l'assainissementchap5 8

5/30/2018 l'Assainissementchap5 8

1/64

LASSAINISSEMENT LIQUIDE

Prsent par :Ahmed BAKHRI


2/64

CHAPITRE5:

Eaux de ruissellement en milieu urbain


3/64

2011-2012

Bassin versant urbainToute conduite dgout pluviale dessert un territoire duquel

on vacue leau de la pluie. Pour que la conduite ait une

capacit hydraulique satisfaisante et pour quelle ne soit pas

trop grande ,en mme temps, il faut connatre avec le maximum

de prcision possible tous les lments susceptibles dinfluencer

le dbit vacuer[ Pour chacun des bassins versants, ou mme

pour chacun des sous bassins versants (si le bassin est tendu)]

savoir:

1. Lamnagement actuel et futur du territoire (Afin de cerner les

coefficients de ruissellement);

2. La permabilit actuelle et venir du sol;

3. Les pentes des surfaces du bassin versant et de ses sous bassins;

4. Les chemins quempruntent les eaux de ruissellement..


4/64

2011-2012

Exemple de assin versant urbain

rue

gout pluvial Regard dgout

Bouche dgout


5/64

2011-2012

Temps de concentrationLe temps de concentration relatif un bassin versant est le

temps le plus long que peut mettre leau qui ruisselle sur ce BV

pour atteindre lexutoire.

En milieu urbain, le plus petit BV- le sous bassin- a une faible

surface (Il regroupe par exemple, quelques terrains avec un

btiment sur les deux rives et un tronon de rue) et son

exutoire est une bouche dgout.

On appelle temps dentr te ,le temps de concentrationrelatif un seul sous bassin.

Un bassin versant urbain plus grand est form de plusieurs sous

bassins versants urbain,son temps de concentration est alors

normalement gal la somme du temps dentre te, du premier

sous bassin versant (= Celui qui est le plus en amont

hydrauliquement parlant) et dcoulement tF, de leau dans lesconduites dgout depuis ce sous BV urbain jusqu lexutoire

du BV.

Le temps de concentration, tc, dun BV urbain est

tc=te+tF


6/64

2011-2012

a/Temps dentr te

Le temps dentr dun sous bassin urbain, est le temps le pluslong que peut mettre leau qui ruisselle sur ce bassin versant

pour atteindre la bouche dgout. La valeur du temps dentrest fonction de:

1. La pente moyenne de la surface du terrain en direction de labouche dgout;

2. La distance que leau doit parcourir en surface pour atteindre labouche dgout;

3. La nature de la surface sur laquelle leau doit ruisseler.

5 te 30 selon la grandeur des sous bassins versants

Modle de Kerby

L: distance maximale parcourue par leau sur la surface en (m);L 365 m sinon leau scoule plus rapidement que le prdit le modle;n: coefficient de rugosit de Manning de la surface dcoulement;

I: pente moyenne du chemin parcouru(m/m).

Te = ( 2.187 n L / I0.5 )0.467


7/64

2011-2012

Coefficient de rugosit de Manning

Nature de la surface n

Surface dite permable plane

Surface gazonne plane

Sol compact dont la surface est plane

Surface gazonne mal entretenue, champs en culture

Pturage

Fort de feuillus

Fort de conifres

Fort de feuillus et herbes hautes

0.02

0.10

0.10

0.20

0.40

0.60

0.80

0.80


8/64

2011-2012

Modle de Kirpich, il a quant lui, propos lquation suivante,valable surtout pour les zones rurales( ou t, est exprim en min)

L = distance maximale parcourue par leau sur la surface en (m) (cette

distance doit normalement se situer entre 30 et 3050 m);

I = pente moyenne du chemin parcouru par leau (m/m);

F = Facteur relatif la surface; il permet dutiliser lquation pour des rgionsautres que rurales ( au tableau N 2, figure diverses valeurs de F).

Tableau N2: Divers valeurs du facteur F(quation de Kiprich)

Te = 0.0195 L0.77 *FI0.385

Surface F

Sol dcap dont la surface est plane (bassin rural)

Surface gazonne

Surface du bton ou asphalteBas cts gazonns et bton entretenus

Ruissellement dans un canal de bton

1.0

2.0

0.41.0

0.2


9/64

2011-2012

On peut rsoudre rapidement lquation de Kirpich en utilisant labaque

prsent la figure sur cette abaque, h est le dnivellement totale entre, le

dbut et la fin du chemin parcouru par leau. Il faut multiplier par F la valeur dutemps dentre, te lue sur labaque pour obtenir le temps dentre dun bassin

qui nest pas de type rural.


10/64

2011-2012

Modle de schaake:Schaake a dvelopp lquation suivante pour les

sous bassins versants urbains comportant des rues etdes bouches dgouts situes des bordures ou destrottoirs (o te est exprim en min):

O L = distance maximale parcourue par leau, le long dela bordure jusqu la bouche dgout (m);

I = pente moyenne du chemin parcouru par leau(m/m);

Aimp = Fraction de la surface totale du sous bassin quiest forme de surfaces dites impermables ( toitures,rues paves, trottoirs, etc.)

