYDRAULIQUE URBAINE
ThĂšme :
Présenté par :
KHENFOUF OMAR.
LALOUANI ABD ELBASSIT.
Devant le jury :
Président : Mme
. FEMMAM HADJIRA
Examinateur : MR. LOUKEM IMAD.
Encadreur : MR. AMIRECHE MOHAMED.
Promotion : 2014-2015
ETUDE DU TRANSFERT
BOUSSIABA (JIJEL) -BENI HAROUN(MILA)
Nous remercions ALLAH le tout puissant, pour nous avoir donné la santé, le courage,
et la volontĂ© dâĂ©tudier et pour nous avoir permis de rĂ©aliser ce travail dans les meilleures
conditions.
Nous aimerions exprimer notre gratitude pour la patience, le soutien et lâaide quâa pu
nous apporter notre encadreur Mr : AMIRECH MOHAMED
Pour le personnel de le bureau dâĂ©tude de la nouvelle ville, remerciements particuliers
pour Mr Abd Elmalek et Mohamed et chef bureau Mr Halim pour nous avoir aidés.
Tous les enseignants du dĂ©partement dâhydraulique qui ont contribuĂ© Ă notre
formation jusquâau le fin cycle universitaire
Je dĂ©die ce travail Ă tous ceux que jâaime mais surtout :
Mes parents : Chaffai et Halima pour tous leurs sacrifices et leurs
soutiens moraux et matériel dont ils ont fait preuve pour que je réussisse
et Ă qui je serais Ă©ternellement reconnaissant. quâALLAH puisse leur
accorder longue vie afin quâils puissent trouver en moi toute gratitude et
lâattention voulue.
SpĂ©cial Ă ma famille, Ă ma fille ROFAIDA, Ă mes frĂšres et Ă mes sĆurs
pour tout le soutien durant ma carriÚre pédagogique.
Mes amis : HOSIN, HAMZA, NABIL, FOUZI, DJAMEL, et tous mes amis
sans exception qui nâont cessĂ© de me soutenir et de mâencourager au
cours de mes annĂ©es dâĂ©tudes et de mâavoir plus dâune fois remontĂ© le
moral.
Mes enseignantes HELLAL AOUATEF et MEROUCHI qui mâont
accompagné durant mes études.
Et mes collĂšgues de la promotion 2015.
OMAR
Je dĂ©die ce travail Ă tous ceux que jâaime mais surtout :
Mes parents : ALI (Rabi yarhmou) et S pour tous leurs sacrifices et
leurs soutiens moraux et matériel dont ils ont fait preuve pour que je
rĂ©ussisse et Ă qui je serais Ă©ternellement reconnaissant. quâALLAH
puisse leur accorder longue vie afin quâils puissent trouver en moi toute
gratitude et lâattention voulue.
SpĂ©cial Ă ma famille, Ă mes frĂšres et Ă mes sĆurs pour tout le soutien
durant ma carriÚre pédagogique
Mes amis : tous mes amis sans exception qui nâont cessĂ© de me soutenir
et de mâencourager au cours de mes annĂ©es dâĂ©tudes et de mâavoir plus
dâune fois remontĂ© le moral.
Et mes collĂšgues de la promotion 2015.
ANOUAR
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Résumé :
Le prĂ©sent mĂ©moire portera sur lâĂ©tude du systĂšme de transfert entre le barrage de Boussiaba
(Wilaya de Jijel) et le barrage de BĂ©ni Haroun (Wilaya de Mila). Avec un volume de 82.8
hm3/an.
Tout dâabord, on procĂ©dera au choix des variantes avant de passer au dimensionnement des
conduites. Les obstacles permettront de dégager la variante la plus adéquate.
Enfin, nous compléterons le dimensionnement du transfert par le choix des pompes et nous
sĂ©curiserons les installations Ă travers lâanalyse de coup de bĂ©lier.
Mots clĂ©s : dimensionnement des conduites â Ă©tude techno-Ă©conomique â coup de bĂ©lier â
phénomÚne de cavitation.
Summary:
The present memory will study the transfer system between the dam Boussiaba (Wilaya of
Jijel) and the dam of Beni Haroun (Wilaya of Mila). With a volume of 82.8 hm3 / year.
First of all, we proceed to the choice of variants before passing to the dimensioning of pipes.
The obstacles will determine the most suitable variant.
Finally, we will complete the design of the transfer by the selection of pumps and we will
secure installations through the water hammer analysis.
Keywords: dimensioning of pipes - techno-economic study - ram cutting - Cavitation.
Notations principales
A : Section de la conduite [mÂČ]
c : CĂ©lĂ©ritĂ© dâune onde de pression dans une canalisation [m/s]
D : DiamĂštre de la conduite [m]
e : Epaisseur de la conduite [m]
g : Force de pesanteur [m/sÂČ]
J : Perte de charge unitaire [m/m]
k : Coefficient de rugosité absolu de la conduite [m]
L : Longueur de la conduite [m]
NPSHd : Charge nette Ă lâaspiration disponible [m]
NPSHr : Charge nette Ă lâaspiration requise [m]
Ns : Vitesse spécifique [tr/mn]
Q : DĂ©bit [m3/s]
Re : Nombre de Reynolds [-]
T : temps [s]
V: Vitesse dâĂ©coulement [m/s]
Z : Altitude [m]
n : Rendement de la pompe [%]
đ : Masse volumique [kg/m3]
PMS : la pression maximale de service [bar]
PN : la pression nominale [bar]
Liste des figures
Figure 1.1 : Carte de situation de la zone du projet âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ4
Figure1.2: barrage Beni Haroune (Google earth)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ5
Figure 1.3 : Photo du barrage beni haroun âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.6
Figure 1.4: Barrage Boussiaba (Google earth)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ7
Figure 1.5 : Barrage Boussiaba âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..8
Figure 1.6 : situation gĂ©ographique de la wilaya de MilaâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ9
Figure 1.7: situation de la ville dâEl MiliaâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ10
Figure 2.1 : vue en plan du tracĂ© de la conduite â partie refoulement (entre station de pompage et le rĂ©servoir
dâĂ©quilibre)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ15
Figure 2.2 : vue en plan du tracĂ© de la conduite variante 1 â partie gravitaire (entre rĂ©servoir dâĂ©quilibre et la
retenue de BĂ©ni Haroun)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ18
Figure 2.3 : le tracĂ© de la variante 1 sur Google EarthâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..19
Figure 2.4 : tracĂ©s de la variante 2 sur Google EarthâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ21
Figure 2.5 : tracĂ© de la variante 3 ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠ23
Figure 2.6 : Profil en long de la partie refoulement (Barrage boussiaba-BE1)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.24
Figure 2.7 : Profil en long de la variante 1 (entre BE1 et retenue de BĂ©ni Haroun)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.25
Figure 2.8 : Profil en long de la variante 2(entre BE1 et retenue de BĂ©ni Haroun)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..26
Figure 2.9 : Profil en long de la variante 3 partie 1(entre rĂ©servoir dâequilibre1 et rĂ©servoir de col)âŠâŠ...âŠ27
Figure 2.10: Profil en long de la variante 3 parti 2 (entre le réservoir de col BE2 et la retenu de Béni
Haroun)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..28
Figure 3.1 : simulation partie refoulement âŠ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ39
Figure 3.2: schĂ©ma de profil en long et de la ligne de charge (retenue de barrage boussiaba âBE1)âŠâŠâŠ..42
Figure 3.3 : simulation partie gravitaireâŠ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ46
Figure 3.4 : schéma de profil en long et de la ligne de charge (BE1-retenue de barrage Béni Haroun) (variante
1)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠ..53
Figure3.5 : simulation partie gravitaire(variante 2)âŠ..âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ54
Figure 3.6 : schéma de profil en long et de la ligne de charge (BE1-retenue de barrage Béni Haroun) (variante
2)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.60
Figure3.7 :simulation partie gravitaire(variante 3)(partie 1)âŠ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ61
Figure 3.8 : schéma de profil en long et de la ligne de charge (BE1-réservoir BE2 du col)(variante 3 partie
1)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠ..66
Figure3.9 :simulation partie gravitaire(variante 3)(partie 2)âŠ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ67
Figure 3.10 : schĂ©ma de profil en long et de la ligne de charge (rĂ©servoir de col BE2â la retenus de barrage
bĂ©ni Haroun)(variante 3 partie 2)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠâŠ.69
Figure 4.1 : phases de propagation de lâondeâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠ.74
Figure 4.2 : droite de BergeronâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠâŠâŠâŠ79
Figure 4.3 : Soupapes de dĂ©charge âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠâŠâŠâŠâŠ..81
Figure 4.4 : CheminĂ©es dâĂ©quilibreâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ..82
Figure 4.5 : rĂ©servoir dâairâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ84
Figure 4.6 : anti-bĂ©lier Ă rĂ©gulation dâair automatiqueâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ.85
Figure 4.7 :Epure de Bergeron âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ89
Figure 4.8 : Les enveloppes de pressionsâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ.90
Figure 4.9 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime permanent variante 2âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠ..91
Figure 4.10 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime transitoire (temps de fermeture 100s) variante 2 âŠ...92
Figure 4.11 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime transitoire (temps de fermeture 200s) variante 2âŠ...93
Figure 4.12 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 100s) variante 2âŠâŠ..94
Figure 4.13 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 200s) variante 2 âŠâŠ95
Figure 4.14 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime permanent (variante 3 partie 2) âŠâŠâŠ...âŠâŠâŠ...âŠ96
Figure 4.15 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps de fermeture 100s) (variante 3 partie
2)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ....97
Figure 4.16 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps de fermeture 200s) (variante 3 partie
2)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ....98
Figure 4.17 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 100s) (variante 3 partie
2)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠ.99
Figure 4.18 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 200s) (variante 3 partie
2)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠâŠ.100
Liste des tableaux
Tableau 3.1 : rĂ©sultats des nĆuds de la partie refoulementâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...40
Tableau 3.2 : lâĂ©tat des arcs de la partie refoulement âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...41
Tableau 3.3 : les calcules de NPSH dâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ........45
Tableau 3.4 : rĂ©sultats des nĆuds de la variante 1âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.47
Tableau 3.5 : lâĂ©tat des arcs de la variante 1âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..49
Tableau 3.6 : rĂ©sultats des nĆuds de la variante 2âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.55
Tableau 3.7 : lâĂ©tat des arcs de la variante 2âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠâŠâŠ57
Tableau 3.8 : rĂ©sultats des nĆuds (variante 3 (partie1))âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...62
Tableau 3.9 : lâĂ©tat des arcs (variante 3 (partie1))âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ..64
Tableau 3.10 : rĂ©sultats des nĆuds (variante 3(partie 2))âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠ68
Tableau 3.11 : lâĂ©tat des arcs (variante 3(partie 2))âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...68
Tableau 4.1 : pour dĂ©terminer le coup de bĂ©lier (programme Excel)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ88
Tableau 4.2 : DĂ©termination le volume dâair du rĂ©servoir (programme Excel)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ... 89
Tableau 4.3 : les calculs de rĂ©gime permanent (variante 2âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ... 90
Tableau 4.4 : les calculs de la variante 2 en rĂ©gime transitoire (temps de fermeture 100s)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ. 91
Tableau 4.5 : les calculs en rĂ©gime transitoire (temps de fermeture 200s)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...92
Tableau 4.6 : les calculs de la variante 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 100s)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ93
Tableau 4.7 : les calculs de la variante 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 200s)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ94
Tableau 4.8 : les calculs de rĂ©gime permanent (variante 3 partie 2)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ 95
Tableau 4.9 : les calculs de la variante 3 partie 2 en rĂ©gime transitoire (temps de fermeture 100s)âŠâŠâŠâŠ96
Tableau 4.10 : les calculs de la variante 3 partie 2 en rĂ©gime transitoire (temps de fermeture 200s)âŠâŠâŠ...97
Tableau 4.11 : les calculs de la variante 3 partie 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 100s)âŠâŠâŠâŠ.98
Tableau 4.12 : les calculs de la variante 3 partie 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 200s)âŠâŠâŠâŠ99
Sommaire
Introduction gĂ©nĂ©rale âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ..1
Chapitre 1 prĂ©sentation de la zone dâĂ©tude âŠâŠâŠ.. âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ.2
1. Situation gĂ©ographique âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ ..3
2. Situation gĂ©ologique et gĂ©otechnique de la rĂ©gionâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...4
3. Barrage de bĂ©ni Haroun âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠ.5
4. Le barrage Boussiaba âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠ..7
5. PrĂ©sentation de la wilaya de MilaâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.8
6. PrĂ©sentation dâEl MiliaâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ10
Chapitre 2 TracĂ© des variantesâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ....11
1. Types de transfert âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ12
2. CritĂšres de tracĂ© de la conduite de transfert âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ..12
3. Variantes proposĂ©es âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠ14
3.1 Variante 1 âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠâŠ..16
3.2 Variante 2 âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠ..20
3.3 Variante 3 âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠ.22
Chapitre 3 Calcul et dimensionnement des conduitesâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠ29
1. IntroductionâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠ..30
2. ParamĂštres de transfertâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠ..30
2.1 Le dĂ©bit âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠ30
2.2 Le choix de diamĂštre âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..30
2.3 La vitesse âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠâŠâŠâŠ..30
2.4 La pression âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..30
3. Choix du type des conduitesâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠâŠâŠ.31
4. Calcul des paramĂštres du transfert âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠâŠ31
4.1 Le logiciel de calcul (Epanet) âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.32
4.2 Partie refoulementâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠ.33
4.2.1 Calcule de diamĂštre Ă©conomiqueâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.33
4.2.2 simulation sur le logiciel EpanetâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.39
4.3 Partie gravitaire de la retenue Boussiaba vers la station de pompage âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠ42
4.3.1 Choix des pompes âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..42
4.3.2 Courbe caractĂ©ristique de la pompe âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ43
4.3.3 Cavitation â notion de NPSHâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠ.43
4.3.3.1 Les calculs de NPSHd âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..45
4.4 Partie gravitaireâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠ..45
4.4.1 Simulation sur le logiciel EpanetâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.45
4.4.1.1 variante 1 (passage par les galeries)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠ.45
4.4.1.2 variante2 (passe par le col)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ.54
4.4.1.3 variantes 3 (passe par le rĂ©servoir BE2 du col)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.....61
5. Conclusion âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ....70
Chapitre 4 Protection de systĂšme contre le coup de bĂ©lierâŠâŠâŠ.....âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.....71
1. ThĂ©orie des phĂ©nomĂšnes transitoires âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.72
1.1 Description physique du phĂ©nomĂšne âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ73
1.2 Equations gĂ©nĂ©rales âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ74
1.2.1. Equation de continuitĂ©âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.74
1.2.2. Equation de la dynamique âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ..75
1.2.3. Oscillation en masse âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ.75
1.2.4. Propagation par onde Ă©lastique (coup de bĂ©lier)âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠ77
1.2.4.1 Equation dâAllievi âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠ77
2. Dispositifs anti-bĂ©lierâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.79
2.1 Protection basĂ©e sur des systĂšmes sans stockage dâĂ©nergieâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ..79
2.2 Protections avec systĂšme de stockage dâĂ©nergie âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠ81
3. Etude des rĂ©gimes transitoires du transfert âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ85
3.1 Etapes de calcul âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠ..86
3.2 PrĂ©sentation du logiciel CebelmailâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.86
3.2.1 HypothĂšses de calcul âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.....âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ86
3.2.2 ParamĂštres essentiels de la modĂ©lisation âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ.87
4. Programme de calcule le rĂ©servoir dâAir (programme EXCEL)âŠ.âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ..87
5. Dimensionnement âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.87
6. Choix des canalisations (variante 3) âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ.âŠâŠ100
7. Conclusion âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠ.101
Conclusion gĂ©nĂ©raleâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠ.102
RĂ©fĂ©rences bibliographiquesâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ...âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ. 103
Annexes âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠâŠ..âŠâŠâŠ..104
1
Introduction générale
Depuis lâantiquitĂ©, lâhomme au recours aux transferts dâeau interbassins, ces transferts ont
Ă©tĂ© principalement mis en Ćuvre pour lâapprovisionnement en eau potable, lâirrigation et
mĂȘme dans certains cas pour la prĂ©vention des inondations.
