CS2 26-30.docx

#### Mode de transport -- Principes hydrauliques ##### Écoulement à surface libre (gravitaire) - But à atteindre dans les systèmes d'écoulements - Au maximum 85% du taux de remplissage de la hauteur - [*Q* = *V* \* *S*]{.math.inline} - Q = Débit du liquide \[m^3^/s\] - V = Vi...

#### Mode de transport -- Principes hydrauliques ##### Écoulement à surface libre (gravitaire) - But à atteindre dans les systèmes d'écoulements - Au maximum 85% du taux de remplissage de la hauteur - [*Q* = *V* \* *S*]{.math.inline} - Q = Débit du liquide \[m^3^/s\] - V = Vitesse d'écoulement du liquide \[m/s\] - S = Section d'écoulement \[m^2^\] - La formule la plus utilisée est celle de Manning-Strickler : - [\$Q = K\_{S}\*\\text{Rh}\^{\\frac{2}{3}}\*I\^{\\frac{1}{2}}\*S\_{m}\$]{.math.inline} - Ks : coefficient de rugosité - Se péjore avec le temps et en fonction de son entretien - Rh : Rayon hydraulique - Sm : Surface mouillée - I ou J : Pente de la conduite ##### Écoulement en charge (sous pression) - Le sous-dimensionnement de beaucoup de réseaux ainsi que les évènements pluvieux exceptionnels provoquent parfois l\'apparition d\'écoulement en charge - Après les STAP ### Conception d'un réseau de collecteurs #### Dimensionnement du réseau eaux usées ##### Types d\'eaux usées ##### Eaux usées domestiques ou urbaines - Le débit d\'eaux usées peut être évalué à partir de statistiques de consommation d'eau potable - Le débit d\'eaux usées maximal doit tenir compte des variations saisonnières, hebdomadaires et journalières de la consommation en eau ainsi que de l\'évolution démographique - On peut aussi s\'appuyer sur des valeurs issues de la littérature qui donnent environ 175 l / hab./j pour la consommation domestique ##### Eaux usées industrielles - Elle est relativement aisée s\'il s\'agit d\'industries existantes. Par contre dans le cas de création d\'une zone non dédiée à une industrie particulière, on ne pourra évaluer le rejet qu\'en effectuant un calcul avec des hypothèses statistiques. ##### Évaluation du débit de pointe - [*Q*~*p*~ = *K* \* *Q*~*m*~]{.math.inline} - Qp= Débit de pointe - Qm= Débit moyen horaire - K= Coefficient de pointe - Varie en fonction de l\'importance de la population raccordée au réseau (réseau de petite taille a un débit nocturne quasiment nul et des pointes d\'intensité très importantes, alors que le débit collecté par un réseau de grande taille présente une variabilité beaucoup moins importante) - [\$K = 1.5 + \\frac{2.5}{\\sqrt{Q\_{m}}}\$]{.math.inline} - À l'exutoire d'une zone industrielle, on peut estimer le débit de pointe si l'on connaît l'amplitude du temps de travail des industries : - [\$Qposte\\ de\\ travail = \\frac{\\text{Qmoyen\\ journalier}}{\\text{Nombre\\ }d\^{\'}\\text{heures\\ de\\ travail}} = \\frac{\\text{Qmoyen\\ journalier}}{3\\ (\\frac{24h}{8h})}\$]{.math.inline} #### Dimensionnement du réseau eaux pluviales ##### Introduction - Le calcul du débit de pointe des eaux de ruissellement ne doit pas être mené en vue de la recherche systématique du débit maximal possible, car il conduirait à un surdimensionnement des ouvrages prohibitifs qui ne servirait, en fin de compte, pratiquement jamais. Il convient d\'accepter un risque de sous-capacité du réseau, dont l\'apparition devrait toutefois rester rare - La pluie et le temps de retour choisi sont spécifiés et justifiés dans le PGEE - Connaissant les intensités des averses décennales ou de toute autre période de retour choisie, il faut déduire les débits à prendre en compte dans chacune des branches du réseau. Les méthodes employées les plus connues sont : - La méthode dite rationnelle - La méthode superficielle - La méthode du bassin linéaire - La méthode de l\'hydrogramme unitaire. - En synthèse, le débit d\'eaux pluviales dans un réseau ou collecteur donné dépend : - Du bassin versant qui est raccordé et de la pente de celui-ci - Du coefficient d\'imperméabilisation du bassin versant - De la pluviosité (intensité, durée et fréquence des pluies). ##### Évaluation du débit d\'eaux pluviales - Caractéristiques des précipitations - L'intensité, hauteur d\'eau tombée dans l\'unité de temps, exprimée en mm/mn, mm/h ou en l/s/ha - La durée, intervalle de temps T qui s\'écoule entre le début et la fin de la pluie observée. 1. ###### Coefficient de ruissèlement +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Nature de la surface | Coefficient d'imperméabilisation | +===================================+===================================+ | Pavage, Chaussées revêtues, piste | 0.7-0.95 | | ciment | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Toitures et terrasse | 0.75-0.95 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Sols imperméables avec végétation | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - Pente 2% | 0.13-0.18 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - Pente 2-7% | 0.18-0.25 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - Pente \>7% | 0.25-0.35 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | Sols perméables avec végétation | | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - Pente 2% | 0.05-0.10 