Te = 1.8 L0.24

I0.15

Aimp0.26


11/64

2011-2012

Coefficient de ruissellement

Le coefficient de ruissellement, laide duquel on exprime la fraction de

pluie qui ruisselle sur une surface donne, est un paramtre dont la valeurdpend de :1. La nature de la surface du terrain;

2. La pente moyenne de la surface de ce terrain en direction de la dcharge;

3. Lintensit de la pluie;

4. Du pourcentage demmagasinage de leau dans les affaissements du terrain;

5. Des conditions atmosphriques antrieures la pluie ( p.ex. priode de scheresse o priode

dhumidit ).

On peut considrer que le coefficient de ruissellement est une

caractristique constante dune surface de terrain ou, au contraire, que sa

valeur varie selon diverses situations.

Coefficient de ruissellement constant:

On considre le plus souvent que le coefficient de ruissellement ne varie

pas au cours dune pluie et que sa valeur demeure la mme quelles que

soient les caractristiques de cette pluie. Cest pourquoi on dit quil estconstant. Aux tableaux 3 et 4 nous prsentons les valeurs des coefficients

de ruissellement relatifs diverses surfaces et divers quartiers.


12/64

2011-2012

Tableau N3 :coefficient de ruissellement relatifs diverses surfaces

Surface Coefficient de ruissellement, C

Chausse en bton, asphalte

Chausse en brique

Toiture

Terrain gazonn, sol sablonneux:

- Plat (pente < 2%)

- Pente moyenne(2 < 7%)

- Pente abrupte (> 7%)- Plat (pente < 2%)

Terrain gazonn, dense:

- Plat (pente < 2%)

- Pente moyenne(2 < 7%)

- Pente abrupte (> 7%)

Entre de garage en gravier

0.70 - 0.95

0.70 - 0.85

0.75 - 0.95

0.05 - 0.10

0.10 - 0.15

0.15 - 0.20

0.13 - 0.17

0.18 - 0.22

0.25 - 0.30

0.15 - 0.30


13/64

2011-2012

Tableau N4 :coefficient de ruissellement relatifs divers quartiers

Surface Coefficient de ruissellement, C

Commerciale-Centre ville

-Banlieue

Rsidentielle- Maisons unifamiliales

- Maisons multifamiliales,dtaches

- Maisons multifamiliales, en ranges- Maisons de banlieue peu dveloppe

- Maison de banlieue

- Maison usage locatif

Industrielle:- densit moyenne

-densit leve

Parcs, cimentire, prairies

Terrains de jeux

Terrains en friche

0.70 - 0.95

0.50 - 0.70

0.30 - 0.50

0.40 - 0.60

0.60 - 0.750.10 - 0.25

0.25 - 0.40

0.50 - 0.70

0.50 - 0.80

0.60 - 0.90

0.10 - 0.25

0.25 - 0.35

0.10 - 0.30


14/64

2011-2012

ON gnral, on recommande de dterminer la valeur du

coefficient de ruissellement dun BV o dune rgion donne en

valuant les fractions occupes par divers types de surfaces dans

une zone reprsentative de ce BV ou de cette rgion. On calcule

alors le coefficient de ruissellement ,laide de lquation suivante:

O Ai = surface de caractristiques i

Ci = coefficient de ruissellement relatif la surface Ai

Ai= A

C= AiCiAi


15/64

CHAPITRE6:

valuation des dbits des eaux uses


16/64

2011-2012

Gnralit:Les calculs des dbits deaux uses portent essentiellement sur lestimation

des quantits et de la qualit de rejets liquides provenant des habitations et

lieux dactivit.

Aprs les diffrents usages, les principes dassainissement sont lvacuation

rapide, sans stagnation des eaux uses pour viter les fermentations

et les rejets qui pourraient provoquer la contamination du milieu rcepteur,

tout en tenant compte des contraintes conomiques dquipement.

Les eaux spcifiquement industrielles : eaux de refroidissement, de lavages

des produits ou rsultant de certains processus, doivent thoriquement tre

traites, ou dtoxiques avant rejet dans le rseau.

Dune manire gnrale, les eaux uses sont dorigine :

n Domestique :

n Industrielle

n Equipements publics

valuation des dbits des eaux usesvaluation des dbits des eaux uses


17/64

2011-2012

q Eaux uses dom estiques Qualit des Eaux dom estiquesLes eaux uses contiennent, en gnral, les matires polluantes que nous

pouvons classer comme suit :

n Des matires solides

n Des nutriments,

n Des mtaux lourds et

n Des organismes pathognes.

Ma tires solides:Cest lensemble des matires en suspension et des sels dissous gnralement

exprims en masse aprs vaporation de leau. Ces matires sont divises en

deux parties :

Les matires en suspension qui flottent la surface ou qui sont ensuspension dans la masse dun liquide et que lon peut enlever par

filtration. Les matires dissoutes et collodales contenues dans leau et obtenues

par diffrence entre les matires solides et les matires en suspension.

valuation des dbits des eaux usesvaluation des dbits des eaux uses


18/64

2011-2012

Nutriments :Ce sont des lments essentiels la croissance des plantes. Leur dversement

dans un cours deau favorise la croissance des plantes aquatiques indsirables.