De nos jours, la raison principale qui motive la rĂ©alisation dâun transfert est lâassurance de
la sĂ©curitĂ© en eau. Une ressource limitĂ©e dans le temps et dans lâespace, souvent rĂ©partie
inégalement et excentrée par rapport aux pÎles de demande et est souvent source de
conflits.
Lâutilisation Ă©quitable des ressources en eau est un principe moral. Les transferts
contribuent à établir un équilibre entre les besoins au sein des bassins déficitaires et les
ressources des bassins excédentaires. Dans ce sens, il a été prévu un systÚme de transfert
dâeau vers la rĂ©gion de Mila Ă partir du barrage Boussiaba.
La prĂ©sent mĂ©moire portera sur lâĂ©tude du systĂšme de transfert entre le barrage de
Boussiaba (Wilaya de Jijel) et le barrage de BĂ©ni Haroun (Wilaya de Mila). Avec un
volume de 82.8 hm3/an dont 11 hm
3 destinĂ©s Ă lâAEP dâ El Milia, et reste transfĂ©rĂ© Ă la
retenue de BĂ©ni Haroun pour amĂ©liorer lâAlimentation en eau potable et lâirrigation du
Constantinois et des AurÚs et ainsi consolider de développement social et économique de
toute la région.
Un dimensionnement des conduites viendra compléter par la suite le tracé en vue de leur
chois.
Au final, nous analyserons le systÚme en régime transitoire ce qui nous permettra de
parfaire le dimensionnement des installations hydrauliques et concevoir des moyens de
protections adaptées.
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
2
Chapitre 1
PrĂ©sentation de la zone dâĂ©tude
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
3
1. Situation géographique :
Le projet du barrage de Boussiaba et du transfert « Boussiaba â BĂ©niHaroun » se situent
dans les wilayas de Jijel et Constantine. La (figure1.1) ci-aprĂšs montre la situation
gĂ©ographique des deux barrages ainsi que lâitinĂ©raire du transfert.
Le but de ce transfert est dâutiliser les ressources naturelles de lâOued Boussiaba pour
satisfaire les besoins en eau potable de la rĂ©gion dâEl Milia et complĂ©ter les apports dans la
retenue de BENI HAROUNE, dans le cadre de lâalimentation en eau potable et dâirrigation
du Constantinois et des AurĂšs et le renforcement de l'AEP de Mila.
Le barrage de Boussiaba est situĂ© sur lâoued de mĂȘme nom, Ă une distance Ă vol dâoiseau
dâenviron 7 km au Nord-Est de la ville dâEl Milia. Lâoued Boussiaba est un affluent rive
droite de lâoued kebir.Le site de lâouvrage se trouve environ 3 km en amont de la
confluence entre lâoued Boussiaba et son affluent rive droite:lâoued Mâchat (parfois
dénommé sur carte oued Demana di Kouider).
LâaccĂšs au site se fait depuis El Milia par la route de Wilaya n°39 qui relie, sur la rive
droite de lâoued Boussiaba, El Milia Ă Collo dans la wilaya de Skikda. Cette route longe la
rive droite du site de la cuvette.
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
4
Figure 1.1 :Carte de situation de la zone dâĂ©tude.
2. Situation géologique et géotechnique de la région :
Le tracé est situé entre El Milia et le barrage Béni Haroun (wilaya de Mila), la région entre
El Milia Et Mila est caractérisée par :
Des zones montagneuseset talus : le relief montagneux est trÚs accidenté, les montagnes
et les talus occupent la majoritĂ©de la zone dâĂ©tude.
Un réseau hydrographique important :on distingué principalement oued el KEBIR et
dâautre cours dâeaux quâils sont le plus souvent guidĂ© par les failles affectant la rĂ©gion.
Des zones plaines :situĂ©es dans la vallĂ©e et les terrasses dâoued el KEBIR et des autres
cours dâeaux.
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
5
3. Barrage de béni Haroun :
Figure1.2:barrage BeniHaroune (Google earth)
Le barrage de Béni Haroun est un grand complexe hydraulique stratégique en Algérie,
situé dans la wilaya de Mila au nord-est de l'Algérie. Le barrage de 120 m de hauteur, est le
plus important et le plus grand barrage en Algérie avec une capacité de 960 millions de
mĂštres cubes. Le barrage proprement dit est constituĂ© dâune digue renforcĂ©e de 1,5 million
de mÚtres cubes de béton roulé compact Avec sa grande station de pompage d'eau brute,
dont la puissance est de 180 MW, le barrage alimente en eau potable plusieurs régions
limitrophes de la wilaya de Mila, notamment les wilayas de Jijel, Constantine, Oum el
Bouaghie, Batna etKhenchela. Le barrage fournit également une quantité importante d'eau
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
6
dâirrigation pour quelques centaines d'hectares d'exploitations agricoles dans les rĂ©gions
voisines,En juin 2011, le barrage a atteint un niveau des plus élevés depuis le début de son
remplissage graduel en 2005 en atteignant le volume de 851 millions de mĂštres cubes.
Au 12 février 2012, le barrage a atteint un pic historique jamais réalisé depuis sa mise en
service à ce jour: 1 milliard de mÚtres cubes, dépassant ainsi de 40 millions de mÚtres
cubes sa capacité théorique (960 millions de mÚtres cubes).Voire (Figure 1.2 et 1.3).
Figure1.3 : Photo du barrage beni haroun
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
7
4. Le barrage Boussiaba :
Figure 1.4: Barrage Boussiaba (Google earth)
Le barrage de Boussiaba, du nom de l'oued qui l'alimente, se situe Ă une dizaine de
kilomĂštres de la ville d'El Milia, dans la wilaya de Jijel, Ă prĂšs de 400 kms Ă l'est d'Alger.
Petit barrage, si on le compare Ă celui de Ben Haroun, il ne manquera pas de constituer
une sérieuse réserve de la précieuse eau dans la région.
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
8
Le barrage Boussiaba d'une capacité de 150 hm3 pour un volume régularisé de 80 hm3 est
destiné essentiellement pour le transfert vers le barrage de Béni Haroun dans la wilaya de
Mila qui est lui aussi connu pour assurer des transferts vers différentes wilayas de l'est du
pays, notamment Constantine et Batna. Pour rappel, le barrage de Kissir, qui sera érigé sur
le cours de l'Oued, qui sépare les communes de Jijel et à El Aouana à une dizaine de
kilomÚtres à l'ouest du chef-lieu de wilaya, aura une capacité de 68 hm3 pour un volume
régularisé de 48 hm3. Ce futur ouvrage hydraulique devrait assurer l'alimentation en eau
potable de prĂšs de 250 000 habitants du centre de la wilaya, soit entre El Aouana et Chekfa
en passant bien sûr par Jijel. (Voire Figure 1.4 et 1.5)
Figure1.5 :Barrage Boussiaba
5. Présentation de la wilaya de Mila
La wilaya de Mila se situe au Nord Est de l'Algérie et occupe une superficie totale de
3480 , 45 KmÂČ soit 0,14 % de la superficie du pays , la population de la wilaya est
estimĂ©e dans lâannĂ©e 2011 par 810370 .le chef lieu de wilaya est distant de 50 km de
Constantine, de 100 km de Jijel et de 450 km de la capitale -Alger-. (VoireFigure 1.6)
Limites territorialesau nord par la wilaya de Jijel ,au sud par la wilaya de Batna, au lâouest
par la wilaya de SĂ©tif, au sud â Est par la wilaya dâOum El Bouaghie,a lâest par la wilaya
de Constantine, au nord-Est par la wilaya de Skikda
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
9
Le climat de la wilaya est caractérisé par des étés secs et chauds et des hivers froids et
humides.
La pluviométrie varie entre 700mm/an dans la zone montagneux, 350mm/an au sud et 400
Ă 600mm/an dans la partie centrale.
Lâhydrographie est caractĂ©risĂ©e par un rĂ©seau dense constituĂ© de cours dâeau alimentant
lâoued Endja, lâoued El kebir et lâoued El Rhumel.
Figure1.6 :situation géographique de la wilaya de Mila
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
10
6. PrĂ©sentation dâEl Milia
La ville dâEl-Milia se situe au Nord-est de lâAlgĂ©rie dans le nord constantinois. El Milia
fait partie de la Wilaya de Jijel (18000). Elle se trouve aux croisements des routes de
Constantine, Jijel, elle est Ă 72 km de Constantine au Sud, 80 km de Skikda Ă lâEst, 57 km
de Jijel Ă lâOuest et Ă 15 km de la mer mĂ©diterranĂ©e, et ça Population est de 83 931
habitants (recensement 2007). (Voire Figure 1.7)
La région d'El-Milia se caractérise par un relief montagneux trÚs accidenté, les montagnes
occupent 82% de la superficie totale, elles se tiennent jusqu'à 1200 m. Caractérisé par un
littoral vierge et des petites montagnes couvertes par des végétations assez denses et des
sources d'eaux.
Figure 1.7:situation de la DaĂŻra dâEl Milia
Conclusion
Voila dans ce chapitre on à vu généralement les situations géographiques des zones
dâĂ©tude, ces situations on utilise dans les autre chapitre comme des donnĂ©es.
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA ZONEDâETUDE
11
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
11
Chapitre 2
Tracé des variantes
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
12
Les transferts peuvent ĂȘtre envisageables dans le cas de bassins versants avec des
potentialitĂ©s hydrologiques importantes mais prĂ©sentant des difficultĂ©s dâexploitation liĂ©es
Ă la morphologie ou au degrĂ© dâoccupation de leur sol. Nous citerons le cas des oueds
sahel et Soummam faisant partie du bassin versant de la Soummam : malgré les débits
importants dâeau transitant par ces cours dâeau, la topographie et le degrĂ© de
dĂ©veloppement de la vallĂ©e rendent impossible lâimplantation dâouvrages de rĂ©gulation et
de stockage. Seule la solution dâun transfert vers une retenue dâun bassin versant voisin
constitue une option envisageable.
Pour EL MILIA, le barrage de Boussiaba contrÎlant le sous bassin de la région se révÚle
insuffisant et lâexistence dâun important volume dâeau superficielle au sud de la localitĂ©
constitue une ressource intéressante à exploiter pour appuyer le développement de la
région.
Au cours de ce chapitre, nous allons essayer de définir certains critÚres essentiels au tracé
dâun transfert et Ă©tudier les diffĂ©rentes variantes possibles pour le transfert des eaux du
barrage Boussiaba jusqu'Ă la retenue de barrage BĂ©ni Haroun.
1. Types de transfert
Un transfert dâeau consiste Ă user de la technique la plus appropriĂ©e pour transporter lâeau
de sa source jusquâaux lieux de demande Ă travers un rĂ©seau de conduites ou dâouvrages.
Transfert à écoulement gravitaire : la ressource présente une charge supérieure
au point dâarrivĂ©e, lâĂ©coulement peut se faire soit Ă surface libre dans des
canaux ou aqueducs(le tracé doit présenter des faibles pentes, convient surtout
pour des grands débits à transporter tous en minimisant les pertes de charge),
soit en charge dans des conduites forcées.
Transfert par refoulement : lâĂ©coulement sâeffectue Ă pleine section en utilisant
un systĂšme de pompage fournissant lâĂ©nergie nĂ©cessaire Ă lâĂ©lĂ©vation de lâeau et
vaincre les pertes de charge. LâĂ©coulement en charge entraine des pertes de
charge non négligeables.
Un transfert mixte peut facilement ĂȘtre envisagĂ© suivant la nature des terrains et de la
topographie traversée.
2. CritÚres de tracé de la conduite de transfert
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
13
La faisabilitĂ© et la rentabilitĂ© dâun projet de transfert dĂ©pend essentiellement de lâĂ©tude
technico-économique qui justifiera le bon choix des investissements à réaliser. Cette étude
portera sur une comparaison entre plusieurs variantes présentant des caractéristiques
optimales.
Afin de dĂ©finir les variantes les plus technico-Ă©conomiques. Il est essentiel dâappuyer nos
choix et méthodes de tracés sur des critÚres définissant la bonne conduite à avoir lors de la
conception et la projection du tracé{Dupont, 1979 ; Godart , 2000 ;ESHA , 2005}.
CritĂšres techniques
Les critĂšres techniques sont comme suit :
- Avoir des vitesses dâĂ©coulements raisonnables dans les conduites en charge afin de
minimiser les consĂ©quences des phases transitoires et dâĂ©viter lâĂ©rosion interne.
