Partie 2 : Assainissement du centre Safsaf

Introduction

De nos jours, l’assainissement est devenu une discipline si importante, que nul ne doit

s’en passer.

En effet, vu les progrès et développement constatés ces dernières décennies, grandes

sont les quantités de rejets liquides, émanant non seulement des ménages mais surtout des

industries nouvellement nées. D’où la nécessité de remédier davantage à ce fléau en collectant

ces eaux de rejet ainsi que les eaux pluviales à travers un réseau d’égout dans un soucis de

préservation de l’environnement.

L’assainissement liquide des agglomérations a pour but d’assurer l’évacuation de

l’ensemble des eaux usées et pluviales ainsi que leur rejet dans des exutoires naturels sous des

modes compatible avec les exigences de la santé publique et de l’environnement.

But du projet

Le projet consiste à l’établissement d’une étude préliminaire d’assainissement d’une

agglomération, ayant pour objectif de concevoir le type de système d’assainissement

convenable au site et le dimensionnement des ouvrages y afférent.

L’étude se fera pour l’horizon de saturation du plan d’aménagement, aussi bien pour

l’évacuation des eaux pluviales que pour les eaux usées rejetées.

L’assainissement de ce centre vise à définir les solutions adéquates pour l’évacuation

des eaux usées et pluviales, de les rassembler en un ou plusieurs points afin de les épurer en

respectant les contraintes environnementales.

La présente partie a pour objet l’étude d’assainissement liquide du centre safsaf. Les

points à aborder au niveau de cette étude sont :

- Choix du système d’assainissement

- Calcul des débits des eaux usées pour l’horizon de saturation du plan d’aménagement.

- Calcul des débits des eaux pluviales pour une période de retour de 10 ans

- Implantation et dimensionnement des collecteurs selon le système d’assainissement

adopté.

I- Choix du système d’assainissement

La conception d’un réseau d ‘assainissement nécessite au préalable une étude

approfondie rassemblant de nombreuses informations sue la zone à assainir.

Ces renseignements portent essentiellement sur la topographie, la pluviométrie et le

mode actuel d’occupation du sol, ainsi que celui prévu. C’est à partir d’une analyse adéquate

de ces différents paramètres que se disposeront les éléments nécessaires à la conception du

réseau.

Trois principaux systèmes d’évacuation des eaux usées et des eaux de pluie sont susceptibles d’être mis en service pour la réalisation d’un système d’assainissement collectif :

• Le système unitaire ;

• Le système séparatif ;

• Le système pseudo - séparatif.

Système unitaire  :

Il consiste en l’évacuation de l’ensemble des eaux usées et pluviales par un unique

réseau, généralement pourvu de déversoirs permettant, en cas d’orage, le rejet d’une partie des

eaux, par surverse, directement dans le milieu naturel. Ce système s’impose lorsqu’il n’y a pas

de possibilités de concevoir économiquement un réseau séparatif ou pseudo – séparatif.

Il présente l’avantage de la simplicité, puisqu’il suffit d’une canalisation unique dans chaque

voie publique et d’un seul branchement pour chaque habitation.

Il présente, toutefois, l’inconvénient de devoir effectuer parfois des déversements intempestifs

dont le niveau de pollution n’est guère à négliger et qu’il convient de gérer au plus juste. En

plus, le fonctionnement de la station d’épuration devient difficile du fait de l’irrégularité des

débits et des charges polluantes.

Système séparatif  :

Il comprend :

¿Un réseau eaux pluviales ayant pour fonction d’évacuer les eaux de ruissellement.

Les collecteurs sont de taille importante et les eaux sont généralement rejetées directement

dans le milieu récepteur.

¿Un réseau eaux usées, pour la collecte et le transport des effluents usés, de taille

réduite par rapport au précédent et dont les eaux collectées transitent obligatoirement par une

station d’épuration avant leur rejet dans le milieu récepteur.

Si ce système présente l’inconvénient de gros investissements, vu le nombre de

collecteurs à prévoir, il a cependant l’avantage de rabattre la pollution des eaux usées grâce à

l’épuration. Alors cette eau pourra être réutilisée en agriculture pour l’irrigation par exemple.

