COURS Assainissement Chap 2 2011

PROCEDURE DE CALCUL DES COLLECTEURS

•Tracé du réseau en plan•Découpage en tronçons de 300 m environ•Délimitation du bassin versant drainé par chaque tronçon•Calcul du débit de pointe généré par ce bassin

• débit pointe eaux usées• débit pointe eaux pluviales

•Calcul des dimensions de la canalisation en fonction de sa pente•Tracé du profil en long de la canalisation•Vérification du bon fonctionnement

CALCUL DE DEBITS DANS LES RÉSEAUX D'ASSAINISSEMENT

1- RESEAUX D’EAUX PLUVIALES

Deux catégories de méthodes d’évaluation des débits coexistent:

• Les méthodes de calcul classiques (modèle de Caquot, formule rationnelle…) ;

• Les méthodes de simulation par des modèles d’hydrologie urbaine.

Méthodes d’évaluation des débits d’eaux pluviales

Selon que l’on est dans un bassin versant urbain ou extérieur, les lois qui régissent l’estimation des débits sont légèrement différentes.

Bassins extérieurs: l’estimation des débits est effectuée directement à partir du:

• Temps de concentration,

• Superficie,

• Coefficient de ruissellement • Intensité pluviométrique


Bassins urbanisés:

les débits sont estimés en intégrant les données morphologiques du bassin

considéré.


Q = C i A

Bassins versants extérieurs : Méthode rationnelle

Q débit maximal à l'exutoire (en l/s )

C Coefficient de ruissellement (sans unité)

i

intensité moyenne maximale sur la durée tc pour

une période de retour donnée (mm/h)

A superficie du bassin versant (ha)


Méthode rationnelle

• Le coefficient de ruissellement est supposé constant pendant la durée de la précipitation ;

• L’intensité de pluie est constante durant la durée de l’orage ;

• La surface d’apport est proportionnelle au temps ;

• Les vitesses d’écoulement dans les conduites sont celles correspondantes aux conduites coulant à pleine section.


Elle ne tient pas compte du stockage provisoire de l’eau sur les bassins et dans les conduites ; Utilisée avec profit pour les bassins versants extérieurs importants.

La précision de cette méthode dépend essentiellement de l’estimation que l’on peut avoir du coefficient de ruissellement et du temps de concentration.





Type de surface valeur du coefficient C

Zone de centre ville 0.7 - 0.95

Zone résidentielle pavillons isolés 0.30 - 0.50

Zone résidentielle pavillons groupés 0.60 - 0.75

Zone industrielle 0.50 - 0.90

Cimetières - parcs 0.10 - 0.25

Rue 0.80 -0.85

Trottoirs 0.75 - 0.90

Pelouse (sols sableux, faible pente) 0.05 - 0.10

Pelouse ( sols terreux, faible pente) 0.15 - 0.20


Formule superficielle : Modèle de CAQUOT

Qp(T) = K.CU.IV.AW

Qp(T) est le débit de pointe considéré à un point donné du réseau et

correspondant à la fréquence de dépassement T ( m3/s )

I = pente moyenne.C= coefficient de ruissellement.A = Superficie du bassin versant en hectares



Qp(T) = K.CU.IV.AW

)(

.

6

11

baK

bf



Qp(T) = K.CU.IV.AW

bfU

1

1bfcb

V

1 bfdb

W

1

1



ILLI

K

K

2

La pente équivalente I : Chaque bassin est constitué de tronçons successifs «Lk» de pente constante «Ik». La pente moyenne s’exprime par la formule suivante

L= longueur totale en mLk = longueur de chaque tronçonIk = pente de chaque tronçon



Qp(T) = K.CU.IV.AW

Le coefficient de ruissellement C sera pris égal au taux d’imperméabilisation


Correction d’'allongement:

L’allongement du bassin versant : L’allongement «M» est défini comme étant le rapport du plus long cheminement hydraulique L = LK au côté du carré de la superficie équivalente à celle du bassin considéré.

ALM / (L est exprimée en hectomètres et A en hectares)

Si M est différent de 2, le débit maximum est multiplié par un coefficient correcteur (m) :

Q = m * Qp

Avec m = (M/2)0.7b

Assemblage des bassins élémentaires

jA jA

jAjAjC /jAjAjC /

jpQjpQjI / )/(/ jILjjL 2

AjQpL /max)( AjLj /

Désignation Bassins parallèles Bassins en série

Superficie équivalente

Coefficient de ruissellement équivalent

Pente équivalente

Allongement équivalent

Assemblage des bassins élémentaires

Coefficients de Montana

Pour les différentes périodes de retour, les intensités de pluies (en mm/min) sont calculées à l’aide de la formule de Montana suivante :

i = a . tb

avec t = durée de pluie en (minutes)

Coefficients de Montana

i = a . tb

2 ans 5 ans 10 ans 20 ans 50 ans

a(F) b(F) a(F) b(F) a(F) b(F) a(F) b(F) a(F) b(F)

NADOR 2.358 0.590 3.712 0.559 4.626 0.551 5.547 0.539 6.702 0.534

TETOUAN 2.829 0.567 3.815 0.563 4.478 0.562 5.118 0.562 5.948 0.562

TANGER 4.563 0.630 6.433 0.625 7.683 0.624 8.885 0.623 10.443 0.623

RABAT 3.474 0.647 5.052 0.644 6.112 0.644 7.135 0.644 8.461 0.644

CASA 4.290 0.641 5.136 0.641 5.948 0.642 ND ND ND ND

MEKNES 3.524 0.647 5.506 0.649 6.839 0.651 8.126 0.653 9.797 0.654

OUJDA 2.637 0.641 4.060 0.642 5.018 0.644 5.942 0.645 7.141 0.647

MARRAKECH 2.967 0.639 4.944 0.620 6.270 0.615 7.545 0.612 9.197 0.610

AGADIR 1.102 0.313 1.266 0.223 1.443 0.202 ND ND ND ND

CALCUL DES COLLECTEURS Dimensionnement des conduites

d’eaux usées

La détermination de la section hydraulique des conduites d’eaux usées sera effectuée par

l’équation de Manning Strickler :

Q = K . R2/3 . I½ . S

K = coefficient de rugosité de la conduite dont la valeur dépend du type de matériau I = pente du collecteurR = rayon hydrauliqueS = section hydraulique

CALCUL DES COLLECTEURS Pour le système pseudo séparatif, le calcul du réseau d’eaux usées s’effectuera par la

formule de Chézy :

v = Kc * R3/4 * I1/2

v (m/s) = Vitesse d’écoulementKc = Coefficient de Chezy (K=60)R(m) = Rayon hydrauliqueI(-) = Pente du radier de la canalisation

Q = v * S Q(m³/s) = débitS(m²) = section de la conduite

Dimensionnement des conduites d’eaux pluviales

Les débits des eaux pluviales sont calculés pour chaque bassin en utilisant la formule de Caquot

Le débit d’écoulement exprimé par la formule de Chézy est :

Qp = Kc * R3/4 * I1/2

v = vitesse d’écoulement (m/s) Kc = coefficient de Chezy (K=60) R = rayon hydraulique (m) I = pente du radier de la canalisation

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