- Dans le but de protéger la conduite contre toute dégradation volontaire ou
involontaire, de minimiser sa maintenance et rĂ©duire lâeffet de la dilatation
thermique ainsi que son impacte environnemental, une pose enterrée de la conduite
devrait ĂȘtre envisagĂ©e dans la mesure du possible en Ă©vitant les excavations
importantes de roche.
- Eviter les zones dâinstabilitĂ©s qui peuvent conduire au dĂ©boitement des joints et Ă
des déformations excessives de la conduite.
- Eviter lâentrĂ©e de polluants par fonctionnement en dĂ©pression (points hauts).
- Rechercher un profil en long aussi rĂ©gulier que possible de tel sorte quâil ne puisse
pas se former des poches dâair au moment du remplissage. Ces derniĂšres peuvent
ĂȘtres trĂšs dangereuses lors de phĂ©nomĂšnes transitoires (coups de bĂ©lier)
- Faciliter la collecte de lâair en des points hauts de façon naturelle ou artificielle.
Pour cela, il se doit de réaliser une montée lente suivie par une descente rapide : les
pentes minimales pour un grand diamĂštre sont de 1/1000 pour les profils ascendants
et de 1/500 pour les profils descendants.
- Projeter le tracé de la conduite prés des routes et chemins pour faciliter le transport
des matĂ©riaux et de la main dâĆuvre.
- Chercher à couper les courbes de niveau aux sections les moins accentuées.
CritĂšres Ă©conomiques
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
14
Les critĂšres Ă©conomiques sont comme suit :
- Limiter la vitesse dâĂ©coulement de telle sorte Ă minimiser les pertes de charge,
rĂ©duisant ainsi le systĂšme de pompage et les couts dâĂ©nergie lors de lâexploitation.
- Avoir un tracé aussi rectiligne et aussi court que possible.
- Recenser les propriĂ©tĂ©s publiques susceptibles dâĂȘtre traversĂ©es et Ă©viter dans la
mesure du possible les zones dâhabitations et les propriĂ©tĂ©s nĂ©cessitant des
indemnisations.
- Minimiser les ouvrages conduisant à des surcouts de réalisation : traversée de rail,
de chaussée, passages aériens et conduites autoportées pour la traversée de
thalwegs profonds, tunnels, butées et contre butées lors de changements brusques
de directionâŠ
- Avoir le moins de piÚces spéciales possible en adoptants un profil régulier optimal
(purges, ventouses, protection anti bĂ©lierâŠ).
- Eviter les terrains rocheux et zones instables nécessitant des frais de pose plus
importants.
3. Variantes proposées
Tout dâabord, nous sommes tentĂ©s de rĂ©aliser un tracĂ© direct entre le prise situĂ©e sur la rive
sud de la retenue face au barrage de Boussiaba et la retenue de BĂ©ni Haroun
AprÚs étude de carte topographique de la région de projet au 1/25000 (voir annexe 1 ), nous
retenons les points particuliers du tracĂ© nĂ©cessitant le plus dâattention :
- Le passage des premiers reliefs à traverser de la région de Ramdan Djamel (Jijel)
au sud de la retenue de Boussiaba ainsi que le contournement des localités
existantes.
- La traversé deux oueds (oued Bazir et oued Damti) qui présente des sections
importantes influencées par la retenue du barrage.
- Le contournement de Djebel Tasslat
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
15
Figure 2.1 : vue en plan du tracĂ© de la conduite â partie refoulement (entre station
de pompage et le rĂ©servoir dâĂ©quilibre)
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
16
3.1 Variante 1 :
Ce tracé correspond à celui de la variante 1 étudiée au stade des études de variantes de
tracé. Les figures 2.1 et 2.2 présentent schématiquement la vue en plan du tracé de la
conduite.
Lâadduction commencĂ©e par une partie de refoulement qui traverse ensuite la terrasse
alluviale et le lit de lâoued Boussiaba pour franchir le col topographique de lâaxe aval du
barrage Ă la cote 51.
Lâadduction longe une piste, traverse lâoued Bazir et passe au sous le pont de la voie ferrĂ©e
« Jijel â Ramdane Djamel ». Lâadduction est en pied de talus en suivant une Ă©troite piste
existante.
Au-delĂ lâadduction reprend la traversĂ©e de la terrasse de lâoued Bazir dans une zone
colonisée par un maquis trÚs dense.
lâadduction commence Ă remonter avec une pente de plus en plus forte vers le col Ă la cote
211 (croisement des routes reliant El Milia Ă Constantine et Skikda).
Au-delĂ lâadduction descend trĂšs fort dans un vallon de Mechtat el Krouz Ă la cote 88 pour
remonter Ă©galement avec une forte pente pour rejoindre la nouvelle route menant vers
Constantine (cote 216), en contournement la ville dâEl Milia par lâEst. Le fond de vallĂ©e
est occupĂ© par un grand nombre dâhabitations. A partir de ce point, la conduite remonte
pour rejoindre la zone du rĂ©servoir dâĂ©quilibre (Cote 258), En ce point le profil en long est
ascendant câest pour ça en a choisie cette cote.
A partir du rĂ©servoir dâĂ©quilibre ça commence la partie gravitaire, la conduite descend vers
la nouvelle route de contournement dâEl Milia, pour descendre dans la vallĂ©e de lâoued
Damti (cote 34)
AprĂšs la conduite traverse lâoued Kebir dont le lit est trĂšs large; elle reste ensuite sur sa
terrasse en rive gauche. AprĂšs environ 1 km , la conduite traverse lâoued Bouhertout et
remonte dans le versant jusquâĂ la cote 140 pour rejoindre lâoued Kebir quâelle retraverse
lâadduction remonte sur le cotĂ© oued. Ensuite elle traverse la route pour aller rejoindre le
remblai de lâancienne voie de chemin de fer. Elle pĂ©nĂštre dans le tunnel ferroviaire puis
ressort par une petit rameau de galerie (passage en galerie n°1) (cote 71) percé à la fin de
lâalignement droit.
La conduite suivra le tracĂ© de la RN 27, cotĂ© montagne. Une fois franchie lâoued Kebir le
tracĂ© suit la terrasse alluviale en longeant lâalignement de la route nationale pour aller
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
17
refranchir encore une fois le lit de lâoued Kebir. Au-delĂ la conduite suit la RN27 cotĂ©
falaise jusquâau un autre franchissement de lâoued.
AprĂšs avoir traversĂ© lâoued la conduite remonte franchement pour aller contourner par le
haut les zones instables relevées dans cette zone. Elle suit une courbe de niveau pour
atteindre la tĂȘte nord de la galerie n°2(cote 107 m).
AprĂšs avoir franchi en tunnel la rive gauche de lâoued Kebir, la conduite traverse la gorge
de Hammam Béni Haroun en aérien et rejoint la RN 27.
Lâadduction longe ensuite la RN 27 cotĂ© montagne jusquâĂ elle pĂ©nĂštre dans la galerie n°3
(cote 106 m) dâune longueur de 700 m environ.
A partir de ce point la conduite est placée en bordure de la route nationale cotée talus pour
rejoindre lâoued Dib dans la retenue de BĂ©ni Haroun Ă cote de 174 m.
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
18
Figure 2.2 : vue en plan du tracĂ© de la conduite variante 1 â partie gravitaire (entre
rĂ©servoir dâĂ©quilibre et la retenue de BĂ©ni Haroun)
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
19
Figure 2.3 : le tracé de la variante 1 sur Google Earth
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
20
3.2 Variante 2 :
La différence entre la premiÚre variante et la deuxiÚme réside essentiellement sur la
deuxiĂšme partie du transfert (aval) (partie gravitaire).
Dans cette variante la partie de refoulement sera la mĂȘme que la premiĂšre variante mais on
remplace le tracé qui passe par les galeries (galerie n°1 et 2 et 3) par un autre qui passe par
le col de Hammam BĂ©ni Haroun, alors les cotes des pointes sera comme suite :
La premiÚre cote est 140m au lieu la galerie n°1, la deuxiÚme cote est 189 au lieu la
galerie n°2, et enfin le passage par le col 223m au lieu la galerie n°3
On aura pour la seconde variante une longueur totale sur plan de 22234 m, avec 19 purges
aux points hauts du tracés et 17 vidanges aux pointes bas (figure 2.4).
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
21
Figure 2.4 : tracés de la variante 2 sur Google Earth
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
22
3.3 Variante 3 :
Dans cette variante on a un seul changement par rapport Ă la deuxiĂšme variante, ce
changement situĂ© au point de col, On a ajoutĂ© un rĂ©servoir dâaĂ©ration BE2 au col (223 m).
On aura pour la variante 3 le mĂȘme tracĂ© de la deuxiĂšme variante ainsi que (la longueur
totale, nombre des purges et des vidanges).
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
23
Figure 2.5 : tracé de la variante 3
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
24
Représentation des profils en long.
Figure 2.6 : Profil en long de la partie refoulement (Barrage boussiaba-BE1)
0
50
100
150
200
250
300
Alt
itu
de
(m)
Distance (m)
profil en long
profil en long
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
25
Figure 2.7 : Profil en long de la variante 1 (entre BE1 et retenue de BĂ©ni Haroun)
0
50
100
150
200
250
300
20
81
,27
55
64
,4
68
99
,91
77
77
,36
93
20
,74
10
23
3,0
6
11
18
4,6
4
12
24
6,7
8
12
94
7,8
5
13
37
7,0
2
13
66
0,6
9
15
47
8,6
9
16
38
2,2
1
17
62
8,1
19
09
7,7
4
21
98
2,6
3
Alt
itu
de
(m)
Distance (m)
profile en long
profile en long
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
26
Figure 2.8 : Profil en long de la variante 2(entre BE1 et retenue de BĂ©ni Haroun)
0
50
100
150
200
250
300
27
70
,66
50
19
,44
83
35
,06
93
59
,66
99
19
,31
10
54
8,0
2
11
84
1,0
6
12
52
6,6
13
00
3,7
2
13
43
9,5
7
14
28
6,2
3
15
01
7,4
4
15
47
8,5
4
15
72
0,4
1
16
14
7,6
8
16
25
2,1
6
17
05
1,5
7
18
24
9,3
5
18
75
3,6
19
74
9,6
8
20
39
8,7
6
20
64
4,3
1
21
97
2,6
3
Alt
itu
de
(m)
Distance (m)
Profil en long
SĂ©rie1
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
27
Figure 2.9 : Profil en long de la variante 3 partie 1(entre rĂ©servoir dâequilibre1 et
réservoir de col)
0
50
100
150
200
250
300
20
81
,27
37
64
,49
63
09
,83
68
99
,91
75
31
,26
87
86
,72
93
20
,74
98
94
,87
10
56
8,8
11
18
4,6
4
11
69
6,9
8
12
49
6,2
7
12
94
7,8
5
13
22
6,7
5
13
38
2,2
9
13
66
0,6
9
15
05
9,3
3
15
93
5,1
6
19
70
5,8
2
Alt
itu
de
(m)
Distance (m)
Profil en long
SĂ©rie1
CHAPITRE 2 TRACE DES VARIANTES
28
Figure 2.10: Profil en long de la variante 3 parti 2 (entre le réservoir de col BE2 et
la retenu de BĂ©ni Haroun)
Conclusion
Dans ce chapitre on a tracĂ©s les variantes par lâutilisation de Google Earth et on a remarquĂ©
les difficultés dans le tracées de la premiÚre variante.
0
50
100
150
200
250A
ltit
ud
e(m
)
Distance (m)
Profil en long
SĂ©rie1
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
29
Chapitre 3
Calcul et dimensionnement des conduites
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
30
1. introduction
Ce chapitre est consacré au dimensionnement des différents ouvrages hydrauliques du
transfert pour chaque variante envisagée en vue de leur comparaison.
Nous allons utiliser le logiciel Epanet pour le dimensionnement des conduites, trouver les
pressions et les vitesses dâĂ©coulement pour qu'ils soient dans les normes en vigueur.
2. ParamĂštres de transfert:
2.1 Le débit :
Les conduites doivent supporter les plus grands dĂ©bits, ce dernier dĂ©jĂ fixĂ© par lâANBT
(Agence National des Barrages et Transferts). Le débit nominal de pompage à partir de la
retenue du barrage de Boussiaba pris en compte est de 3,3 m3/s.
Le piquage destinĂ© Ă lâAEP dâEl Milia, Ă©tant considĂ©rĂ© au droit du rĂ©servoir dâĂ©quilibre
BE1, avec un débit nominal de 0,5 m3/s. Il reste donc 2,8 m
3/s à transférer vers la retenue
de BĂ©ni Haroun.
2.2 Le choix de diamĂštre :
AprÚs avoir calculé le diamÚtre économique de la partie refoulement, il faudrait se référer
aux catalogues ou on trouve les diamÚtres normalisés et commerciaux.
2.3 La vitesse :
Sachant que les fortes vitesses dâĂ©coulements qui sont supĂ©rieurs Ă 4 m/s favorisent la
dégradation des parois internes de la conduite, et que les faibles vitesses qui sont inferieur
à 0.5 m/s favorisent la formation des dépÎts dans les conduites, il est nécessaire donc que
la vitesse dâĂ©coulement dans les conduites doit ĂȘtre dans la limite du possible entre 0.5 et 4
m/s, toute fois, certains cas font lâexception.
2.4 La pression :
Il est nĂ©cessaire de vĂ©rifier les pressions au sol en chaque nĆud, de ce fait la valeur
maximale de la pression au sol ne doit pas aller au delĂ de 6 bars ni au dessous de 1 bars.
Pour déterminer la pression au sol on
đđ = đ¶đ â đ¶đđ
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
31
utilise la formule suivante :
Ps : Pression au sol (m) ;
CTN : cote du terrain naturel ;
Cp : cote piézométrique du point considéré avec :
đ¶đ = đ¶đ đđ â â đ»
CP am : cote piézométrique amont (m) ;
H : La somme des pertes de charge du tronçon (m)
3. Choix du type des conduites:
Le choix de type de conduite sâĂ©tablit suivant des critĂšres technique et Ă©conomique telle
que :
disponibilité sur le marché.
Comportement vis-à -vis des phénomÚnes transitoires.
Resistance a la pression interne externe et la flexion.
Frais de fournitures et de poses.
Nature des terrains traversés.