Système pseudo-séparatif  :

C’est un système dans lequel les eaux pluviales sont divisées en deux parties

l’une provenant uniquement des surfaces de voirie qui s’écoule par des ouvrages conçus à cet effet ;

l’autre provenant des toitures et cours intérieures qui sont raccordées au réseau d’assainissement évacuant les eaux usées.

Dans le contexte marocain et, toujours, par souci d’économie, il est recommandé

d’adopter, particulièrement dans le milieu, le système pseudo - séparatif restreint. Dans ce

système, seules les eaux pluviales provenant des cours sont admises dans le réseau

d’évacuation des eaux usées.

Pour choisir le système d’assainissement adéquat, des facteurs suivants devront être

tenus en compte  :

Les données naturelles du site :

- La pluviométrie de la région.

- La topographie

- L’hydrographie et le régime des nappes souterraines

- La géologie.

Les données relatives à la situation actuelle des agglomérations existantes

- Nature des agglomérations.

- Importance de l'agglomération

- Modes d'occupation du sol.

- Assainissement en place.

- …

Le système proposé

Compte tenu :

- d’une part, des caractéristiques urbanistiques du centre SAFSAF , de l’éloignement de l’exutoire…;

- et, d’autre part, des considérations développées ci-dessus à propos des différents systèmes ;

Il ressort que c’est le système unitaire qui est le mieux adapté.

Le dimensionnement se fera donc pour les débits des eaux pluviales uniquement.

II- Calcul des débits des eaux usées pour les horizons 2015-2020 et 2025 du centre safsaf :

Sur la base des résultats obtenus pour le calcul des besoins en eau de consommation,

de distribution et de production du centre Safsaf , pour les horizons futurs (2010, 2015, 2020

et 2025) , on calcule les débits des eaux usées pour ces mêmes horizons en utilisant les

relations suivantes :

Il suffit de les pondérer par le taux de rejet (Te) pour obtenir les débits moyens d’eaux

usées.

QE.U = Te x consommation

On admet que le centre safsaf sera raccordé à 100% au réseau d’assainissement avec

un coefficient de retour au réseau d’égout de 80%.

Les débits de pointe horaire sont obtenus en pondérant les débits moyens par les

coefficients de pointe dont la formule est :

C pte .horaire=MIN (1 .5+ 2 .5

√QE .U

;3 )

N.B : on prend QE.U en l / s.

On peut donc calculer les débits de pointe , ainsi :

Qpte horaire = Cpte horaire x QE.U

Ainsi, les calculs des débits de conception sont résumés dans le tableau ci-dessous :

Enquête PREVISION DES BESOINS EN EAU

Années 2 002 2 010 2 015 2 020 2 025POPULATION TOTALE (hab) 1 200 1406 1552 1714 1892

TAUX D'ACCROIT (%) 2 2 2 2TAUX BRANCH. 100 100 100 100

DOTATIONS ( l/hab/j ) Pop. Branchée 50 50 50 50 Administrative 5 5 5 6

CONSOMMATIONS (m3/j) Pop. Branchée 70,30 77,62 85,69 94,61 Administrative 7,0 7,8 8,6 11,4

0,0 0,0 0,0besoins en eau moyens( m^3/j) 77,33 85,38 94,26 105,97

Cpj 1,5 1,5 1,5 1,5Cph 2 2 2 2

TRAC DOM 100 100 100 100TRAC AD+INDS 100 100 100 100

RAPPORT EU PARASITE 0 0 0 0Q EU DOMES 56,2 62,1 68,6 75,7

Q EU INDUS+ADM 5,62 6,21 6,86 9,08Q EU PARASITE 0 0 0 0Q EU moy SEC 61,86 68,30 75,41 84,77Q EU MAX l/s 2,15 2,37 2,62 2,94

III- Découpage du centre en bassins versants

On a découpé le centre SAFSAF en 17 bassins versants, comme il est présenté dans les

images suivantes :

NB : les eaux pluviales du souk seront évacuées directement vers le cour d’eau avoisinant ,

c’est pour cette raison qu’on a pas envisagé un découpage supplémentaire en bassins versants

au niveau du souk.