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - Pente 2-7% | 0.10-0.15 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ | - Pente \>7% | 0.15-0.20 | +-----------------------------------+-----------------------------------+ ###### Modélisation et estimation du débit à l'exutoire \ [\$\$Q = \\frac{S\*I\*Cr}{360}\$\$]{.math.display}\ ##### Vitesses minimales d\'écoulement **Diamètre intérieur Di \[mm\]** **Vitesse minimale \[m/s\]** ---------------------------------- ------------------------------ \< 400 mm 0.6 400 ≤ di ≤ 1000 0.8 Di ≥ 1000 1.0 ### Réalisation d'un réseau #### Eléments constructifs ##### Les équipements de collecte - Servent à recueillir et introduire les eaux dans le réseau - Les branchements des particuliers - Un système de raccordement à l\'immeuble - Un regard de façade - Une canalisation de branchement - Un dispositif de jonction au réseau public - Les ouvrages de surface et de collecte des eaux de pluie - Chambre dépotoir - Coude plongeur - Sert à ne pas avoir d'odeur - Sert à ce que les hydrocarbures restent dedans ##### Les ouvrages de transport - De tuyaux cylindriques visitables ou non (grande majorité des collecteurs) - Diamètre minimum 250mm - De tuyaux ovoïdes visitables ou non - D'ouvrages visitables de sections droites particulières - Peut être réalisée à partir des matériaux suivants : - Les briques et moellons - Le béton il est employé pour : - Les ouvrages de grandes dimensions - Les ouvrages préfabriqués - Le fibrociment - Les matières plastiques : - PVC - Polypropylène (PP) - Polyéthylène (PE), - La fonte ductile - Le PRV : produit composite à base de résine de Polyester Renforce de fibre de Verre ##### Les ouvrages d'accès - Ils permettent l\'accès du réseau au personnel d\'exploitation pour les opérations d\'inspection, d\'entretien, de mesure et de réparation. - Intervalle régulier de 25 à 75 m, - Ils sont obligatoirement présents à chaque changement important : - De pente - De direction - De diamètre - De cote du fil d\'eau du collecteur. ##### Les équipements spéciaux - Judicieusement placé sur le réseau, les ouvrages spéciaux assureront : - La protection du réseau - Surtout sur les systèmes unitaires - Sur le système mixte système de rétention d'eau seront préférés pour éviter les à-coups hydrauliques au milieu récepteur - La régulation des débits - Déversoir d'orage (DO) - Bassin d'eaux pluviales (BEP) - Bassins de rétention (BR) - Station de pompages (STAP) - La protection du milieu récepteur #### Dimensionnement mécanique des collecteurs - Collecteurs d'assainissement ont une faible portance statique - Souvent soumis à des charges extérieures - Nécessité de bien connaître l'interaction possible entre tuyau et sol : éviter l'apparition de déformations ou fissures, soit garantir l'étanchéité de la conduite #### Poses des collecteurs - Les techniques de réalisation des collecteurs - Méthodes traditionnelles nécessitant l'ouverture d'une tranchée dans le sol - Techniques dites « sans tranchée ». - Le fonçage - Le forage - Le micro tunnelier et le tunnelier - Les galeries creusées par abattage manuel - Le lit de pose a pour fonction première d'assurer une répartition uniforme des charges dans la zone d'appui. - La réalisation du lit de pose, la mise en place du tuyau, son emboîtement ainsi que la mise en œuvre de l'enrobage requièrent une attention particulière afin de garantir une durabilité importante à l'ouvrage. #### Conditions de réception - La réception des réseaux de collecteurs s\'officialise généralement au travers d\'un procès-verbal (PV) de réception. Les divers éléments suivants pourront seront aussi demandés : - Des procès-verbaux de réalisation d'essais d'étanchéité, - Du rapport d'inspection vidéo pratiqué dans les ouvrages non visitables, - Des procès-verbaux d'autres essais exigés, - Des prescriptions spéciales de mise en œuvre pour certains ouvrages. - Exploitation et entretien des réseaux ------------------------------------- #### Le curage des réseaux ##### Généralités - L'opération de curage se déroule en deux temps : - Le décolmatage, la collecte et le transport des matériaux dans le collecteur, - La remontée à la surface et l'évacuation vers les centres de traitement - Deux techniques de curage : - Le ramonage hydraulique ou hydrocurage - Le curage mécanique ##### Le ramonage hydraulique ou hydrocurage - La buse de curage est un élément essentiel du ramonage hydraulique - Transforme la pression en vitesse d'eau qui agira sur les dépôts - Façonne la forme du jet lui procurant ainsi l'efficacité recherchée pour résoudre le problème du tronçon - Donne l'angle d'attaque du jet sur les dépôts - Répartit l'énergie disponible entre l'énergie de traction de la buse et l'énergie nécessaire au nettoyage - Établit la vitesse d'avancement de la tête de curage - Le choix de la buse résulte de l'appréciation de plusieurs critères tels que : - Problèmes rencontrés dans le collecteur : - Quantité de matière - Accrochage des matériaux aux parois - Type et qualité des matériaux constituant le collecteur - Vitesse d'avancement souhaitée - Existence d'objets pénétrants : racines, ou autres, - Régularité ou non de la section du collecteur.