Pertes de charge et vitesse dâĂ©coulement.
Poids et contraintes de pose.
Dans ce projet, nous disposons dâun dĂ©bit important de 3.3 m3/s (partie refoulement) et 2.8
m3/s (partie gravitaire) imposant de gros diamÚtre, un profil en long trÚs accidenté
engendrant des pressions au sol élevées et des hauteurs géométriques provoquant des
phénomÚnes transitoires importants.
Les terraines traversĂ©s par les conduites sont de type varie (roches calcaires, marneâŠ).
Touts ses contraintes nous conduisent à opter pour une conduite en acier soudé en spirale
dâĂ©paisseur uniforme rĂ©pondant au critĂšre de rĂ©sistance mĂ©canique.
4. Calcul des paramĂštres du transfert :
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
32
4.1 Le logiciel de calcul (Epanet)
a. Présentation :
EPANET est un logiciel de simulation du comportement hydraulique et qualitatif de l'eau
sur de longues durées dans les réseaux sous pression. Un réseau est un ensemble de tuyaux,
nĆuds (jonctions de tuyau), pompes, vannes, bĂąches et rĂ©servoirs.
EPANET calcule le dĂ©bit dans chaque tuyau, la pression de chaque nĆud, le niveau de
l'eau dans les réservoirs, et la concentration en substances chimiques dans les différentes
parties du réseau, au cours d'une durée de simulation divisée en plusieurs étapes. Le
logiciel est Ă©galement capable de calculer les temps de sĂ©jour et de suivre lâorigine de
lâeau.
EPANET a pour objectif dâavoir une meilleure comprĂ©hension de l'Ă©coulement et de
Lâusage de l'eau dans les systĂšmes de distribution. Il peut ĂȘtre utilisĂ© pour diffĂ©rents types
d'application dans l'analyse des systĂšmes de distribution.
EPANET fournit un environnement intégré pour l'édition de données de réseau, pour
lâexĂ©cution de simulations hydrauliques et de simulations qualitĂ©, et pour l'affichage des
résultats sous plusieurs formats (des cartes avec des codes couleurs, des tableaux et des
graphiques).
b. Modélisation hydraulique :
Les principaux facteurs de la modélisation sont :
- Les nĆuds de demande : sont les points du rĂ©seau ou les arcs se rejoignent. Ce sont
des points dâentrĂ©e ou de sortie dâeau et peuvent Ă©galement ne pas avoir de dĂ©bit.
Les donnĂ©es d'entrĂ©e minimales exigĂ©es pour les nĆuds de demande sont:
âą Lâaltitude au-dessus d'un certain plan de rĂ©fĂ©rence (habituellement le niveau de la mer).
⹠La demande en eau (débit prélevé sur le réseau).
Les rĂ©sultats calculĂ©s aux nĆuds de demande, Ă chacun des intervalles de temps d'une
simulation sont:
âąLa charge hydraulique (ou hauteur piĂ©zomĂ©trique): Ă©nergie interne par poids spĂ©cifique de
fluide ou bien somme de l'altitude avec la hauteur de pression.
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
33
- Les tuyaux : sont des arcs qui transportent l'eau d'un point du réseau à l'autre.
EPANET suppose que tous les tuyaux sont pleins Ă tout instant. Lâeau sâĂ©coule de
l'extrémité qui a la charge hydraulique la plus élevée (altitude + pression, ou
Ă©nergie interne par poids d'eau) Ă celle qui a la charge hydraulique la plus faible.
Les données de base pour les tuyaux sont:
âą Le nĆud initial et final;
âą Le diamĂštre;
âą La longueur;
⹠Le coefficient de rugosité (pour déterminer la perte de charge);
Les valeurs calculées pour les tuyaux incluent :
⹠Le débit ;
âąLa vitesse d'Ă©coulement ;
âą La perte de charge ;
La perte de charge ou charge hydraulique perdue Ă cause du frottement de l'eau avec les
parois du tuyau peut ĂȘtre calculĂ©e en utilisant une de ces trois formules :
âą Formule de Hazen-Williams ;
âą Formule de Darcy-Weisbach ; (câest la formule utilisĂ©e dans notre cas)
âą Formule de Chezy-Manning ;
4.2 Partie refoulement
4.2.1 Calcul de diamĂštre Ă©conomique
Pour le cas des conduites de refoulement le principe du dimensionnement technico-
Ă©conomique consiste Ă Ă©valuer les frais d'amortissement et d'exploitation de plusieurs
diamĂštres (respectant la condition de vitesse requise), le bilan minimal de ces frais
détermine le diamÚtre technico-économique de la conduite de refoulement.
Afin de dimensionner cette adduction en refoulement, nous avons Ă©tabli une comparaison
technico-Ă©conomique entre trois (03) diamĂštres.
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
34
RETOUR
LES DIAMETRES CHOISIS
LE DEBIT DU PROJET : Q = 3,3 m3/s
D1 = 1,4 M
LA VITESSE MINIMALE : Vmin = 0,5 m/s
D2 = 1,6 M
LA VITESSE MAXIMALE : Vmax = 2 m/s
D3 = 2,2 M
LE DIAMETRE MAXIMUM : : D max = 2,67090958 M
LE DIAMETRE MINIMUM : D min = 1,33545479 M
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
35
RETOUR
SUIVANT
LA LONGUEUR DE L'ADDUCTION : L = 7146,62 M
LA HAUTEUR
GEOMETRIQUE : Hg = 205 M
LA RUGOSITE DE LA CINDUITE : K = 0,0001 M LE DEBIT DU PROJET : Q = 3,3 m3/s
Re D(m) V (m/s) j (m/m) L (m) ÎH (m) Hmt (m) Î Æ
3002729,75 1,4 2,14480697 0,002005158 7146,62 17,1961239 222,1961239 0,011972897 -2,73514E-05
2627388,54 1,6 1,64211783 0,001018991 7146,62 8,738810115 213,7388101 0,011862623 3,34968E-05
1910828,03 2,2 0,86855819 0,000205355 7146,62 1,761115955 206,761116 0,011749783 0,000290238
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
36
RETOUR
SUIVANT
LE RENDEMENT DE LA POMPE : η = 70 %
PRIX DU Kwh : e = 4,67 Da
LE TEMPS DE POMPAGE : T = 20 heures
D (m) P (Kw) E (Kwh) Fexp (Da)
1,4 8534,479591 62301701,01 290 948 944
1,6 8293,781226 60544602,95 282 743 296
2,2 8094,720823 59091462,01 275 957 128
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
37
LE TAUX D'INTERET : i = 7 % L'AMORTISSEMENT ANNUEL : A = 0,08581052
n = 25 Ans
D (m) Prix ml (Da) L (m) Fraix amort (Da) 1,4 57000 7146,62 34955544
LE BILAN GENERAL
1,6 68000 7146,62 41701351 2,2 108000 7146,62 66231557
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
38
RETOUR
SORTIR
1,4 1,6 2,2
Frais exp,(Da) 290948944 282743296 275957128
Frais amts,(Da) 34955544 41701351 66231557
Bilan (Da) 325 904 488 324 444 647 342 188 685
LE BILAN MINIMUM EST DE : 324444647 Da
LE DIAMETRE ECONOMIQUE CORRESPOND AU BILAN MINIMUM 1,6
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
39
4.2.2 simulation sur le logiciel Epanet
Figure3.1 : simulation partie refoulement.
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
40
Les résultats de la simulation sont résumés dans les tableaux suivants :
Tableau 3.1 : rĂ©sultats des nĆuds de la partie refoulement
Altitude Charge Pression
ID NĆud m m m
NĆud 2 41 343 302
NĆud 3 53 342,7 289,7
NĆud 4 40 341,84 301,84
NĆud 5 81 339,82 258,82
NĆud 6 70 339,63 269,63
NĆud 7 203 337,18 134,18
NĆud 8 108 336,53 228,53
NĆud 10 258 335,68 77,68
NĆud 11 258 261,12 3,12
NĆud 12 255 259,99 4,99
RĂ©servoir 1 45 85 40
RĂ©servoir 9 258 260 2
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
41
Tableau 3.2 : lâĂ©tat des arcs de la partie refoulement
Longueur DiamÚtre Rugosité Débit Vitesse Pert.Charge Unit.
ID Arc m mm mm LPS m/s m/km
Tuyau 2 294,35 1600 0,1 3300 1,64 1,02
Tuyau 3 834,37 1600 0,1 3300 1,64 1,02
Tuyau 4 1971,91 1600 0,1 3300 1,64 1,02
Tuyau 5 183,3 1600 0,1 3300 1,64 1,02
Tuyau 6 2391,8 1600 0,1 3300 1,64 1,02
Tuyau 7 635,08 1600 0,1 3300 1,64 1,02
Tuyau 1 835,81 1600 0,1 3300 1,64 1,02
Tuyau 11 100 1600 0,1 3300 1.64 11,22
Tuyau 8 100 1200 0,1 500 0,44 0,12
Pompe P Sans Valeur Sans Valeur Sans Valeur 3300 0 258
Vanne 10 Sans Valeur 1600 Sans Valeur 3300 1,64 74,55
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
42
Figure 3.2: schĂ©ma de profil en long et de la ligne de charge (retenue de barrage boussiaba â
BE1).
4.3 Partie gravitaire de la retenue Boussiaba vers la station de pompage :
La station de pompage est situĂ© a lâaval de barrage de Boussiaba Ă une longueur de L = 291
m, et ça cote de 41m.
4.3.1 Choix des pompes :
a) Vitesse spécifique
Supposons lâutilisation de trois (3) pompes identique en parallĂšles.
Pour un débit Q = 1.1 m3/s, une HMT = 205 MCE, on calcule la vitesse spécifique
correspondante Ă une vitesse de rotation n = 1000 tr/mn :
đđ =đ đ
12
đ»3
4
0
50
100
150
200
250
300
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Profil en long
piĂšzo
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
43
đđ =1000 1.1
12
2053
4
Ns = 19.36 tr/mn
Cette vitesse spécifique est caractéristique à une famille de pompes géométriquement
semblables de type centrifuge.
b) Type de pompe :
Nous optons pour 4 quatre pompes identiques en parallĂšles, dont une secours, de type KSD
RDLP. Chaque pompe devra fournir un dĂ©bit Q = 1.1 m3/s pour une HMT = 205 m.CE Ă
partir dâune bĂąche dâaspiration dont le niveau minimal du plan dâeau assurant la mise en
charge Ă lâaspiration de la pompe est surĂ©levĂ© de 4m par rapport Ă lâaxe dâaspiration de la
roue.
4.3.2 Courbe caractéristique de la pompe :
On utilise les courbes caractéristiques de la pompe KSB RDLP [Annexe 7]
On obtient Pour chaque groupe de pompage :
Une HMT = 205 M.CE pour un débit Q = 1.1 m3/s.
Un rendement optimal n = 82%
La puissance du groupe avec une majoration de 10 % nous donne :
P = 1.1 đ đ»đđ đ
đ [kW] P = 1.1
9.81 â 205â 1.1
0.82
P = 2967,525 kW
La puissance totale installée de la station est :
Pt = 8902.575 kW
NPSH r = 5 m
4.3.3 Cavitation â notion de NPSH:
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
44
La vitesse de rotation des groupes de pompages et le niveau du radier du bassin dâaspiration
sont des paramĂštres influant du cout de rĂ©alisation et dâexploitation de la station de pompage.
Ces deux paramĂštres ont une relation directe avec le phĂ©nomĂšne de cavitation dâoĂč
lâimportance primordiale de lâĂ©tude de ce phĂ©nomĂšne lors de la conception et la rĂ©alisation
dâune station de pompage [DUINARD/NATHAN, 1985].
La cavitation est un phĂ©nomĂšne trĂšs bruyant engendrĂ© par la formation de poches dâair dans la
zone de faible pression Ă lâentrĂ©e de la roue dâune pompe. Les bulles dâair sont repressurisĂ©es
par les aubes et implosent brusquement prés des parois causant une chute de la hauteur
manométrique, des instabilités, des vibrations et une forte érosion du métal.
La vaporisation du fluide Ă lâentrĂ©e de la roue survient lors dâune baisse de pression Ă ce
niveau en de ça de la pression dâĂ©bullition appelĂ©e tension de vapeur.
Pour Ă©viter ce phĂ©nomĂšne, la pression totale Ă lâentrĂ©e de la pompe PA doit dĂ©passer la
tension vapeur dâune quantitĂ© minimale reprĂ©sentĂ©e par la charge nette Ă lâaspiration requise
NPSHr.
NPSHr = đđŽ đđđ
đđ - hv [m]
Avec,
hv: Tension de vapeur [m].
đđŽ đđđ
đđ : Pression totale Ă lâentrĂ©e de la pompe provoquant le dĂ©but de cavitation [m.CE].
Le NPSH requis dépend uniquement de la conception de la pompe. Il est défini
expérimentalement comme étant la valeur qui limité la chute de la hauteur manométrique à un
certain pourcentage pour un débit constant.
La condition de non cavitation se traduit par la vérification de la condition suivante :
NPSHd > NPSHr
Ou, le NPSHd reprĂ©sente la charge nette Ă lâaspiration disponible dĂ©pendante de lâinstallation.
NPSHd = đđŽ
đđ â hv [m]
NPSHd = đ0
đđ - (Ha + ja+ hv)
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
45
Avec, đ0
đđ : Pression atmosphĂ©rique [M.CE], Ha : hauteur dâaspiration [m], ja : perte de charge
Ă lâaspiration [M.CE].
4.3.3.1 Les calculs de NPSHd :
Tableau 3.3 : les calcules de NPSH d
Q(m3/s) D(m) V (m/s) j (m/m) L (m) ÎH (m) Hmt (m) NPSH(m) ha(m)
3,3 1,6 1,64211783 0,00101888 291 0,35579253 205,355793 13,6442075 -4
3,3 1,8 1,29747582 0,00056225 291 0,19633931 205,196339 13,8036607 -4
3,3 2 1,05095541 0,00033104 291 0,11559969 205,1156 13,8844003 -4
A partir de tableau 3.3 on a : NPSHd max = 13.88 m alors on a choisi le diamĂštre qui
correspondant a cette valeur de NHPSd est D = 2000 mm.
Finalement on vérifier la condition de non cavitation
NPSH d = 13.88 m
NPSH r = 5 m NPSH d > NPSH r pas de risque de cavitation.