Les deux nutriments les plus importants sont lazote (N) et le phosphore (P).

Les eaux uses en contiennent de faon significative.

Organismes pathognes :Les organismes pathognes proviennent dtres humains infects. Ils peuvent

causer des maladies telles que la diarrhe, le cholra, etc Ils sont prsents engrand nombre dans les eaux uses.

Mtaux lourds :Les mtaux lourds (Pb, Cd, Cr, etc) sont toxiques lorsquils sont prsents en

quantits apprciables. Ils peuvent nuire la vie aquatique dans les cours

deau ou empcher le fonctionnement normal des traitements biologiques. Ils

proviennent gnralement des rejets industriels.

Evaluation des dbits des eaux usesvaluation des dbits des eaux uses


19/64

2011-2012

Calcul des dbits des eau x usesLa production des eaux uses dpend de la consommation deau potable, du

taux de retour lgout Tres ainsi que du taux de branchement au rseaudgout Trac. Elle est calcule comme suit :

Qm,EU = Tres x Trac x Qm,AEPAvec

- Qm,AEP : consommation moyenne deau potable.

Le calcul des besoins de consommation deau potable se fait sur la base de la

formule suivante :

Qm,AE P = qpb x Ppb + qAdm x Pto t + qInd x Pto t + ...o

Ppb: population branche au rseau d eau potable

Ptotpopulation totale de la ville.

qpb : dotation en eau de la population branche

qAdm dotation des administrationsqInd dotation des industriesPpb = TB x Pto tTB taux de branchement au rseau deau potable



20/64

2011-2012

Dbit de pointe journalire :Le calcul du dbit de pointe lors du jour de production maximale Qmax,j est fait en se

basant sur la pointe journalire relative la consommation en eau potable. Ledbit maximal journalier se calcule de la manire suivante :

Qm ax,j = Cpj x Qm,EULe coefficient de la pointe journalire, Cpj, est le rapport du volume moyen

deau potable des trois journes successives les plus charges de lanne sur

le volume moyen annuel.

Dbit de pointe horaire :Le dbit de pointe horaire tient compte de la variation de la production eneaux uses lors dune journe. Le dbit maximal horaire de temps sec se

calcule de la manire suivante :

Qmax,h = Cpj x Cph x Qm,EU24

Le coefficient de pointe horaireCphse dfinit comme le rapport du dbit

maximum dans lheure la plus charge QmaxEU sur le dbit moyen journalier

Qm,EU.

Le coefficient de pointe horaire est dtermin par la formule ci-dessous, en cas

dabsence de statistiques :


2;5,1;3)/(

==+= bapslQ

baCph

M


21/64

2011-2012

Le dbit maximal de temps sec exprim en l/s se calcule de la manire

suivante :

Qm ax,EU = Cpj x Cph x Qm ,EU m3/j)x100024x3600

Expression gnrale du Dbit de pointe horaire :Lexpression gnrale de ce dbit de pointe en tenant compte de la rpartition

spatiale des usagers de leau est :

Qmax,EU = Cpj x Cph x Si x di x dNG) x Tres x Trac x 1 l/s)24 x 3600

Cpj : coefficient de pointe journalire

Cph : coefficient de pointe horaire

Si : superficie (ha) du sous-bassin correspondant la zone homogne i

di : densit brute en hab/ha de la zone homogne i

Trac : taux de branchement lgout

Tres : coefficient de retour lgoutdNG : dotation en eau (l/j/hab.)



22/64

2011-2012

Les eaux industrielles:Les eaux industrielles sont celles en provenance des diverses usines de

fabrication ou de transformation.

Qualit des ea ux indu strielles*Les eaux industrielles sont extrmement varies selon le genre de

lindustrie dont elles proviennent. Elles contiennent les substances les plus

diverses, pouvant tre acides ou alcalines, corrosives ou entartrantes

temprature leve, souvent odorantes et colores.

*Ces eaux peuvent ncessiter un prtraitement en usine car il faut viter

daccueillir dans le rseau gnral, des eaux dont le traitement se

rvlerait difficilement compatible avec celui des effluents urbains.



23/64

2011-2012

Quan tits vacuerLes quantits deau vacues par les industries dpendent de plusieurs

facteurs :

Nature de lindustrie

Procdure de fabrication utilise

Taux de recyclage effectivement ralis

Il ne peut donc tre indiqu que des fourchettes de quantits vacues,

une tude tant entreprendre dans chaque cas particulier.En ce qui concerne le rapport du dbit de pointe horaire au dbit moyen

horaire

calcul sur le nombre dheures de travail, celui-ci, se situe gnralement,

entre les valeurs 2 et 3.



