Hydrologie Et Hydraulique Urbaine en Réseau d'Assainissement 2013 (1)

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Hydrologie et hydraulique Urbaine en réseau d’assainissement ‐ J. VAZQUEZ Page 1

2013

José VAZQUEZ

ENGEES/IMFS

Hydrologie et hydrauliqueurbaine en réseau

d’assainissement

Formation d’ingénieur


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Cet ouvrage est une compilation de différents documents dont les plus représentatifssont :

GUIDE DE L'ASTEE/SHF, Guide technique pour la conception et le

dimensionnement des réseaux et ouvrages d'assainissement, Commission Assainissement, Groupe de travail révision Instruction technique 77/284, àparaître.

T. BAUER, Pratique de l'assainissement urbain, polycopié de cours, Version 2007.

CERTU, "LA VILLE ET SON ASSAINISSEMENT, Principes Méthodes et Outils pourune meilleure intégration dans le cycle de l’eau", 2003, Ed. CERTU.

L'Encyclopédie des Techniques de l'Ingénieur :

J. VAZQUEZ, C. JOANNIS, M. ZUG, (2009) W6902 Modélisation et métrologiedes déversoirs d'orage. Publication dans « L’encyclopédie des Techniques

de l’Ingénieur » (ETI Sciences et Techniques). 2009, vol. W3, W6902.C. JOANNIS, J. VAZQUEZ, M. ZUG, (2009) W6901 Fonctions et typologie des

déversoirs d'orage. Publication dans « L’encyclopédie des Techniques del’Ingénieur » (ETI Sciences et Techniques). 2009, vol. W3, W6901.

P. BLAZY, E.A. JDID, J.L. BERSILLON, Décantation : Aspects théoriques,Publication dans « L’encyclopédie des Techniques de l’Ingénieur ». J3 450.

J. VAZQUEZ, M. ZUG, L. PHAN, C. ZOBRIST, (2006) Guide technique sur lefonctionnement hydraulique des déversoirs d’orage, Guide FNDAE (184p.+94p. annexes), http://www-engees.u-

strasbg.fr/site/fileadmin/user_upload/pdf/shu/Guide_technique.pdf .

A.G. SADOWSKI, Synthèse sur l’hydrogène sulfuré et son traitement, CoursENGEES, 2006.

HAGER W. H., Wastewater hydraulics theory and practice, Springer, ed. 1999.

B. CHOCAT, J.P. BARDIN, Développement d'outils d'aide à la conception dessystèmes d'assainissement pluviaux, Rapport ANVAR 2004, BQT.


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SOMMAIRE

1 PRINCIPES GENERAUX D’UN PROJET D’ASSAINISSEMENT ...................................................................... 5

1.1 LES NIVEAUX DE SERVICE ET PERIODES DE RETOUR ................................................................................................. 5

1.2 DUREE D’UTILISATION DES OUVRAGES ................................................................................................................ 7

2 CONCEPTION DES RESEAUX D’ASSAINISSEMENT ................................................................................... 8

2.1 A L’AMONT DES BRANCHEMENTS ...................................................................................................................... 8

2.1.1 Broyeurs d'évier ............................................................................................................................... 8

2.1.2 Boîtes à graisses, déshuileurs .......................................................................................................... 8

2.1.3 Protection contre les refoulements ................................................................................................. 8

2.2 LES BRANCHEMENTS ...................................................................................................................................... 9

2.2.1 Raccordement de la canalisation de branchement ....................................................................... 10

2.3 LES BOUCHES D'EGOUTS ................................................................................................................................ 20

2.4

DISPOSITIFS

D’ENGOUFFREMENT

(AVALOIRS)

.....................................................................................................

22

2.5 ACCES AUX CANALISATIONS : LES REGARDS ET BOITES .......................................................................................... 24

2.5.1 Types d’ouvrages et conditions d’accès aux canalisations ............................................................ 24

2.5.2 Fonctions des ouvrages ................................................................................................................. 26

2.5.3 Constitution des ouvrages d’accès ................................................................................................ 26

2.5.4 Implantation des ouvrages d’accès ............................................................................................... 28

2.5.5 Accès aux collecteurs visitables ..................................................................................................... 28

2.6 LES COLLECTEURS ........................................................................................................................................ 30

2.7 LES DEVERSOIRS ........................................................................................................................................... 34

2.7.1 Définitions et objectifs ................................................................................................................... 34

2.7.2 Configurations et typologies ......................................................................................................... 38

2.7.3 Conclusion ..................................................................................................................................... 49

2.8 LES OUVRAGES DE STOCKAGES ........................................................................................................................ 50