4.4 Partie gravitaire
4.4.1 Simulation sur le logiciel Epanet
4.4.1.1 variante 1 (passage par les galeries)
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
46
Figure3.3 : simulation partie gravitaire (variante 1)
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
47
Les résultats de la simulation sont résumés dans les tableaux suivants :
Tableau 3.4 : rĂ©sultats des nĆuds de la variante 1
Altitude Charge Pression
ID NĆud m m m
NĆud 1 33 257,93 224,93
NĆud 2 64 256,38 192,38
NĆud 3 56 256,26 200,26
NĆud 4 134 255,13 121,13
NĆud 5 51 253,78 202,78
NĆud 6 85 253,23 168,23
NĆud 7 73 253,02 180,02
NĆud 8 79 252,79 173,79
NĆud 9 74 252,6 178,6
NĆud 10 81 252,32 171,32
NĆud 11 71 252,13 181,13
NĆud 12 71 251,38 180,38
NĆud 13 63 251,17 188,17
NĆud 14 71 250,98 179,98
NĆud 15 64 250,66 186,66
NĆud 16 70 250,55 180,55
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
48
NĆud 17 61 250,3 189,3
NĆud 18 66 250,05 184,05
NĆud 19 66 249,98 183,98
NĆud 20 73 249,59 176,59
NĆud 21 72 249,34 177,34
NĆud 22 75 249,21 174,21
NĆud 23 68 248,8 180,8
NĆud 24 79 248,43 169,43
NĆud 25 76 248,12 172,12
NĆud 26 82 247,77 165,77
NĆud 27 82 247,77 165,77
NĆud 28 88 247,36 159,36
NĆud 29 85 247,14 162,14
NĆud 30 85 247,14 162,14
NĆud 31 90 246,99 156,99
NĆud 32 73 246,73 173,73
NĆud 33 144 245,82 101,82
NĆud 34 107 244,68 137,68
NĆud 35 107 244,06 137,06
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
49
NĆud 36 138 243,4 105,4
NĆud 37 136 243,33 107,33
NĆud 38 154 242,74 88,74
NĆud 40 154 241,87 87,87
NĆud 41 155 241,39 86,39
NĆud 42 142 240,91 98,91
NĆud 43 145 240,71 95,71
NĆud 44 144 240,55 96,55
NĆud 45 144 240,41 96,41
NĆud 46 174 238,61 64,61
NĆud 47 174 214,08 40,08
RĂ©servoir 01 258 260 2
RĂ©servoir 02 174 214 40
Tableau 3.5 : lâĂ©tat des arcs de la variante 1
Longueur DiamÚtre Rugosité Débit Vitesse Pert.Charge Unit.
ID Arc m mm mm LPS m/s m/km
Tuyau 2 2081,27 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 3 167,51 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 4 1515,71 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
50
Tuyau 5 1799,91 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 6 745,43 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 7 279,17 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 8 310,91 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 9 248,74 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 10 382,61 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 11 246,1 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 12 1009,36 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 13 283,68 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 14 250,34 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 15 435,2 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 16 138,93 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 17 338,19 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 18 335,74 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 19 100,11 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 20 515,73 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 21 330,93 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 22 181,41 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 23 549,8 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 24 249,49 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 25 211,61 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 26 239,97 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 27 1,9 1400 0,1 2800 1,82 1,46
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
51
Tuyau 28 277 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 29 150,27 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 30 5,27 1400 0,1 2800 1,82 1,46
Tuyau 31 99,21 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 32 179,19 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 33 620,22 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 34 778,42 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 35 419,36 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 36 456,47 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 37 47,78 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 38 399,27 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 39 596,81 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 40 324,57 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 41 324,51 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 42 141,32 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 44 97,89 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 45 1230,43 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 43 104,23 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 1 2770,66 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 47 10 1000 0,1 2800 3,57 8,13
Vanne 46 Sans Valeur 1400 Sans Valeur 2800 1,82 24,53
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
52
Figure 3.4 : schéma de profil en long et de la ligne de charge (BE1-retenue de barrage Béni
Haroun) (variante 1).
0
50
100
150
200
250
3002
08
1,2
7
15
15
,71
74
5,4
3
31
0,9
1
38
2,6
1
10
09
,36
25
0,3
4
13
8,9
3
33
5,7
4
51
5,7
3
18
1,4
1
24
9,4
9
23
9,9
7
27
7
5,2
7
17
9,1
9
77
8,4
2
45
6,4
7
39
9,2
7
32
4,5
7
14
1,3
2
12
30
,43
27
70
,66
San
s V
aleu
r
profil en long
ligne piezométrique
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
53
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
54
4.4.1.2 variante2 (passe par le col)
Figure3.5 : simulation partie gravitaire (variante 2)
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
55
Les résultats de la simulation sont résumés dans les tableaux suivants :
Tableau 3.6 : rĂ©sultats des nĆuds de la variante 2
Altitude Charge Pression
ID NĆud m m m
NĆud 2 33 257,93 224,93
NĆud 3 64 256,38 192,38
NĆud 4 56 256,26 200,26
NĆud 5 134 255,13 121,13
NĆud 6 51 253,78 202,78
NĆud 7 85 253,23 168,23
NĆud 8 73 253,02 180,02
NĆud 9 79 252,79 173,79
NĆud 10 74 252,6 178,6
NĆud 11 81 252,32 171,32
NĆud 12 140 252,13 112,13
NĆud 13 71 251,38 180,38
NĆud 14 63 251,17 188,17
NĆud 15 71 250,98 179,98
NĆud 16 64 250,66 186,66
NĆud 18 70 250,55 180,55
NĆud 19 61 250,3 189,3
NĆud 20 66 250,05 184,05
NĆud 21 66 249,98 183,98
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
56
NĆud 22 73 249,59 176,59
NĆud 23 72 249,34 177,34
NĆud 24 75 249,21 174,21
NĆud 25 68 248,8 180,8
NĆud 26 79 248,43 169,43
NĆud 27 76 248,12 172,12
NĆud 28 82 247,77 165,77
NĆud 29 82 247,77 165,77
NĆud 30 88 247,36 159,36
NĆud 31 85 247,14 162,14
NĆud 32 85 247,14 162,14
NĆud 33 90 246,99 156,99
NĆud 34 73 246,73 173,73
NĆud 35 144 245,82 101,82
NĆud 36 189 244,68 55,68
NĆud 37 107 244,06 137,06
NĆud 38 138 243,4 105,4
NĆud 39 136 243,33 107,33
NĆud 40 223 242,74 19,74
NĆud 41 183 241,87 58,87
NĆud 42 155 241,39 86,39
NĆud 43 142 240,91 98,91
NĆud 44 145 240,71 95,71
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
57
NĆud 45 144 240,55 96,55
NĆud 46 144 240,41 96,41
NĆud 47 172 238,61 66,61
NĆud 1 172 216,04 44,04
RĂ©servoir 01 258 260 2
RĂ©servoir 02 174 214 40
Tableau 3.7 : lâĂ©tat des arcs de la variante 2
Longueur DiamÚtre Rugosité Débit Vitesse Pert.Charge Unit.
ID Arc m mm mm LPS m/s m/km
Tuyau 2 2081,27 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 3 167,51 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 4 1515,71 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 5 1799,91 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 6 745,43 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 7 279,17 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 8 310,91 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 9 248,74 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 10 382,61 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 11 246,1 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 12 1009,36 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
58
Tuyau 13 283,68 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 14 250,34 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 15 435,2 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 16 138,93 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 17 338,19 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 18 335,74 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 19 100,11 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 20 515,73 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 21 330,93 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 22 181,41 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 23 549,8 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 24 249,49 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 25 211,61 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 26 239,97 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 27 1,9 1400 0,1 2800 1,82 1,46
Tuyau 28 277 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 29 150,27 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 30 5,27 1400 0,1 2800 1,82 1,46
Tuyau 31 99,21 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 32 179,19 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 33 620,22 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 34 778,42 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
59
Tuyau 35 419,36 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 36 456,47 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 37 47,78 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 38 399,27 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 39 596,81 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 40 324,57 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 41 324,51 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 42 141,32 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 44 97,89 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 45 1230,43 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 43 104,23 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 1 2770,66 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 46 251 1000 0,1 2800 3,57 8,13
Vanne 47 Sans Valeur 1400 Sans Valeur 2800 1,82 22,57
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
60
Figure 3.6: schéma de profil en long et de la ligne de charge (BE1-retenue de barrage Béni
Haroun) (variante 2).
0
50
100
150
200
250
300
20
81
,27
15
15
,71
74
5,4
3
31
0,9
1
38
2,6
1
10
09
,36
25
0,3
4
13
8,9
3
33
5,7
4
51
5,7
3
18
1,4
1
24
9,4
9
23
9,9
7
27
7
5,2
7
17
9,1
9
77
8,4
2
45
6,4
7
39
9,2
7
32
4,5
7
14
1,3
2
12
30
,43
27
70
,66
San
s V
aleu
r
profil en long
ligne piezometrique
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
61
4.4.1.3 variantes 3 (passe par le réservoir BE2 du col) :
a) Sous variante 3 (BE1- réservoir de col)
Figure3.7 : simulation partie gravitaire (variante 3 (partie1))
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
62
Les résultats de la simulation sont résumés dans les tableaux suivants :
Tableau 3.8 : rĂ©sultats des nĆuds (variante 3 (partie1))
Altitude Charge Pression
ID NĆud m m m
NĆud 1 33 257,93 224,93
NĆud 2 64 256,38 192,38
NĆud 3 56 256,26 200,26
NĆud 4 134 255,13 121,13
NĆud 5 51 253,78 202,78
NĆud 6 85 253,23 168,23
NĆud 7 73 253,02 180,02
NĆud 8 79 252,79 173,79
NĆud 9 74 252,6 178,6
NĆud 10 81 252,32 171,32
NĆud 11 140 252,13 112,13
NĆud 12 71 251,38 180,38
NĆud 13 63 251,17 188,17
NĆud 14 71 250,98 179,98
NĆud 15 64 250,66 186,66
NĆud 16 70 250,55 180,55
NĆud 17 61 250,3 189,3
NĆud 18 66 250,05 184,05
NĆud 19 66 249,98 183,98
NĆud 20 73 249,59 176,59
NĆud 21 72 249,34 177,34
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
63
NĆud 22 75 249,21 174,21
NĆud 23 68 248,8 180,8
NĆud 24 79 248,43 169,43
NĆud 25 76 248,12 172,12
NĆud 26 82 247,77 165,77
NĆud 27 82 247,77 165,77
NĆud 28 88 247,36 159,36
NĆud 29 85 247,14 162,14
NĆud 30 85 247,14 162,14
NĆud 31 90 246,99 156,99
NĆud 32 73 246,73 173,73
NĆud 33 144 245,82 101,82
NĆud 34 189 244,68 55,68
NĆud 35 107 244,06 137,06
NĆud 36 138 243,4 105,4
NĆud 37 223 241,93 18,93
NĆud 38 223 225,08 2,08
RĂ©servoir 01 258 260 2
RĂ©servoir 02 223 225 2
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
64
Tableau 3.9 : lâĂ©tat des arcs (variante 3 (partie1))
Longueur DiamÚtre Rugosité Débit Vitesse Pert.Charge Unit.
ID Arc m mm mm LPS m/s m/km
Tuyau 2 2081,27 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 3 167,51 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 4 1515,71 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 5 1799,91 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 6 745,43 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 7 279,17 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 8 310,91 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 9 248,74 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 10 382,61 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 11 246,1 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 12 1009,36 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 13 283,68 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 14 250,34 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 15 435,2 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 16 138,93 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 17 338,19 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 18 335,74 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 19 100,11 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 20 515,73 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 22 330,93 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 23 181,41 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
65
Tuyau 24 549,8 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 25 249,49 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 26 211,61 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 27 239,97 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 28 1,9 1400 0,1 2800 1,82 1,46
Tuyau 29 277 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 30 150,27 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 31 5,27 1400 0,1 2800 1,82 1,46
Tuyau 32 99,21 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 33 179,19 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 34 620,22 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 35 778,42 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 36 419,36 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 37 456,47 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 1 2770,66 1600 0,1 2800 1,39 0,75
Tuyau 38 1000 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 40 10 1000 0,1 2800 3,57 8,13
Vanne 39 Sans Valeur 1400 Sans Valeur 2800 1,82 16,85
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
66
Figure 3.8 : schéma de profil en long et de la ligne de charge (BE1-réservoir BE2 du
col)(variante 3 partie 1).
0
50
100
150
200
250
300
20
81
,27
15
15
,71
74
5,4
3
31
0,9
1
38
2,6
1
10
09
,36
25
0,3
4
13
8,9
3
33
5,7
4
51
5,7
3
18
1,4
1
24
9,4
9
23
9,9
7
27
7
5,2
7
17
9,1
9
77
8,4
2
45
6,4
7
10
00
profil en long
ligne piézométrique
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
67
b) variante 3 (réservoir de col -la retenus de barrage béni Haroun)(variante 3 partie 2).
Figure3.9 : simulation partie gravitaire (variante 3(partie 2))
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
68
Les résultats de la simulation sont résumés dans les tableaux suivants :
Tableau 3.10 : rĂ©sultats des nĆuds (variante 3(partie 2))
Altitude Charge Pression
ID NĆud m m m
NĆud 2 183 224,13 41,13
NĆud 3 155 223,65 68,65
NĆud 4 142 223,17 81,17
NĆud 5 145 222,97 77,97
NĆud 6 144 222,81 78,81
NĆud 7 144 222,67 78,67
NĆud 8 174 220,87 46,87
NĆud 9 174 214,08 40,08
RĂ©servoir 01 223 225 2
RĂ©servoir 02 174 214 40
Tableau 3.11 : lâĂ©tat des arcs (variante 3(partie 2))
Longueur DiamÚtre Rugosité Débit Vitesse Pert.Charge Unit.
ID Arc m mm mm LPS m/s m/km
Tuyau 2 324,57 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 3 324,51 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 4 141,32 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 6 97,89 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
69
Tuyau 7 1230,43 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 5 104,23 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 1 596,81 1400 0,1 2800 1,82 1,47
Tuyau 9 10 1000 0,1 2800 3,57 8,13
Vanne 8 Sans Valeur 1400 Sans Valeur 2800 1,82 6,79
Figure 3.10 : schĂ©ma de profil en long et de la ligne de charge (rĂ©servoir de col BE2â la
retenus de barrage béni Haroun)(variante 3 partie 2).