24/64

CHAPITRE7:

Dtermination des dbits des eaux pluviales


25/64

2011-2012

q IntroductionOn distingue deux principales mthodes de calcul des dbits pluviaux :

n La mthode la plus ancienne et la plus utilise en dehors du Maroc et de la

France (essentiellement dans les pays anglophones) est la mthode dite rationnelle dont la formule de base est trs simple, mais elle devient

beaucoup plus complexe utiliser manuellement si on intgre tous les

correctifs et si on procde une dcomposition analytique fine.

n La plus utilise en France et au Maroc et nomme mthode superficielle

de Caquot . Elle permet de calculer en un certain nombre de points du

systme lcoulement des dbits maxima pour un orage donn.

Dtermination des dbits des eaux pluvialestermination des dbits des eaux pluviales


26/64

2011-2012

q Paramtres utilissUn certain nombre de paramtres interviennent dans ltablissement des

formules prcites parmi lesquels on distingue :

n

Lintensit et la dure de laversen La dure de stockage sur le sol et dans les canalisations au moment de

laverse

n Le temps de concentration du bassin versant



27/64

2011-2012

IntensitLintensit moyenne I se dfinit par le rapport de la hauteur deau tombeh pendant une dure donnet, soit :

I =h/t

Lintensit de prcipitation I (en mm/mn ou en mm/h) est dtermine partirdes courbes intensit - dure frquence (IDF) pour une dure gale au

temps de concentration.

Lintensit sexprime en fonction des paramtres a et b par la formule de

Montana :

I (mm/mn)= a.tb; t en mn obtenus partir des courbes IDF



28/64

2011-2012

Temps de concentrationLe temps de concentration ou plus long parcours de leau se compose de :n Du temps t1 mis par leau pour scouler dans les canalisations.

n Du temps t2mis par leau pour atteindre le premier ouvrage dengouffrement

ou bouche dgout. Daprs Caquot :

Ip : pente moyenne de cheminement hydraulique (m/m)

n Du temps t3du ruissellement dans un bassin qui ne comporte pas de

canalisation :

Le temps de concentration peut donc avoir trois aspects:

n Le bassin ne comporte pas de canalisation ; tc =t3

n Le bassin comporte un parcours superficiel puis une canalisation ; tc = t3+t1

n Le bassin est urbanis et comporte une canalisation principale et des

branchements tertiaires ; t2 + t1


)'(

)(1

eauldeVitesseV

LongueurLt =

114

2

-= pIt

pI

Lt

113 =


29/64

2011-2012

Tem ps de concentration suite)De nombreuses formules empiriques permettent de connatre le temps de

concentration, parmi lesquelles :n Formule du service routier de ltat de C alifornie :

qui a t adapte pour les zones non allonges et conduit :

tc : temps de concentration (en heures)

S : Surface du bassin versant en Km2.

L : Longueur du plus long parcours de leau en km

Ip : pente (m/m)

Ces formules sont applicables pour des pentes > 0,003

n Mthode simplifie de calcul de tc pou r une zone u rbanise :On admet un temps de circulation superficielle gale 5 mn et une vitesse

en gout gale 1m/s.


77,0

98,3

=

p

cI

Lt

4

3

3

..4

=p

cILSt

V

Lmntttc +=+= 521

60

)(5)( mLmnmntc +=


30/64

2011-2012

Coefficient de ruissellementLe coefficient de ruissellement se dfinit comme le rapport du volume deauqui ruisselle au volume deau tombe sur le bassin considr

Ce coefficient tient compte des pertes de ruissellement qui se composent de :

n Lvaporation qui varie selon le climat et la saison

n Linfiltration, qui varie avec la nature du soln Du stockage dpressionnaire, qui tient compte de leau retenue dans les

petites cavits du sol ou qui remplit les filets, rigoles, caniveaux et fosss.

Le coefficient de ruissellement peut varier avec la dure de laverse : la

saturation des sols rduit la capacit dinfiltration des terrains non urbaniss.

On devrait admettre un coefficient C qui varie avec le temps et dpend de

lintensit i(t)


tombeeaudVolume

ruissellequieaudVolumeC

'

'=


31/64

2011-2012

Coefficient de ruissellementCe coefficient de ruissellement peut tre obtenu de manire simplifie laide

de la formule suivante :

t : temps coul partir du commencement de la prcipitation.

P : Pourcentage des surfaces impermables

Des formules utilises par les anglophones pour le calcul de C sont :

n Surfaces impermables :

Ou

n Surfaces permables :

t : temps de laverse en mn.

Dans le cas o on une srie de bassins de superficie Ai et de coefficient de

ruissellement Ci, le coefficient de ruissellement quivalent est :


)1(17.31

.78,0.

53,4

.98,0P

t

tP

t

tC -

++

+=

3

1

.175,0 tC=

t

tC

+=

8

t

tC

+=

20

.3,0

=i

ii

A

ACC


32/64

2011-2012

Exemple :n C1 = 0,20 ; A1 = 2ha

n C2= 0,3 ; A2= 1,5ha

n C3= 0,05; A3= 1,8ha

n C4 = 0,10; A4 = 2,5ha

Trouver Ceq

Solution :n Au point 1

C = C1 = 0,20

n Au point 2

n Au point 3

n Au point 4


24,0.

21

2211 =+

+=

AA

ACACC

18,0.