2.8.1

Cas des bassins de retenue d'eau pluviale : protection contre l'inondation .................................. 50 2.8.2 Cas des bassins de dépollution : protection du milieu naturel ...................................................... 50

2.8.3 Fonctionnement mixte .................................................................................................................. 51

2.8.4 Combinaisons entre déversoirs d'orage et ouvrage de stockage .................................................. 52

2.8.5 Les dispositifs de curage ................................................................................................................ 54

2.9 LES STATIONS DE POMPAGES .......................................................................................................................... 57

2.9.1 Définition des besoins .................................................................................................................... 57

2.9.2 Conception ..................................................................................................................................... 59

2.9.3 Prise en compte des phénomènes en régime transitoire (les coups de bélier) .............................. 70

2.10 LIMITEUR, REGULATEUR DE DEBIT ............................................................................................................... 73

2.10.1 Objectifs .................................................................................................................................... 73

2.10.2 conception ................................................................................................................................ 73

2.10.3

Principe des

dispositifs

couramment

utilisés

............................................................................

74

2.11 RESERVOIRS DE CHASSE ............................................................................................................................ 81

2.12 REGARDS DE CHUTE ................................................................................................................................. 83

2.13 LES DECANTEURS ..................................................................................................................................... 83

2.14 LES TECHNIQUES ALTERNATIVES .................................................................................................................. 85

2.14.1 Toiture réservoir ....................................................................................................................... 86

2.14.2 bassins de rétention .................................................................................................................. 87

2.14.3 Chaussée réservoir .................................................................................................................... 87

2.14.4 Puits d'infiltration ..................................................................................................................... 88

2.14.5 Tranchée drainante .................................................................................................................. 88

2.14.6 Noues ........................................................................................................................................ 89


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3 DIMENSIONNEMENT DES RESEAUX ..................................................................................................... 90

3.1 CALCUL DES DEBITS ...................................................................................................................................... 90

3.1.1 Les débits de temps sec ................................................................................................................. 90

3.1.2 Les débits de temps de pluie .......................................................................................................... 98

3.2 LES COLLECTEURS ....................................................................................................................................... 118

3.2.1

Dimensionnement

des

canalisations

à

pleine

section

.................................................................

119

3.2.2 Evaluation de la hauteur normale ............................................................................................... 123

3.2.3 Prise en compte de l’air piégé dans les réseaux enterrés : modèle de Lautrich .......................... 129

3.2.4 prise en compte des conditions d’écoulement ............................................................................ 131

3.2.5 Les écoulements aérés ................................................................................................................. 134

3.2.6 L’autocurage ............................................................................................................................... 137

3.2.7 Proposition d’une Méthode de dimensionnement globale ......................................................... 145

3.2.8 Annexes ....................................................................................................................................... 147

3.3 LES DEVERSOIRS D'ORAGES .......................................................................................................................... 153

3.3.1 Conception – dimensionnement .................................................................................................. 155

3.3.2 Dimensionnement des déversoirs ................................................................................................ 157

3.3.3 Formule d’orifices ........................................................................................................................ 157

3.3.4 Formules de leaping weir ............................................................................................................ 159

3.3.5

Formules de déversoir à crête ..................................................................................................... 162 3.4 LES OUVRAGES DE STOCKAGE : LES BASSINS ..................................................................................................... 170

3.4.1 Méthode des pluies ..................................................................................................................... 170

3.4.2 Méthode des volumes ................................................................................................................. 172

3.4.3 Méthode de la pluie critique ........................................................................................................ 175

3.4.4 méthode IT 77 ............................................................................................................................. 177

3.4.5 méthode Agence de l’Eau Rhin‐Meuse ........................................................................................ 179

3.4.6 Dispositions constructives ........................................................................................................... 185

3.5 LES STATIONS DE POMPAGES ........................................................................................................................ 186

3.5.1 Volume utile de la bâche de reprise ............................................................................................ 186

3.5.2 Prévision qualitative de la production H2S .................................................................................. 187

3.6 LES DECANTEURS ....................................................................................................................................... 188

3.6.1

Dimensionnement .......................................................................................................................

188

3.6.2 Vitesse de chute des particules en suspension ............................................................................ 188

4 LA MODELISATION ............................................................................................................................ 190

4.1 MODELISATION : CONCEPTS, APPROCHES, ET ETAPES ........................................................................................ 190

4.1.1 Les modèles ................................................................................................................................. 190

4.1.2 Les différents types de modèles .................................................................................................. 190

4.1.3 Les problèmes à résoudre ............................................................................................................ 191

4.1.4 Etapes méthodologiques ............................................................................................................. 192

4.2 PRISE EN COMPTE DES DONNEES ................................................................................................................... 194

4.2.1 Origine et types de données du site ............................................................................................ 195

4.2.2 Les données « mesurées » événementielles ................................................................................ 196

4.3 LES PRINCIPAUX PHENOMENES

.....................................................................................................................