0
50
100
150
200
250
profil en long
ligne piézométrique
Chapitre 3 CALCUL ET DIMENSIONNEMENT DES CONDUITES
70
5. Conclusion :
Dans ce chapitre on a calculé les diamÚtres économiques pour la partie refoulement par
lâutilisation d'un programme Excel, ensuite, on a dimensionnĂ© les conduites de la partie
gravitaire par le logiciel Epanet. Finalement on a écarté la premiÚre variante car la vétusté
de ces galeries et la nature sismique de la région risque des effondrements et des instabilités
dans ces passages en galeries sachant que la durée de vie du transfert est de 50 ans en
moyenne.
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
71
Chapitre 4 :
Etude de phénomÚne de coup de bélier
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
72
Au cours de lâexploitation du transfert, les conduites et les Ă©quipements sont soumis Ă des
variations transitoires et brusques de la pression de lâeau transportĂ©e suit Ă des
changements de rĂ©gime dâĂ©coulement. Ce phĂ©nomĂšne est connu sous le nom de coup de
bélier.
Le fonctionnement en régime transitoire des installations hydrauliques peut provoquer des
ruptures de conduites et des détériorations importantes des organes traversés. Les origines
possibles des perturbations induisant ces phénomÚnes transitoires sont diverses, elles
peuvent rĂ©sulter dâune action externe, interne et mĂȘme sans aucune action sur les organes
installés [Matringe].
- Actions externes
Ouverture et fermeture des vannes ;
DĂ©marrage et arrĂȘt des pompes,
- Actions internes
RĂ©servoirs en fin de remplissage ;
Fermeture de clapets anti-retours ;
EntrĂ©es et purges dâair.
- Sans action
Cavitation dynamique ;
Turbulence de lâĂ©coulement.
LâĂ©tude des phĂ©nomĂšnes transitoires permettra de parfaire le dimensionnement des
installations hydrauliques et de concevoir des moyens de protections adaptées minimisant
les phénomÚnes transitoires.
Pour lâanalyse des phĂ©nomĂšnes transitoires, nous allons recourir a une simulation sur le
logiciel Cebelmail basé sur la méthode des caractéristiques que nous présenterons par la
suite. et le programme Excel reposant sur la méthode de Bergeron
1. Théorie des phénomÚnes transitoires :
LâĂ©tude des Ă©coulements dans un rĂ©seau est gĂ©nĂ©ralement basĂ©e sur la considĂ©ration dâun
Ă©tat dâĂ©quilibre. Lors de rĂ©gimes transitoires, lâĂ©tude passe par la pose de nombreuses
hypothĂšses simplificatrices permettant dâaboutir a des Ă©quations relativement simples.
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
73
Les premiĂšres mĂ©thodes dâanalyse dâĂ©coulement en rĂ©gimes transitoires Ă©taient des
mĂ©thodes dites graphiques Ă lâexemple de la mĂ©thode de Bergeron, applicable pour des
réseaux de faible nombre de conduites avec des conditions aux limites simple.
Avec le dĂ©veloppement de lâinformatique, des nouvelles mĂ©thodes analytiques et
numĂ©riques ont vu le jour permettant lâanalyse de rĂ©seaux complexes en rĂ©gimes
transitoires, et en rĂ©gimes dâĂ©quilibre comme condition particuliĂšre de lâĂ©coulement.
1.1 Description physique du phénomÚne :
ConsidĂ©rons une pompe munie dâun clapet et refoulant dans une conduit horizontale de
longueur L alimentant un réservoir de grande dimension (niveau constant). Les pertes de
charge sont supposées nulles.
Lors dâun arrĂȘt brusque du group de pompage, le clapet se ferme instantanĂ©ment annulant
la vitesse dâĂ©coulement en ce point.
La colonne dâeau, du fait de son inertie, poursuit son mouvement Ă la vitesse initiale
provoquant une dĂ©pression Ă lâavale du clapet. La perturbation se propage de proche en
proche jusquâĂ lâextrĂ©mitĂ© de la conduite.
Nous somme en prĂ©sence dâun phĂ©nomĂšne de propagation dâondes caractĂ©rise par une
vitesse de propagation c et comportant quatre phases de durée L /c
Phase 1 : lâonde de dĂ©pression se propage vers le rĂ©servoir en laissant derriĂšre elle une
conduite contractĂ©e dans laquelle lâeau est immobile. A lâinstant t = L /c, toute la
longueur de la conduite est en dépression.
Phase 2 : lorsque lâonde attient le rĂ©servoir, il y a rĂ©flexion avec changement de signe
provoquant une onde de surpression qui repart vers le clapet. La conduite reprend sa
section initiale induisant un retour dâeau. A lâinstant t = 2L/c, la conduite a repris sa
forme initiale et lâonde de surpression est rĂ©flĂ©chit sur le clapet.
Phase 3 : la rĂ©flexion de lâonde de surpression entraine une nouvelle onde de mĂȘme
signe annulant le dĂ©bit dâĂ©coulement sur son passage et dilatant la conduite.
Phase 4 : Ă lâinstant de t = 3L/c, une onde rĂ©flĂ©chit sur lâextrĂ©mitĂ© libre du rĂ©servoir
repart repart vers le clapet en annulant la dilatation de la conduite et provoquant un
Ă©coulement dans la direction du rĂ©servoir. Lorsque lâonde attient le clapet Ă t = 4L/c, la
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
74
conduite et lâĂ©coulement deviennent identique Ă ce quâils Ă©taient Ă lâinstant t = 0 et les
quartes phases se répÚtent une nouvelle fois.
Le coup de bélier dans une conduite simple est donc un phénomÚne périodique de période
4L/c comportant une succession de phases de dépression et de phases de surpression.
Figure 4.1 : phases de propagation de lâonde
1.2 Equations générales :
1.2.1 Equation de continuité :
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
75
LâĂ©quation de continuitĂ© pour un Ă©coulement unidimensionnel dans une conduite est
donnée par la relation [frelin, 2002] :
đ(đđŽ)
đđĄ+
đ(đđŽđ )
đđ = 0 (1)
En phases transitoires, on admet une variation de la masse volumique en fonction du
temps :
đđđŽ
đđĄ+ đŽ
đđ
đđĄ+ đđ
đđŽ
đđ + đŽđ
đđ
đđ = 0 (2)
1.2.2 Equation de la dynamique :
LâĂ©quation gĂ©nĂ©rale de la dynamique pour un fluide visqueux sâexprime par la relation :
đđđ
đđĄ= đčđŁ + đđđŁđ (3)
Pour un fluide parfait en Ă©coulement unidimensionnel, on trouve lâĂ©quation dâEuler :
đđđ
đđĄ= đčđ â đđđđ đ
đđ
đđĄ+ đ
đđ
đđ + đ
đđ
đđ +
1
Ï
đđ
đđ = 0 (4)
En posant p = P-đ đ đ, on trouve :
đđ
đđĄ+ đ
đđ
đđ +
1
đ
đđ
đđ = 0 (5)
1.2.3 Oscillation en masse :
Lors dâun changement progressif du rĂ©gime dâĂ©coulement, la masse volumique du fluide
reste pratiquement constante. La variation de pression dans ce cas nâest pas importante et
on peut considérer la conduite comme indéformable. Ce phénomÚne est appelé oscillation
en masse.
Dans ce cas, pour une conduite de section constante, lâĂ©quation de continuitĂ©(2) devient :
đđ
đđ = 0 (6)
En remplaçant dans lâĂ©quation da la dynamique(5) , on trouve :
đđ
đđĄ+
1
đ
đđ
đđ = 0 (7)
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
76
En intĂ©grant lâĂ©quation Ă une date t, on obtient :
âđ = âđâđđđ
đđĄ (8)
Pour une conduite de longueur L et dâextrĂ©mitĂ©s 1 et 2, la relation(8) devient :
đżđđ
đđĄ+
đ2
đ+ đđ2 +
đ2ÂČ
2 â
đ1
đ+ đđ1 +
đ1ÂČ
2 = 0
Cette expression est valable pour un fluide incompressible sâĂ©coulant dans une conduite
indéformable et sans frottement. La détermination des conditions aux limites entraine la
résolution de cette équation.
Pour les petites installations anti-bélier, le traitement simplifié du problÚme comme étant
une oscillation en masse peut aboutir Ă de bonnes estimations. La vitesse dâĂ©coulement
dĂ©pend uniquement du temps t et non de lâespace.
Si un phĂ©nomĂšne transitoire rĂ©duisant la vitesse dâĂ©coulement du fluide de âđ, se propage
Ă une vitesse c sur une distance âđ en un temps âđĄ Ă©gale Ă âđ /đ. On trouve [fox, 1984] :
âđ = âđâđ âÎđ
Îđ /đ
ÎP
Ïg= đ
Îđ
g
Ce qui nous donne, lors dâun arrĂȘt brusque de lâĂ©coulement, la formule dâAllievi (parfois
attribuée à Joukowski) :
Pour t<2L/c âđ» = đđ0
đ (9a)
A tout instant, la pression se repartit linĂ©airement le long de la conduite, câest la une
propriété caractéristique des oscillations en masse.
On constate que lâamplitude du coup de bĂ©lier est proportionnelle Ă la vitesse dâĂ©coulement
dans la conduite et non de la pression statique qui y rĂšgne.
Afin de minimiser la valeur du coup de bĂ©lier, le temps dâarrĂȘt de lâĂ©coulement doit ĂȘtre
supĂ©rieur Ă un aller et retour de lâonde.au temps t=2L/c, il subsistera encore une vitesse
dâĂ©coulement v.
âđ» = đđđ â đ
đ
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
77
Si on a t= n2L/c et que débit varie linéairement Q0-q=Q0/n, on retrouve la formule de
Michaud [Dupont, 1979] :
Pour t>2L/c âđ» =2đżđ0
đđĄ (9b)
Pour des installations importantes, il est nécessaire de prendre en compte la compressibilité
de lâeau et lâĂ©lasticitĂ© de la conduite. Il est question dâun phĂ©nomĂšne transitoire dit coup de
bélier.
1.2.4 Propagation par onde élastique (coup de bélier) :
1.2.4.1 Equation dâAllievi :
Afin de simplifie les équations fondamentales, Allievi décide de négliger les termes non
linĂ©aires et celui de la dissipation dâĂ©nergie.
Suite Ă un Ă©branlement, supposons la propagation dâune onde dâamplitude modĂ©rĂ©e au sein
dâun fluide parfait.
Formule de la célérité C= 1
đ(2đ
đž+
1
đ) / k=0.5 pour une conduite en acier
A partir de la relation P= đđâ et des dĂ©veloppements prĂ©cĂ©dant, on trouve les Ă©quations
simplifiĂ©es dâAllievi [fox, 1984] :
đđ
đđ = â
đ
đÂČ
đđ»
đđĄ Ăquation de continuitĂ©
đđ
đđĄ= âđ
đđ»
đđ Ăquation de la dynamique
En dérivant la premiÚre équation par rapport à t, et la deuxiÚme par rapport à s, on trouve :
đ2đ
đđ đđĄ= â
đ
đÂČ
đÂČđ»
đđĄÂČ et
đ2đ
đđ đđĄ= âđ
đÂČđ»
đđ ÂČ
DâoĂč : đÂČđ»
đđĄÂČ= đÂČ
đÂČđ»
đđ ÂČ
Riemann donne la solution de cette Ă©quation sous la forme suivante :
H=H0+F(t+ đ
đ)+f(t-
đ
đ) (10)
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
78
V = V0 - đ
đ[F(t+
đ
đ )- f(t-
đ
đ )] (11)
F et f sont des signes fonctionnels.
Pour un observateur se déplaçant à vitesse constante c dans le sens contraire de
lâĂ©coulement de tel sorte quâĂ un instant on a :
s(t) = s° - (t-t°)c et F(t+đ (đĄ)
đ) = F(t+
đ 0â(đĄâđĄ0)đ
đ) = F (t0+
đ 0
đ)
on remarque que la valeur F reste constant. Elle représente des ondes se propageant dans le
sens inverse du courant Ă lâinverse du second terme f.
la valeur du coup de bélier étant représentée par b, les équations (10) et (11) deviennent :
b = H-H0 = F (t+ đ
đ)+f(t-
đ
đ) (12)
-c(đŁâđŁ0)
đ= F (t+
đ
đ) - f(t-
đ
đ) (13)
Lâaddition de deux Ă©quations (12) et(13) donne :
B- đ
đ (V-V0) = 2F
La soustraction des deux Ă©quations (12) et(13) donne :
B+ đ
đ (V-V0) = 2f
En termes de débit, on trouve :
b = đ
đđŽ (Q-Q0) + 2F (14)
b = - đ
đđŽ (Q-Q0) + 2f (15)
Pour un observateur se dĂ©plaçant dans le sens inverse de lâĂ©coulement, la valeur de F reste
constante. La relation (14) représente donc une droite caractéristique de la conduite en
régime transitoire de pente +c/gA.
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
79
Si lâobservateur se dĂ©place dans le sens de lâĂ©coulement, on dĂ©duit la droite caractĂ©ristique
de la conduite en rĂ©gime transitoire de pente âc/gA reprĂ©sentĂ©e par lâĂ©quation (15).
Ces droites sont Ă la base de la mĂ©thode graphique de Schnyder-Bergeron. Lâintersection
de deux droites caractéristiques correspond au croisement de deux ondes selon les
conditions limites et donnant ainsi la valeur du coup de bélier et la pression au point de
rencontre (figure 4.2).
Figure 4.2 : droite de Bergeron
2. Dispositifs anti-bélier :
Supposons un arrĂȘt progressif de lâĂ©coulement avec une rĂ©paration linĂ©aire de la valeur du
coup de bélier le long de la conduite. Il y aura une dépression maximale prés de la pompe
pour les conduites de refoulement et une surpression maximale prés de la vanne de
régulation pour les conduites à écoulement gravitaire.