321

332211 =++

++=

AAA

ACACACC

15,0.

4321

44332211=+++

+++= AAAA

ACACACACC


33/64

2011-2012

Les valeurs de C qui sont couramment utilises sont :

Chapitre : Dtermination des dbits deshapitre : Dtermination des dbits deseaux pluvialesaux pluvialesZone C

Habitat continu RDC 0.50

Immeuble 0.60

Villas 0.30

Industrielle 0.40

Voirie 0.80

Ecoles 0.50

Administrative 0.50

Commerce 0.60

Souk 0.25

Sport 0.15

Jardin 0.05


34/64

2011-2012

q Mthode rationnelleLa mthode rationnelle consiste estimer les dbits partir dun dcoupage

du bassin versant en secteurs A1, A2, .., Aj,..An limits par des lignes

isochrones telles que leau tombant sur le secteur A1 (respectivement A2,

..Aj, , An) arrive lexutoire au bout dun tempst (respectivement 2t,

.., nt).

Le pas de tempst qui spare deux isochrones conscutives dpend de la

prcision voulue (isochrones : lignes situes la mme distance hydraulique

cest dire au mme temps de parcours jusqu lexutoire)



35/64

2011-2012

Mthode rationnelleSupposons que laverse dure 1 mn, que son intensit soit I et que dans chaque

zone de superficie Aj dlimite par deux isochrones voisines, le coefficient de

ruissellement Cj reste constant.

n Le dbit q1 au bout d1 mn est C1.I.A1

n Le dbit q2 au bout de 1 2 mn est C2.I.A2

n Le dbit qn de n-1 n mn est Cn.I.An

Si laverse dure 2 mn avec la mme intensit I, on ajoute lhydrogramme

lmentaire un hydrogramme identique dcal de 1mn.

Le dbit maximal cherch sobtient pour une averse de dure, n minutes,

gale au temps de concentration


j

n

j

j AICQ ..1

=

=


36/64

2011-2012

q Mthode rationnellePour un bassin de superficie A et de coefficient de ruissellement C et recevant

une pluie dintensit I, le dbit Q est :

Lintensit de prcipitation I (en mm/h) est dtermine partir des courbes

intensit - dure - frquence pour une dure gale au temps de concentration.

I = H / tc

avec

H: hauteur totale maximum de prcipitation releve pendant une dure gale

au temps de concentration.

tc : temps de concentration.

Le temps de concentration peut tre calcul par la formule de Ventura

tc = m x A

Io

I : pente moyenne du Thalweg principal (m/m)

m : coefficient qui varie suivant les caractristiques physiques du bassin, on prend m = 0,1272


AICQ ..=


37/64

2011-2012

q Mthode rationnelleCette mthode soulve des critiques dont les principales sont les suivantes :

La dcomposition du bassin en aires isochrones ne peut se faire de faon

prcise.

On suppose Cj constant, ce qui est peu vraisemblable

On ne tient pas compte du stockage de ruissellement sur le bassin, qui a

pour effet dtendre la dure de base de lhydrogramme lmentaire et

corrlativement, de rduire le dbit de pointe : tout se passe dans

lapplication de la mthode, comme si lapport de ruissellement

provenant dun point donn scoulait lexutoire en un temps gal la

dure de laverse qui le produit, ce qui nest pas exact.



38/64

2011-2012

q Mthode rationnellePar ailleurs, pour tenir compte de la distribution de la pluie dans lespace, il y alieu de lui appliquer un coefficient de rpartition K de la pluie qui diminue

lorsque lon sloigne de lpicentre.

Le coefficient correctif K est donn daprs la loi de Fruhling par :

- Pour des bassins longs (rectangle troit, Largeur 0,5 longueur, largeur =A/L)

- Pour des bassins ramasss (Largeur > 0,5 longueur )

- La forme gnrale qui est indpendante de la forme est :

d : distance entre le point considr et le centre du bassin.


dK 006,01-=

dK .2005,01-=

dK .20046,01-=


39/64

2011-2012

Exem ple 1Soit un bassin versant de superficie

10 ha et de coefficient de ruissellement

de 0.35 et de longueur 60m.

n Quel est le dbit de ruissellement

sachant que lintensit de la pluie est

donne par :

La pente Ip = 0,05 et K =1

Solution 1

n Qmax quand t = tc


30)(

5230)/(

+

=mnt

hmmi

mnmnI

Ltt

p

c 2439,2405,011

60

113 ====

85,963024

5230)/( =

+=hmmi

smxx

xAICQ /94,0103600

1085,9635,0.. 35

3

===-

p

cI

Ltt

113 ==


40/64

2011-2012

Exem ple 2Le dbit de lexemple1 est transit par uneconduite de longueur 200m. Quel est le dbit

la fin de la conduite ?

Solution 2

n Qmax quand t = tc


mnmnmnmV

L

I

Lttt

p

c 2872,2733,339,24)/(60

200

05,011

60

1113 =+=+=+=+=

17,903028

5230)/( =

+=hmmi

smxx

xAICQ /88,0103600

1017,9035,0.. 35

3

===-

V

L

I

Lttt

p

c +=+=11

13


41/64

2011-2012

Exem ple 3Bassin urbanis (k =1)

n Au point 1

n Au points 2, 3, 4

Calculer les dbits deaux pluviales aux points 1, 2, 3, 4.