Chaque bassin versant sera subdivisé par la suite suivant le type d’occupation

IV- Calcul des débits des eaux pluviales du centre pour une période de retour de 10 ans :

Les coefficients de Montana à retenir pour l’évaluation des débits des eaux pluviales sont

issus de la station pluviométrique de Meknès.

D’après le Plan Directeur d’Assainissement Liquide de la ville de Meknès, les coefficients

de Montana (I (mm/h) = a.tb, t en mn) pour des périodes de retour de 2ans, 5ans, 10 ans, 20

ans, 50 ans et 100 ans sont :

Période de retour a b2 ans 241.10 -0.675 ans 385.11 -0.6910 ans 480.85 -0.6920 ans 572.83 -0.6950 ans 692.03 -0.70100 ans 781.42 -0.70

Pour une période de retour T = 10 ans, on donne a(T) = 8,014 et b(T) = -0.69.

Les autres paramètres utilisés dans la formule de CAQUOT sont :

µ c d f +

0,5 -0,41 0,507 -0,287 1,1 0,05

Le coefficient de ruissellement d’une surface donnée est défini par le rapport du

volume d’eau ruisselé au volume d’eau tombée .ce rapport est généralement assimilé au taux

d’imperméabilité de la surface considérée.

Les coefficients de ruissellement à retenir pour les différents types d’occupation du sol sont :

- Voirie : 0.90

- Zones d’habitat R+1 et R+2 : 0.70

- Administration et Equipements socio-économiques : 0.60

- Souk : 0.50

- Espace vert : 0.20

Ainsi les caractéristiques des bassins versants , nécessaires pour le calcul des débits des eaux

pluviales, sont présentés dans le tableau ci-dessous :

BV Type d'occupation Si (ha) Ci ST (ha) L (m) I (%) CR M

V2 0,52 0,2

Voiries 1,59 0,9A5 0,21 0,6V1 0,51 0,2Z2.16 0,40 0,7

Voiries 0,89 0,9A6,A7 0,31 0,6V3,V4 0,37 0,2Z2.12 - Z2.14 1,73 0,7

voiries 1,31 0,9Z2.13 1,05 0,7

voiries 0,52 0,9Z2.15 0,46 0,7voiries 0,23 0,9MA 0,11 0,6V5,V6,V7 0,33 0,2Z2.9 - Z2.11 1,75 0,7voiries 1,65 0,9Z2.10 1,15 0,7

voiries 0,40 0,9F.H1 0,08 0,6Z1.4 0,38 0,7voiries 0,32 0,9SNA 3,02 0,6V8 0,10 0,2Z2.7 - Z2.8 0,57 0,7

voiries 1,00 0,9F.F1 0,08 0,6V19 0,06 0,2Z1.3 0,25 0,7

voiries 0,32 0,9MA2 0,11 0,6V9, V10 , V11 0,83 0,2Z1.17 - Z1.18 - Z1.19 - Z1.20 - Z1.21 2,78 0,7

voiries 1,54 0,9Z1.3 - Z1.8 - Z1.9 -Z1.14 - Z1.15 - Z1.16 1,96 0,7V15 , V16 ,V17 , V18 ,V19 , V20 0,20 0,2

Voiries 0,97 0,9B13 Ecole primaire 8,54 0,6 8,54 470 0,3 0,60 1,608

M1 0,08 0,6V21 , V22 ,V23 0,15 0,2Z1.2 - Z1.6 - Z1.7 -Z1.13 - Z2.1 1,50 0,7voiries 2,11 0,9F.F2 0,09 0,6V22 ,V23 , V24 , V25 ,V26 0,24 0,2

Z1.1 - Z1.2 - Z1.5 -Z1.6 - Z2.1 - Z2.2 1,29 0,7voiries 2,13 0,9Z2.4 - Z2.5 - Z2.6 1,51 0,7M2 0,09 0,6MA 0,15 0,6V28 0,21 0,2Voiries 2,06 0,9Z2.3 0,94 0,7S1 1,00 0,6Voirie 0,86 0,9