On constate que les dispositifs de protection doivent ĂȘtres installĂ©s Ă lâaval des stations de
pompage et Ă lâamont des vannes de rĂ©gulation gravitaires oĂč la variation de pression est
importante. Lors de conduite de refoulement avec profile accidenté présentant des points
hauts, il sâavĂšre nĂ©cessaire dans certains cas de prĂ©voir des dispositifs de protection locale
(entrĂ©es dâair, soupapes de dĂ©charge, cheminĂ©e dâĂ©quilibreâŠ).
2.1 Protection basĂ©e sur des systĂšmes sans stockage dâĂ©nergie
- Vannes de régulation
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
80
De la formule de Michaud (9b) Ă©tablie prĂ©cĂ©demment, on voit bien lâintĂ©rĂȘt dâadopter une
fermeture progressive de la vanne de régulation aval pour les conduites gravitaires pour
t > 2L /c, on a : DH=2LV 0 /gt
On a vu, au cours du chapitre prĂ©cĂ©dent, que lâarrĂȘt et le dĂ©marrage des pompes Ă©taient
gĂ©nĂ©ralement accompagnĂ©s par une manĆuvre sur la vanne de rĂ©gulation placĂ©e en aval.
Pour les installations importantes, la mise en marche des pompes sâeffectue Ă vanne
fermée.
Lâouverture de la vanne se fait progressivement jusqu'Ă atteindre le point de
fonctionnement du rĂ©seau diminuant ainsi lâamplitude du coup de bĂ©lier qui en rĂ©sulte. La
fermeture progressive de la vanne doit aussi prĂ©cĂ©der tout arrĂȘt de groupes de pompage.
- By-pass
Suite Ă une coupure dâalimentation ou dâune disjonction dâun relais de sĂ©curitĂ©, lâarrĂȘt des
groupes de pompage ayant une faible inertie sâeffectuer brutalement provoquant un coup
de bélier dont il est souvent nécessaire de réduire.
On dispose dâun by-pass muni dâun clapet entre lâaspiration et le refoulement de la pompe
lorsque la dĂ©pression provoquĂ©e par nu arrĂȘt brutal de la pompe, peut devenir acceptable
en Ă©vitant les pertes de charge Ă travers la pompe et uniquement pour des hauteurs de
refoulement faibles.
- Clapets dâentrĂ©e dâair
Positionnées aux points hauts du profil de la conduite ou la dépression admissible est
dépassée.
Parfois associĂ© Ă des ventouses : ils permettent lâentrĂ©e dâair pour lutte contre les pressions
relatives négative.
Il est nĂ©cessaire lors de lâĂ©tude de connaitre le diamĂštre de la ventouse : ses coefficients de
perte de charge Ă lâentrĂ©e et Ă la sortie ainsi que la cote de lâorifice par rapport Ă la
génératrice supérieure de la conduite.
Les ventouses et entrĂ©es dâair nâont pas un comportement linĂ©aire en fonction du tempe et
de la pression : le dĂ©but de lâouverture se produit aprĂšs lâinstallation dans la conduit de
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
81
lâonde de dĂ©pression, en tenant compte du dĂ©placement des composants mĂ©caniques et de
la mise en dĂ©bit.de plus, elles perdent leurs Ă©tanchĂ©itĂ© avec lâĂąge.
Ces Ă©quipements doivent ĂȘtre soumis Ă des contrĂŽles rĂ©guliers au risque de mal protĂ©ger
la conduite et installation du coup de bĂ©lier. LâĂ©tude et la fabrication de ces Ă©quipements
doit ĂȘtre confiĂ©es Ă des spĂ©cialiste.
- Soupapes de décharge
Faisant intervenir des composants mĂ©caniques, elles permettent dâĂ©liminer localement les
surpressions dĂ©passants une valeur donnĂ©e dite pression du volume dâeau libĂ©rĂ© en cas de
suppression peu ĂȘtre important
Comme pour les clapets dâentrĂ©e dâair, lâutilisation des soupapes nĂ©cessite un entretient
régulier et contrÎle rigoureux
Figure 4.3 : Soupapes de décharge
2.2 Protections avec systĂšme de stockage dâĂ©nergie
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
82
- Volant dâinertie
Pour de faibles dĂ©passements de la valeur limite de dĂ©pression Ă lâaval de la pompe,
lâalimentation dâune conduite en cas disjonction du groupe de pompage peut ĂȘtre prolongĂ©e
en augmentant lâinertie du moteur grĂące un volant dâinertie.
Ce dispositif permet de protéger efficacement les petites installations de faible hauteur
manomĂ©trique avec des refoulements de courte distance .Lâaugmentation de la longueur de
la conduite Ă protĂ©ger entrainera lâutilisation de volants plus lourd, et par consĂ©quent, un
surdimensionnement inadmissible du moteur dâentrainement.
Lâutilisation des volants dâinertie reste limitĂ©e Ă la rĂ©duction de la dĂ©pression en aval des
pompes dans le cas de conduites nâexcĂ©dant pas les centaines de mĂštres.
- CheminĂ©es dâĂ©quilibre
Généralement utilisée dans les installations hydroélectriques et les conduites à écoulement
gravitaire à basse pression, elles constituent une protection complémentaire à la fermeture
progressive de la vanne de régulation aval.
Lâutilisation des cheminĂ©es dâĂ©quilibre pour les conduites de refoulement se limite Ă de
faibles hauteurs manomĂ©trique .Lâinstallation de ce dispositif prĂ©s de la station de
pompage exige une hauteur total supérieure a la charge donnée par les pompes.
Cependant, elles peuvent ĂȘtre utilisĂ©es, en combinaison Ă certains points hauts sur la
conduite
Elles permettent de transformer les transitoires de hautes fréquences net de pressions
élevées, en transitoires de basses fréquences et faibles pression. Le régime transitoire dans
une conduite avec cheminĂ©e dâĂ©quilibre se rĂ©duite donc Ă un phĂ©nomĂšne dâoscillation en
masse entre deux surfaces jusquâĂ obtention des conditions statiques.
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
83
Figure 4.4 : CheminĂ©es dâĂ©quilibre
- RĂ©servoir dâair
Les rĂ©servoirs dâairs sont des dispositifs simple protĂšgent lâinstallation de surpression et
dépression en régime transitoire.ils sont conçus suivant le principe de la compressibilité
des gaz : les transitoires thermique étant peu en connus en détailles, en utilise généralement
une loi dite poly tropique.
P Vᔧ =constante
Ou P reprĂ©sente la pression du gaz, V sont volume et ᔧ un exposant entre 1(isotherme â
vidanges lentes) et 1.4 (isentropique-vidanges rapide).
Dans le cas de surpression dans la conduite, lâeau pĂ©nĂštre dans le rĂ©servoir et comprime le
gaz emprisonnĂ© Ă lâintĂ©rieur. Comme une baisse de pression survient, lâeau rissole du
rĂ©servoir Ă Ă©vitant ainsi de phĂ©nomĂšne de cavitation et lâĂ©crasement de la conduite par
dépression.
Avec le temps, le gaz contenue dans le rĂ©servoir se dessous dans lâeau et sâĂ©vacue Ă travers
la conduite.il est indispensable dans ce cas de prévoir un systÚme réservoir-compresseur
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
84
permettant de rĂ©guler le volume dâair en fonction des niveaux dâeau et de la pression Ă
lâintĂ©rieur du rĂ©servoir.
Lâutilisation de rĂ©servoirs dâair Ă proximitĂ© des pompes peut entrainer des coups de clapet.
Lors de lâarrĂȘt du pompage, lâĂ©coulement dans la conduite sâannule puis sâinverse
entrainant la fermeture du clapet situe Ă lâaval de la pompe.
Si la fermeture du clapet ne sâeffectue pas avant lâinversement de lâĂ©coulement, le battant
est appliqué brusquement et bruyamment sur son siÚge, soumettant le matériel à des
contraintes importantes. Or, lâinstallation dâun rĂ©servoir dâair provoquera un retour dâonde
plus rapide vers le clapet, et donc, diminuera le temps dâinversement du dĂ©bit.
Il est donc prĂ©fĂ©rable dâĂ©loigner le dispositif anti-bĂ©lier du clapet de pompe et dâadopter
des clapets Ă fermeture plus rapide (clapets Ă ressort, clapets Ă battants multiplesâŠ)
Il existe des rĂ©servoirs dâair Ă©quipĂ© de vessie, empĂȘchant la dissolution du gaz. Ils sont
utilisĂ©s essentiellement pour les eaux claires et pour les eaux potables ou lâutilisation de
compresseurs est exclut. Le recourt Ă une vessie est dĂ©conseillĂ© dans le cas dâune eau
chargée en particules solides ou contenant des matiÚres fermentescibles provoquant des
poche dâair.
Figure 4.5 : rĂ©servoir dâair
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
85
- Anti-bĂ©lier Ă rĂ©gulation dâair automatique ARAA
La conception dâun rĂ©servoir dâair pour la protection dâune conduite de faible pente
conduit souvent Ă adopter des volumes dâair et des cheminĂ©es dâĂ©quilibre en un duel
équipement appelé ARAA.
Lorsque le niveau dâeau dans le rĂ©servoir nâattient pas le flotteur, lâĂ©quipement fonctionne
Ă la pression atmosphĂ©rique dâune maniĂšre identique Ă une cheminĂ©e dâĂ©quilibre. Une fois
que le flotteur obstrue le tube plongeur, lâair enfermĂ© se comprime avec lâaugmentation de
la pression dans la conduite
Ce systĂšme particuliĂšrement adaptĂ© aux refoulements dâeffluents chargĂ©s avec des profils
plats permet une protection contre les dĂ©pressions Ă lâarrĂȘt des pompes identique aux
rĂ©servoirs dâair, puis fonctionne Ă la pression atmosphĂ©rique transformant le phĂ©nomĂšne
transitoire en oscillation en masse. Il prĂ©sente lâavantage de ne nĂ©cessiter aucun control de
quantitĂ© dâair, mais il est conseillĂ© dâeffecteur un arrĂȘt de pompage journalier afin de
renouveler lâair.
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
86
Figure 4.6 : anti-bĂ©lier Ă rĂ©gulation dâair automatique
3. Etude des régimes transitoires du transfert :
Au cours de lâĂ©tude, nous allons dĂ©terminer Ă lâaide dâun logiciel de simulation les
pressions minimales et maximales le long de la conduite de transfert Ă la suite dâune
manĆuvre ou dâun Ă©vĂ©nement exceptionnel. Puis, on Ă©tablira un choix dâĂ©quipement de
protection adĂ©quat afin de rĂ©duire lâamplitude des rĂ©gimes transitoires Ă des limites
admissibles.
Lâanalyse des rĂ©gimes transitoires sâeffectuera Ă lâaide du logiciel Cebelmail.
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
87
3.1. Etapes de calcul :
a) Définir le régime permanent initial. Dans le cas ou il existerait plusieurs régimes
permanents, on prendra le cas le plus dĂ©favorable pour lâĂ©tude du rĂ©gime
transitoire ;
b) DĂ©terminer les Ă©lĂ©ments susceptibles dâengendrer un phĂ©nomĂšne transitoire ;
c) Effectuer le calcul en régime transitoire suivant les différents scenarios
envisageables sans dispositifs de protection et Ă©valuer lâamplitude du coup de
bélier ;
d) Choisir et dimensionner les protections anti-bélier aux sections présentant des
surpressions ou dĂ©pressions excessives. Le dimensionnement sâeffectue par calculs
successifs jusquâĂ obtention de courbes enveloppes des pressions minimales et
maximales admissibles le long de la conduite.
3.2.Présentation du logiciel Cebelmail :
Cebelmail est un logiciel de modélisation des phénomÚnes transitoires par la méthode des
caractéristiques causées par une large gamme de composants. Le logiciel à été développé
dans les années 80 par une équipe du CEMAGREF, notamment par Maurice Meunier,
auteur de lâouvrage « les coups de bĂ©liers et la protection des rĂ©seaux dâeau sous
pression », puis traduit du FORTRON au C++ et amélioré par la société DIADEME en
1993.
Les potentialités de modélisation du logiciel sont multiples :
- SimplicitĂ© de la gestion des rĂ©seaux par une combinaison de nĆuds et dâarcs ;
- Analyse des régimes transitoires par la méthode de caractéristiques ;
- Traitement des réseaux ramifiés et maillés ;
- Modélisation en transitoire des pompes, vannes de régulation, soupapes de
dĂ©charge, cheminĂ©es dâĂ©quilibre et rĂ©servoirs dâair ;
- Analyse de la cavitation /séparation de liquide.
3.2.1. HypothĂšses de calcul :
La rĂ©alisation des Ă©quations caractĂ©ristiques sâeffectue par pas de temps sur une durĂ©e
limitĂ©e par lâutilisateur et reposant sur les hypothĂšses suivantes :
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
88
- Ecoulement dâun liquide unidimensionnel ;
- Pas de réactions chimiques ;
- La vitesse de propagation de lâonde reste constante pendant le rĂ©gime transitoire ;
- Fluide newtonien
3.2.2. ParamÚtres essentiels de la modélisation
- La représentation respectueuse du profil de la conduite avec ses points hauts, ses
points bas, les nĆuds correspondant aux changements importants de pente et aussi
ceux sur lesquels sont placés des équipements ;
- La schĂ©matisation du rĂ©seau de façon Ă retenir que les nĆuds et tronçons important.
Il en rĂ©sultera une simplification des calculs et une rĂ©duction du temps dâexĂ©cution
significative ;
- Bien définir les extrémités des conduites (niveaux des réservoirs, ouvertures libres,
bouts morts âŠ) ;
- La représentation fidele du fonctionnement et des caractéristiques des équipements
suivant les données proposées par le logiciel.
4. Programme de calcul de volume de rĂ©servoir dâAir (programme EXCEL) :
Câest un programme pour le calcul de volume dâun rĂ©servoir dâAir et pour dĂ©terminer le
volume dâair du rĂ©servoir. [Programme EXCEL]
5. Dimensionnement :
- Partie refoulement :
Dans cette partie on utilise le programme Excel.