11

4

2

-

== pIttc

V

LItttc p +=+=

-11

4

12


42/64

2011-2012

Solution 3n Au point 1

avec Ip = 0,01 C =C1 = 0,30 A = A1 =2ha = 2.10-4 m2

Au point 2

A =A1 + A2 = 2 + 3 = 5ha


11

4

2

-

== pIttc

mnttc 34,501,0 114

2 === -

smxx

xAICQ /246,010.23600

1099,14730,0..)1( 34

3

===-

m

V

LItttc p 767,134,5

60

10034,5

)21(11

4

12 =+=+=-

+=+= -

35,141307

5230)/( =

+=hmmi

27,032

325,0230,0..

21

2211 =++=

++= xxAA

ACACC

smxx

xAICQ /53,010.53600

1035,14127,0..)2( 34

3

===-


43/64

2011-2012

Solution 3 suite)n Au point 3

A =A1 + A2 +A3 = 2 + 3 + 1,5 = 6,5ha

n Au point 4

Dtermination des dbits des eaux pluvialestermination des dbits des eaux pluvialesmnV

L

Itttc p 51,917,434,560

250

34,5

)31(11

4

12 =+=+=

-

+=+=

-

38,1323051,9

5230)/( =

+=hmmi 24,0

5,132

5,115,0325,0230,0...

321

332211 =++

++=

++

++=

xxx

AAA

ACACACC

smxxxAICQ /57,010.5,63600

1038,13224,0..)3( 343

===

-

mnV

LItttc p 84,125,734,5

60

45034,5

)41(11

4

12 =+=+=-

+=+= -

08,1223084,12

5230)/( =

+=hmmi

20,08,15,132

8,105,05,115,0325,0230,0....

4321

44332211

=+++

+++

=+++

+++

=

xxxx

AAAA

ACACACACC

A =A1 + A2 +A3+A4 = 2 + 3 + 1,5 + 1,8 = 8,3 ha

smxx

xAICQ /56,010.3,83600

1008,12220,0..)4(

343

===-


44/64

2011-2012

q Formule gnrale du modle Caquot ajustpar DESBORDES)

La formule gnrale de Caquot snonce comme suit :

Q(T) = K(T) . IU(T). CV(T) . AW(T) . m(T)

avec

Q : dbit en m3/s

T : priode de retour (annes)

I : pente moyenne du bassin versant (m/m)

C : coefficient dimpermabilit du BV (ou coefficient

de ruissellement)

A : superficie du BV en hectaresm : coefficient correcteur dallongement du BV



45/64

2011-2012

q Formule gnrale du modle Caquot ajustpar DESBORDES)


1/(1-b(T).f)a(T) . b(T)

K(T) =

6(b+d)

b(T) . cU(T) =

1-b(T).f

1V(T) =

1-b(T).f

[b(T). d] +[1-e]W(T) =

1-b(T).f

[ 0,48b(T) ] / [ 1-b(T) . f ]

Lm(T) =

2AAvec :

L : longueur du BV (hm)


46/64

2011-2012

q Formule gnrale du m odle Caquot ajustpar DESBORDES)

La formule de Caquot pour la ville de Beni Mellal snonce

comme suit :

Q 10ans) = 0,749 . I 0,3432 . C 1,2403 . A0,7538 . [L/2A0,5]-0,7032

Intensit de pluie : i 10ans)= 3,275 t-0,675I : pente moyenne du bassin versant (m/m)

C : coefficient dimpermabilit du BV (ou coefficient

de ruissellement)A : superficie du BV en hectares

L : allongement du BV



47/64

2011-2012

Evaluation de la pentePour un bassin urbanis dont le plus long cheminement hydraulique L est

constitu de tronons successifs LK de pentes IK, lexpression de la pente

moyenne est la suivante :

Evaluation du coefficient de ru issellementSi A est la surface totale du bassin versant, A la superficie revtue :

C = A AAvec C 0,2 car, en zone urbanise, la surface de la voirie et des aires de

service reprsente elle seule environ 20% de la superficie de cette zone.


2

L

I =

SLK / IK


48/64

2011-2012

Allong ement dun ba ssin et coefficient correcteurLallongement M est dfini comme tant le rapport du plus longcheminement hydraulique L la racine carre de la superficie du bassin

considr. Son expression est la suivante:

M = L / A 0,5 0,8



49/64

2011-2012

Dtermination des dbits des eaux pluvialestermination des dbits des eaux pluvialesASSEMBLAGE DE S BASSINS ELEMENTAIRES :

nAprs avoir esquiss lossature du rseau,

nSubdiviser le BV en bassins lmentaires:B1,B2,B3,

nLassemblage consiste valuer le dbit effectif de chaque bassinlmentaire ,en tenant compte des dbits dus aux autres BV qui lui sontcontigus ou situs lamont de lui. On opre partir des bassins de tte eten descendant de laval.

nCalculer les dbits lmentaires pour chaque bassin lmentaire

nAssemblage des BE, en oprant partir des basins de tte

nAssemblage est de type srie : B1+B2nAssemblage est de type Parallle : (B1+B2)//B3


50/64

2011-2012

Paramtres quivalents dun groupem ent de bassinsLa formule superficielle dveloppe ci-avant est valable pour un bassin de

caractristiques physiques homognes. Lapplication du modle ungroupement de sous-bassins htrognes de paramtres individuels Aj, Cj, Lj

(longueur du drain principal), Qpj (dbit de pointe du bassin considr seul),

ncessite lemploi de formules dquivalence pour les paramtres A, C, I et

M du groupement.