A1,A2,A3,A4 1,61 0,6

0,732,80 167 0,3

B16

B17

1,8193,84 338 0,3 0,74

0,176

3,13

3,85

3,76

0,73

0,79

0,78

0,3

0,3

194,3 1,0980,3

143

141

0,729

0,727

0,77

0,998

0,8603,86 169,1 0,3 0,78

0,477

0,476

0,641

0,477

0,67

0,69 42,68 0,3

0,68

0,65 0,859

0,3

0,3

B3 3,72 337

0,3

B6

B5

B2 2,02 122

B10

5,26 40,35

3,72 338 0,3 0,67 1,753B1

1,813B9

0,78 42,13 0,3 0,77

0,3 0,71 1,748

B4 1,57 79 0,3 0,77 0,630

B12

B14

B15

B7 0,75801,56 0,3

B11

0,72 40,35 0,3 0,73

B8

4,68 392,418

Ces résultats permettent de déduire le débit des eaux pluviales dans chaque bassin par

la formule de CAQUOT pour une période de retour de 10 ans :

QE .U=( a×μb6( β+δ ))1

1−b . f . Ib.c

1−b . f .C1

1−b. f . Ab .d+1−ε

1−b . f

avec : Q : débit brute des eaux usées du bassin (m3 / s)

I : pente moyenne du terrain naturel (m / m)

C : coefficient de ruissellement du bassin.

A : aire du bassin (ha)

Rappelons que cette formule n’est valable que dans les conditions suivantes:

bassins versants urbanisés,

Bassin de superficie inférieure à 200ha,

Pentes des bassins comprises entre 0.2 et 5 %

Coefficient de ruissellement compris entre 0.2 et1.

Pour tenir compte de l’allongement du bassin nous faisons intervenir un coefficient de correction :

m(E )=( E2 )0.84 .b1−b . f =( 4 . A

L ² )−0,42 .b1−b. f

avec : E= L

√ A , L est le plus long cheminement hydraulique du bassin versant.

D’où : Qcorrigé = Qbrute x m(E)

Paramètres pondérés :

Dans l’assemblage des bassins, l’adoption des paramètres équivalents est nécessaire.

En effet, la formule superficielle mentionnée ci-avant est valable pour un bassin de

caractéristiques physiques homogènes. L’application du modèle à un groupement de sous-

bassins hétérogènes de paramètres Ai, Ci, Ii, Li et Qpi, nécessite l’emploi de formules

d’équivalence pour les paramètres  A ,C ,I, L et Q du groupement.

Ces formules diffèrent selon que les bassins constituant le groupement soient en

‘‘série’’ ou en ‘‘parallèle’’:

Paramètres

équivalentsAéq. Céq. Iéq. Léq.

Bassins en série Ai

∑ Ci AiAaq ( ∑ Li

∑Li

√I i )2

Li

Bassins en parallèle Ai

∑ Ci AiAaq

∑ Ii .Qi

∑ QiL(Qi)max

Les résultats de calcul des paramètres équivalents, ainsi que les débits calculés par la méthode de Caquot, sont présentés dans le tableau ci-dessous :

Collecteur point Tronçon Assemblage Aeq Leq Ceq Ieq Meq/2 Q1 0--1 B1 3,72 338,00 0,67 0,003 0,88 0,1992 1--2 A1:B1+B2 5,74 460,00 0,69 0,003 0,96 0,2473 2--3 de transition 5,74 460,00 0,69 0,003 0,96 0,2471 0--1 B3 3,72 337,00 0,71 0,003 0,87 0,2142 1--2 A2:B3+B4 5,29 416,00 0,73 0,003 0,90 0,2603 2--3 A3:A2+B5 5,98 458,68 0,73 0,003 0,94 0,275

col -A 4 3--4 A4:A1//A3 11,71 458,68 0,71 0,003 0,67 0,4071 0-1 B6 3,84 338,00 0,74 0,003 0,91 0,2262 1--2 A5: B6+B7 5,39 418,00 0,74 0,003 0,90 0,2694 2--4 A6:A5+B8 6,18 460,13 0,75 0,003 0,93 0,287