Protection anti-bélier:
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
89
Tableau 4.1 : tableau des donnĂ©es pour la dĂ©termination du volume dâair du rĂ©servoir
dâair
Page des données sur la conduite
DiamĂštre (m) 1,600 DiamĂštre de projet
Section ( m2 ) 2,0096
DĂ©bit ( m3/s ) 3,300 DĂ©bit de projet
Vitesse ( m/s ) 1,642
Epaisseur ( m ) 0,0125
coefficient du matériaux (sans dimension) 0,500 Acier Fonte Béton
célérité de l'onde ( m/s ) 934 0,5 1 5
H0 (hauteur géométrique) ( m ) 213 Amiante-ciment
Longueur (m) 7146,6 4,4
pertes de charges ( m ) 12,82
Hmt ( m ) 225,82
aV0/g ( m ) 156
Hmax ( m ) 369,380
Hmin ( m ) 56,620
DT(s) 15,300
DiamĂštre de la tubulure ( m ) 0,800
DiamĂštre de la tuyĂšre ( m ) 0,400
k (montée) (sans dimension) 17
m (sans dimension ) 0,212
c (sansdimension ) 0,61
Choisir au
Diagramme
V1 ( m/s ) 28,56
Delta h1 ( m ) 25,36
k' (déscente) (sans dimension ) 32,00
m' (sans dimension ) 0,125
c' (sans dimension ) 0,78
Choisir au
Diagramme
V2 ( m/s ) 52,55
Delta h2 ( m ) 109,78
a/g((m)/(m/s)) 95,23
Echelle :
Vitesse (1cmâŠ. 0,20 m/s)
Charge (1cm⊠10,00 m)
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
90
Tangente (Echelle de l'Ă©pure ) 1,90
Angle de l'épure (°) 62,30
Tableau 4.2 : DĂ©termination le volume dâair du rĂ©servoir (programme Excel)
Uo = 44,466 (m3) Pression Max = 300,000
U cal = 76,300 (m3) pression min = 108,118
Umaj = 150,000 (m3)
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
91
Figure 4.7 : Ă©pure de Bergeron
0
50
100
150
200
250
300
350
-2,000 -1,500 -1,000 -0,500 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000
Pre
ss
ion
s (
mc
e)
Vitesse (m/s)
L'EPURE DE BERGERON
Courbe pressions
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
92
Figure 4.8 : Les enveloppes de pressions
Conclusion sur les résultats : On opte pour un réservoir d'air de 150 m3 en capacité
totale.
- Partie gravitaire
Dans cette partie on utilise logiciel Cebelmail. Les résultats des simulations sont :
Variante 2 :
- Modélisation en régime permanent (variante 2)
Tableau 4.3 : les calculs de régime permanent (variante 2)
Temps z:R1 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:6
Distance 0 2770.66 6535.15 10548.02 13003.72 14581.59 19152.87
Zmax 260 257.9479341 255.1597965 252.1876984 250.368905 249.2002689 242.5496772
Zmin 260 257.9479341 255.1597965 252.1876984 250.368905 249.2002689 242.5496772
Zsol 258 33 134 140 61 68 223
Temps z:7 z:8 z:9 z:10 z:11 z:R2
Distance 20398.76 20540.08 21972.63 21972.63 21972.63 22223.63
Zmax 240.7370764 240.531475 238.4473093 216.0271 216.027072 214
Zmin 240.7370764 240.531475 238.4473093 216.0271 216.027072 214
Zsol 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000
Profil en long
ligne piĂšzo
ZMAX
ZMIN
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
93
Figure 4.9 : courbe enveloppe de pression en régime permanent variante 2
- Modélisation de la variante 2 en régime transitoire
- cas de fermeture de la vanne (variante 2)
a. temps de fermeture (100 s) :
Tableau 4.4 : les calculs de la variante 2 en régime transitoire (temps de fermeture
100s)
Temps z:R1 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:6
Distance 0 2770.66 6535.15 10548.02 13003.72 14581.59 19152.87
Zmax 260.0000144 333.1985819 352.826598 355.2853299 357.8935433 359.1737224 363.9006949
Zmin 259.999972 211.0403879 199.1411415 196.9227991 195.1365115 190.6655062 192.793955
Zsol 258 33 134 140 61 68 223
Temps z:7 z:8 z:9 z:10 z:11 z:R2
Distance 20398.76 20540.08 21972.63 21972.63 21972.63 22223.63
Zmax 364.9047583 364.9773006 365.5940294 364.8142851 222.4710178 214.000028
Zmin 189.8926602 189.3818792 185.3919441 211.8409063 189.2946663 213.9999998
Zsol 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
94
Figure 4.10 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps de
fermeture 100s) variante 2
b. temps de fermeture (200 s) :
Tableau 4.5 : les calculs en régime transitoire (temps de fermeture 200s)
Temps z:R1 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:6
Distance 0 2770,66 6535,15 10548,02 13003,72 14581,59 19152,87
Zmax 260,000014 333,198582 352,826598 355,28533 357,893543 359,173722 363,900695
Zmin 259,999972 211,040388 199,141142 196,922799 195,136512 190,665506 192,793955
Zsol 258 33 134 140 61 68 223
Temps z:7 z:8 z:9 z:10 z:11 z:R2
Distance 20398,76 20540,08 21972,63 21972,63 21972,63 22223,63
Zmax 364,904758 364,977301 365,594029 364,814285 222,471018 214,000028
Zmin 189,89266 189,381879 185,391944 211,840906 189,294666 214
Zsol 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
95
Figure 4.11 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps de
fermeture 200s) variante 2
- cas dâouverture de la vanne (variante 2)
a. temps dâouverture (100 s) :
Tableau 4.6 : les calculs de la variante 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture
100s)
Temps z:R1 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:6
Distance 0 2770,66 6535,15 10548,02 13003,72 14581,59 19152,87
Zmax 260 260 260 260 260 260 260
Zmin 259,999999 258,458266 257,329623 257,030234 256,95798 256,691895 255,457647
Zsol 258 33 134 140 61 68 223
Temps z:7 z:8 z:9 z:10 z:11 z:R2
Distance 20398,76 20540,08 21972,63 21972,63 21972,63 22223,63
Zmax 260 260 260 260 214,634918 214,000002
Zmin 254,981151 254,920782 254,212841 254,136888 213,678528 214
Zsol 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
96
Figure 4.12 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps
dâouverture 100s) variante 2
b. temps dâouverture (200 s) :
Tableau 4.7 : les calculs de la variante 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 200s)
Temps z:R1 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:6
Distance 0 2770,66 6535,15 10548,02 13003,72 14581,59 19152,87
Zmax 260 261,252945 261,208022 261,069503 261,41061 261,208421 261,077797
Zmin 259,999995 257,710212 254,923951 251,729244 249,392962 247,496492 236,314211
Zsol 258 33 134 140 61 68 223
Temps z:7 z:8 z:9 z:10 z:11 z:R2
Distance 20398,76 20540,08 21972,63 21972,63 21972,63 22223,63
Zmax 260,983586 260,961831 260,701021 260,505519 218,550774 214,000009
Zmin 231,254264 230,561379 220,99111 218,550774 213,678528 214
Zsol 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
97
Figure 4.13 : courbe enveloppe de pression en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture 200s)
variante 2
Variante 3 : (variante 3 partie 2 ââ rĂ©servoir de col â bĂ©ni Haroun ââ)
- Modélisation en régime permanent (variante 3 partie 2)
Tableau 4.8 : les calculs de régime permanent (variante 3 partie 2)
Temps z:R2 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:R3
Distance 0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax 227 225,187467 224,981873 222,897785 216,027024 216,026996 214
Zmin 227 225,187467 224,981873 222,897785 216,027024 216,026996 214
Zsol 223 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
98
Figure 4.14 : courbe enveloppe de pression en régime permanent (variante 3 partie
2)
- Modélisation en régime transitoire (variante 3 partie 2)
- cas de fermeture de la vanne (variante 3 partie 2)
a. temps de fermeture (100 s) :
Tableau 4.9 : les calculs de la variante 3 partie 2 en régime transitoire (temps de fermeture
100s)
Temps z:R2 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:R3
Distance 0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax 227,000004 298,483093 301,964525 323,532584 322,247171 226,010901 214,000028
Zmin 226,999972 203,641956 203,438284 205,460965 209,204524 188,364467 214
Zsol 223 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
99
Figure 4.15 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps de fermeture
100s) (variante 3 partie 2)
b. temps de fermeture (200 s) :
Tableau 4.10 : les calculs de la variante 3 partie 2 en régime transitoire (temps de
fermeture 200s)
Temps z:R2 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:R3
Distance 0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax 227,000004 298,483093 301,964525 323,532584 322,247171 226,010901 214,000028
Zmin 226,999972 203,641956 203,438284 205,460965 209,204524 188,364467 214
Zsol 223 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
100
Figure 4.16 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps de
fermeture 200s) (variante 3 partie 2)
- cas dâouverture de la vanne (variante 3 partie 2)
a. temps dâouverture (100 s)
Tableau 4.11 : les calculs de la variante 3 partie 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture
100s)
Temps z:R2 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:R3
Distance 0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax 227 227,544678 227,508097 227,586916 227,577272 216,712815 214,000005
Zmin 226,999996 223,333786 222,8728 216,896362 216,712815 213,42641 214
Zsol 223 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
300
350
0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
101
Figure 4.17 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps
dâouverture 100s) (variante 3 partie 2)
b. temps dâouverture (200 s)
Tableau 4.12 : les calculs de la variante 3 partie 2 en rĂ©gime transitoire (temps dâouverture
200s)
Temps z:R2 z:1 z:2 z:3 z:4 z:5 z:R3
Distance 0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax 227 227,544678 227,508097 227,586916 227,577272 217,602001 214,000027
Zmin 226,999973 219,488911 218,969361 215,252565 215,011577 213,42641 214
Zsol 223 142 145 172 172 172 174
0
50
100
150
200
250
0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
102
Figure 4.18 : courbe enveloppe de pression en régime transitoire (temps
dâouverture 200s) (variante 3 partie 2)
6. Choix des canalisations (variante 3) :
Partie refoulement Partie gravitaire
Tronçon
(PK)
Station de pompage - R1 R1-N25 N25-N48 N48-R2
DiamĂštre 2000 1600 1400 1000
PN
(bars)
30 30 25 25
PMF
(bars)
26 25.5 24.6 24.3
0
50
100
150
200
250
0 1245,89 1387,21 2819,76 2819,76 2819,76 3070,76
Zmax
Zmin
Zsol
Chapitre 4 : Etude de phénomÚne de coup de bélier
103
7. Conclusion :
Dans ce chapitre on a utilisé le logiciel Cebelmail pour définir la meilleure variante et on a
basé sur le régime transitoire afin d'éviter tout dysfonctionnement du systÚme dans le cas
du non permanent. Enfin, on a conclu que pour la deuxiÚme variante dans le régime
transitoire précisément au point de col de Béni Haroun une dépression risque de survenir
surtout en cas de fermeture de la vanne avale. les résultats du régime transitoire sont
montrés dans les courbes des enveloppes, mais dans la troisiÚme variante et grùce au BE2
(ouvrage d'aĂ©ration) ce problĂšme nâexiste plus alors on conclut que la troisiĂšme variante
est la meilleure du point de vue technique.
En ce qui concerne la premiĂšre partie de transfert (refoulement) entre la station de
pompage et le bassin dâĂ©quilibre (tableau 4.2), on opte pour un rĂ©servoir de 150 m3
en
capacitĂ© globale qui peut ĂȘtre rĂ©partie en trois anti-bĂ©liers en 50 m3 chacun.
102
Conclusion générale
LâĂ©tude du systĂšme de transfert interbassin Boussiaba BĂ©ni Haroun a englobĂ© diverses
disciplines :
Géologie, machines hydrauliques, étude technico-économique et analyse du coup de bélier.
Ceci nous a permis dâĂ©largie notre champ de connaissance et de concevoir une Ă©tude
multidisciplinaire.
En premier lieu, des visites sur site ont été effectuées, ce qui a permis de dégager plusieurs
variantes sur cartes topographiques suivant des critÚres de sélection définis préalablement. La
nature du terrain trÚs accidenté et la grande dénivelée du projet nous contraint à déterminer
méticuleusement des viables avec des profils en long optimums, essentiellement pour la
troisiÚme moitié du transfert au col de hammam Béni Haroun.
Une fois ce travail effectuĂ©, il sâen est suivi un processus de dimensionnement du systĂšme de
transfert, et tout spécialement la partie conduite, une attention particuliÚre a été accordée au
critĂšre de vitesse dâĂ©coulement dans les conduites ayant une influence directe sur lâamplitude
des régimes transitoire.
Au terme de la comparaison techno-Ă©conomique, nous avons Ă©tabli un choix technique pour la
variante 1 plus ou mois lâĂ©conomique et principalement technique pour la variante 2.
Par la suite, on a déterminé le type de pompe nécessaire à la variante choisie.
En derniÚre étape, une analyse des régimes transitoires, à travers un développement
mathĂ©matique du phĂ©nomĂšne du coup de bĂ©lier, Ă Ă©tĂ© rĂ©alisĂ©e Ă lâaide du logiciel Cebelmail
basé sur la méthode des caractéristiques, sécurisant ainsi les installations.
103
Références Bibliographiques
Dupont, A.(1979).<Hydraulique urbaine>. Tome II Ă©dition Eyrolles, 484 pages.
Godart, H. (2000). < Adduction et distribution dâeau>. Technique de lâingĂ©nieur, C
5 195, 42 pages.
ESHA â European Small Hydropower Association(2005). < Petite hydroĂ©lectricitĂ© >.
Guide technique pour la réalisation de projets, 150 pages.
Pompes GUINARD/NATHAN(1985). < Les pompes centrifuges >. Encyclopédie des
sciences et technique industrielles, 93 pages.
Matringe, J. M. < les coups de bĂ©lier et la protection des rĂ©seaux dâadduction dâeau >.
CHARLATTE.
Frelin, M. (2002). < coupes de bĂ©lier >. Technique de lâingĂ©nieur, B 4 176, 27 pages.
Fox, J. A. (1984). < Hydraulic analysis of unsteady flow in pipe networks >. Edition
The Mc MILLAN, 216 pages.
Programme EXCELE : Ce programme réalise par Mrs Mr Amireche, Annani Djamel
et Harouna maman Sabiou.
104
Annexes
Annexe 7 : Courbes caractéristiques de pompe KSB RDLP
Annexe 8 : Coefficient de perte de charge câ dans un diaphragme.
Annexe 7 : courbes caractéristiques de pompe
Annexe 8 : Coefficient de perte de charge câ dans un diaphragme.