Ces formules, qui diffrent selon que les bassins constituant le groupement

soit en srie ou en parallle sont exprimes ci-aprs :


Paramtres quivalents Aeq Ceq Ieq Meq

Bassin en srie Aj

j

jj

A

AC .

2

j

j

j

I

L

L

j

j

A

L

Bassin en parallle Aj

j

jj

A

AC .

pj

pjj

Q

QI . ( ) j

pj

A

QL max.


51/64

2011-2012

Paramtres quivalents dun groupement debassins

Les formules dexpression du dbit du modle de Caquot, quelle que

soit la priode de retour choisie, sont valables dans les conditions

suivantes :

n en ce qui concerne la surface du bassin ou du groupement de

bassins, la limite suprieure Aj est fixe imprativement 200

hectares;n en ce qui concerne la pente, la valeur I doit rester comprise

entre 0,2% et 5%. Dans le cas de groupement des bassins, le

rapport entre les pentes extrmes dtermines pour chaque

bassin doit rester infrieur 20;

n en ce qui concerne le coefficient de ruissellement, la valeur de C

doit rester comprise entre 0,2 et 1.n Lallongement du bassin L /A 0,8



52/64

2011-2012

Rcurrence ado pteOn appelle priode de retour ou intervalle de rcurrence dune averse,

linverse de sa frquence.

T = 1/F = N/n

F : frquence de laverse

N : nombre dannes de la priode pendant laquelle on a enregistr n fois une

averse de dure t et dintensit I.

Les priodes de retour qui sont couramment retenues sont :

- Collecteurs principaux et secondaires : 10 ans

- Collecteurs tertiaires : 5 ans

La mthode de Caquot utilise les coefficients a et b de la formule de Montana

(i (mm/mn)=a.tb; t en mn) obtenus partir des relations IDF . Ils sont

injects dans la formule gnrale de Caquot pour obtenir la forme du modle

applicable..



53/64

2011-2012

Exemple bassins en srie :


- Au point 1 :

Aeq = A1 , Ceq = C1 , Ieq = I1 , Eeq = E1- Au point 2 :

Aeq = A1 + A2

21

2211 ..

AA

ACACC

eq+

+=

2

2

2

1

1

21

+

+=

IL

IL

LLIeq 21

21

AA

LLMeq

+

+=


54/64

2011-2012

Exemple bassins en parallle :


Aeq = A1 + A2

21

2211 ..

AA

ACAC

Ceq +

+

=

21

2211 ..

QQ

QIQIIeq

+

+=

( )21

max

AA

QL

M

j

eq+=


55/64

CHAPITRE8:

Dimensionnement des conduites dassainissement


56/64

2011-2012

q Base de calcul:Dimensionnement des conduites dassainissementimensionnement des conduites dassainissement

)()./()/( 23

mSsmVsmQ =

S : Section de louvrage

V : Vitesse de lcoulement

Pour le calcul de la vitesse V, linstruction technique franaise a retenu la formule

de Chezy :

IRCV H..=C : Coefficient de Chezy

RH: Rayon Hydraulique

I : Pente de louvrage (m/m)

Le coefficient de chezy C est daprs Bazin :

HR

C g+= 1

87g: Coefficient de rugosit des parois


57/64

2011-2012

q Calcul des rseaux unitairesLes ouvrages sont calculs pour pouvoir transiter les dbits pluviaux en fonction

de la rgion dimplantation des ouvrages et la priode de retour dinsuffisance

retenue ; il ne sera pas tenu compte des dbits deaux use qui sont

ngligeables par rapport aux dbits deaux pluviales.

Calcul des sectionsLe diamtre minimal des canalisations est fix 300mm. En gard aux dptsqui peuvent se former, le coefficientgde la formule de Bazin est pris gal

0,46 do :

Au del de 0,60 m de diamtre, lutilisation des tuyaux ovodes est parfoisjuge prfrable car leur section infrieure permet un meilleur coulement du

flot de temps sec.

Dimensionnement des conduites dassainissementimensionnement des conduites dassainissement

4

1

.60 HRC = 2

1

4

3

..60 IRV H= 2

1

4

3

...60 IRSQ H=


58/64

2011-2012

La variation du dbit transit est fonction de la h auteur de ch argedan s les ouv rages dassainissement.Pour le cas dune conduite circulaire ou ovode, on a :

Pour un remplissage de louvrage 90% , on a Qh/QH = 1,06 do :

Qh = 1,06 QH

Soit Qh le dbit (calcul) des eaux faire vacuer par louvrage. On doit

dimensionner par QH =Qh/1,06.