col A 5 4--5 A7: A4//A6 17,89 458,68 0,72 0,003 0,54 0,5451 0--1 B9 4,68 392,42 0,67 0,003 0,91 0,2195 1--5 A8: B9+B10 5,40 432,77 0,68 0,003 0,93 0,238

col A 6 5--6 A9:A7//A8 23,29 458,68 0,71 0,003 0,48 0,6331 0--1 B11 5,26 40,35 0,68 0,003 0,09 0,4626 1--6 A10: B11+B12 8,39 234,65 0,70 0,003 0,41 0,3897 6--7 A11: (A9//A10)+B14 35,53 601,68 0,72 0,003 0,50 0,7748 7--8 A12: A11+B15 39,28 742,68 0,72 0,003 0,59 0,7849 8--9 A13: A12+B16 43,15 911,78 0,73 0,003 0,69 0,79210 9--10 A14: A13+B17 45,95 1078,78 0,73 0,003 0,80 0,785

col A-4

col A

col -A

col A-1

col A-2

col A-3

V- Implantation et dimensionnement du réseau d’assainissement et d’autres ouvrages proposés.

Les canalisations élémentaires et les collecteurs seront calculés en fonction des débits

pluviaux pour la fréquence retenue (en général décennale) compte non tenu des débits d'eaux

usées, négligeables par rapport aux premiers. On notera les pentes motrices disponibles entre

leurs extrémités, on évaluera les débits au point caractéristique

des différents tronçons compte tenu des déclivités du sol et de la profondeur des ouvrages et

l'on déduira de ces données le diamètre à retenir , suivant les formules :

Q = 60 . Rh 3/4 . I 1/2 . S

Dans lesquelles :

Q = Débit de dimensionnement en m3/s.

Rh = Rayon hydraulique en m.

I = Perte de charge unitaire ou pente en m/m.

S = Section mouillée en m²

Donc la vitesse est : V =60 . Rh 3/4 . I ½

Soit Qh le débit calculé des eaux à faire évacuer par l’ouvrage.on doit dimensionner par :

QH=Qh/1,06

Le diamètre de la conduite est donné par la formule suivante :

D= QH 4/11/(16,661) 4/11 * I 2/11

Une fois le diamètre calculé, on détermine le diamètre nominal correspondant. D’une

façon générale, les diamètres adoptés seront ceux normalisés immédiatement supérieurs aux

diamètres calculés.

Par ailleurs, et par sécurité, les diamètres minimaux à utiliser en début de réseaux ou

pour les petits débits ne devront en aucun cas être inférieur à 300mm pour éviter le colmatage

généralement faciles à des petits diamètres.

Les résultats des calcules seront présentés dans le tableaux suivant :

Un réseau d’assainissement doit, dans toute la mesure du possible, être auto-cureur.

Les sables doivent être automatiquement entraînés, ces conditions sont généralement

satisfaites dans les ouvrages calculés pour l’évacuation des ruissellement en y réalisant

des vitesses à pleine section de l'ordre de 1 mètre par seconde dans des

canalisations circulaires.

Dans le cas de notre projet , l’autocurage est généralement vérifié .

Pour les collecteurs ayant des vitesses d’écoulement de 0,8m /s , on

envisage un autocurage manuel (surtout pendant les périodes seches).

Calage du réseau

Pour remplir ses fonctions de façon économique et efficace, le

réseau d’assainissement doit tirer profit au maximum de la topographie

locale. En particulier, il conviendra d’éviter les longueurs des canalisations

inutiles, et surtout d’éviter les surprofondeurs des tranchées coûteuse.

La profondeur de tranchée sera égale à 2 mètre au départ.

Le calage sera effectué pour le collecteur principal sur lequel on

placera des regards de visite sur des distances de l’ordre de quarante à

soixante mètres.

Ces regards seront fixés :

- à chaque changement de direction.

- A chaque changement de pente .

- A chaque jonction de canalisation.

- A chaque changement du diamètre.

Procédure

Le calage d’un réseau d’assainissement s’établit autour d’un certain

nombre de paramètres :

La pente : on la choisit assez proche de celle du terrain naturel tout

en vérifiant l’autocurage.

Contrainte sur le niveau des collecteurs.

Contrainte sur la couverture minimale.

Contrainte de la profondeur maximale