On peut utiliser les abaques ou faire un calcul direct


4

. 2

D

S

p

=

DP .p=

4

D

P

S

RH ==

2

1

4

11

2

1

4

3

..661,16...60 IDIRSQ H == do( ) 11

2

11

4

11

4

.661,16 I

QD H=


59/64

2011-2012

Conditions dcoulementUn rseau dassainissement du type unitaire doit, dans la mesure du possible,

tre autocureur cest dire quil doit tre conu de telle manire que :

n Les sables soient automatiquement entrans pour des dbits pluviauxatteints assez frquemment.

n Les vases fermentescibles soient galement entranes pour le dbit desEU

Ces conditions sont peu prs satisfaites dans les ouvrages calculs pourlvacuation du ruissellement de frquence dcennale en y ralisant des

vitesses de 0,60 m/s pour 1/10 du dbit plein section et de 0,30 m/s pour

1/100 de ce mme dbit. Ces vitesses sont toutes deux obtenues avec des

vitesses pleine section de lordre de 1 m/s sur les canalisations circulaires et

de 0,90 m/s sur les tuyaux ovodes.

Si les conditions dautocurage ne sont pas ralises, il faut prvoir soit la miseen place de chasses automatiques soit lutilisation priodique dengins de

curage.



60/64

2011-2012

Conditions dimplantation et de fonctionnem ent desrseaux

n Limplantation des rseaux est tudie en donnant aux canalisations

amont des pentes permettant lautocurage. La pente minimale

souhaitable est de 5 pour mille.

n La profondeur des ouvrages doit permettre le raccordement des

immeubles riverains au moyen de branchements, dans la mesure du

possible, un peu au dessus du plan deau de temps sec.

n Dans le souci de prvenir la dgradation des joints des ouvrages non

visitables ou dassurer la scurit du personnel des ouvrages visitables, la

vitesse de leau ne devra pas dpasser 4m/s 5 m/s.

n Si la pente du terrain est trop forte, il y aura lieu de mnager des

accrochements dans le profil en long des ouvrages par lintroduction de

chemines dversantes.



61/64

2011-2012

Calcul des rseaux sparatifs Ouv rages pluvieuxCes ouvrages sont, dune manire gnrale, calculs comme les ouvrages

unitaires et ce pour un dbit correspondant laverse dont la frquence a t

adopte.

Les conditions de lautocurage seront moins imprieuses que sur les rseaux

unitaires du point de vue hygine ; les pentes limites pourront, de ce fait, treun peu plus faibles.

Les canalisations doivent tre groupes par rseaux partiels, orients selon les

plus grandes pentes et se dirigeant, au plus prs, vers le milieu rcepteur.

La profondeur des ouvrages peut tre rduite, du fait quils nont vacuerque les eaux superficielles mais ce, tout en respectant la question relative

leur rsistance mcanique.



62/64

2011-2012

Canalisations deaux usesIl faut valuer les dbits de pointe pour le calcul des sections des canalisations

et aussi les dbits minimaux pour la vrification des conditions dautocurage

SectionsLe diamtre minimal des canalisations est fix 200 mm En gard la

pellicule grasse qui se dpose lintrieur des ouvrages, le coefficientgde la

formule de Bazin est pris gal 0,25 do :


6

1

.70 HRC = 21

3

2

..70 IRV H=

2

1

3

2

...70 IRSQ H=


63/64

2011-2012

Conditions dcoulementLes conditions dautocurage sont les suivantes :

n A pleine ou demi-section, la vitesse dcoulement doit tre suprieure

0,70 m/s, cette limite pouvant, lextrme rigueur tre abaisse 0,50

m/s.

n Le remplissage de la conduite doit tre assur au 2/10 du diamtre pour

le dbit moyen, la vitesse dcoulement tant alors au minimum de

0,30m/s.

Les conditions dautocurage sont souvent dlicates raliser dans les parties

amont des rseaux o les dbits sont faibles ; on est alors conduit

rechercher des pentes de 4 5 pour mille afin damliorer le rgime des

vitesses, tout en ne perdant pas de vue la ncessit du remplissage au 2/10

du diamtre.

A laval, il pourra tre admis des pentes de 3 pour mille, le minimum 2 pour

mille tant mme admis moyennant une pose particulirement soigne des

canalisations.



64/64

2011 2012

Conditions dimplantation des rseauxCes rseaux doivent tre tablis de manire satisfaire aux conditions

dautocurage et ce en vitant au maximum les stations de relvement ; dans

le cas contraire, et dfaut de curages rguliers des canalisation, il faudra

avoir recours aux chasses automatiques.

Sil faut tenir compte des dbits davenir, il faudra cependant, tre prudent enla matire car le surdimensionnement des canalisations cre des sujtions

pour lautocurage. Le raccordement des immeubles riverains doit seffectuer

comme pour les rseaux unitaires.


l'assainissementchap5 8

Documents