203

4.3.1 La modélisation hydrologique ..................................................................................................... 205

4.3.2 La modélisation hydraulique ....................................................................................................... 208

4.4 SCHEMATISATION, CALAGE, VALIDATION ET EXPLOITATION ................................................................................. 213

4.4.1 Schématisation préalable ............................................................................................................ 213

4.4.2 Critères de comparaison .............................................................................................................. 214

4.4.3 Le calage ...................................................................................................................................... 216

4.4.4 La validation ................................................................................................................................ 221

5 SOMMAIRE DETAILLE ........................................................................................................................ 222


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1 PRINCIPES GENERAUX D’UN PROJETD’ASSAINISSEMENT

1.1 LES NIVEAUX DE SERVICE ET PERIODES DE RETOUR

(Guide ASTEE)

Depuis la décentralisation de 1982, le choix d’un niveau de protection relève de laresponsabilité des collectivités, donc des maires ou présidents d'EPCI(Etablissement Public de Coopération Intercommunale). Il s’agit pour les élus detrouver un optimum technico-politico-financier qui concilie un coût des ouvragessupportable et un niveau de protection techniquement et politiquement suffisant.

L’habitude a été prise dans le passé, et notamment par les services del’Administration, de dimensionner les ouvrages pluviaux pour une période de retourde 10 ans, même si l’instruction technique de 1977 suggérait de se limiter à 2 ou 5ans pour les zones amont et d’aller jusqu’à 20 ou 50 ans pour les quartiers aval trèsurbanisés et sans relief.

La norme européenne NF EN 752 propose de dimensionner les ouvrages pour limiterles fréquences d’inondation de la manière suivante :

Zones rurales : 1 tous les 10 ans Zones résidentielles : 1 tous les 20 ans Centres villes, Zones industrielles ou commerciales : 1 tous les 30 ans Passages souterrains routiers ou ferrés : 1 tous les 50 ans

Elles sont données à titre indicatif pour orienter les maîtres d'ouvrages les plus

démunis.

Cependant, le maître d’ouvrage, éventuellement à la demande du service instructeur,a toute latitude pour édicter ses propres règles, adaptées au contexte, aux enjeux etaux moyens de la collectivité. L'approche actuellement préconisée pour la conceptionet la gestion des systèmes d'assainissement, repose notamment sur les principessuivants :

envisager le fonctionnement des ouvrages pour tous les types d'évènementspluvieux : faibles, moyens, forts, très forts.

utiliser les techniques d’évacuation, mais également de rétention, ralentissementet infiltration (dites « alternatives ») de façon à disposer d'un système modulaire

présentant plusieurs modes de fonctionnement adaptés à ces différentsévènements,

aménager l’espace urbain pour supporter à moindre mal les défaillances desouvrages.

C’est une démarche beaucoup plus élaborée que la simple prise en compte de lapériode de retour de débordement d’un tuyau, mais qui permet de définir desstratégies de gestion du système pour différentes situations météorologiques. Pourfaciliter cette approche il est proposé de s’appuyer sur une notion de niveaux deservice, qui correspondent à des états différents de fonctionnement du système :


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Niveau 0 : Temps sec : pas de rejet vers le milieu naturel.

Niveau 1 : Capacité maximale des ouvrages avant rejet sans traitement au milieunaturel. En réseau unitaire et pseudo séparatif, il n’y a pas de déversement non

traité. L’objectif est la protection du milieu naturel. Ce niveau correspond à despluies faibles sans impact sur le milieu récepteur. (Période de retour de 15 jours à1 an au maximum)

Niveau 2 : Capacité maximale des ouvrages sans mise en charge et remplissagetotal des ouvrages de stockage. Il correspond à des pluies moyennes quidéfinissent généralement le dimensionnement des ouvrages. Le réseaufonctionne à pleine capacité avec déversements au milieu naturel acceptés.(Période de retour jusqu’à 2 ans)

Niveau 3 : Capacité en charge des tuyaux jusqu’au débordement en surface,utilisation des déversoirs de sécurité des ouvrages de stockage. Il correspond auxpluies fortes avec les premiers débordements. Priorité est donnée à la lutte contreles inondations avec acceptation d’impacts significatifs sur le milieu récepteur.(Période de retour jusqu’à 20 ans)

Niveau 4 : Capacité des ouvrages et des voiries jusqu’à l’atteinte d’écoulementsdangereux en surface (plus de 50 cm d’eau = voitures soulevées et piétons enstress). Il correspond aux pluies très fortes pour lesquelles la priorité est donnée àla sécurité publique. (Période de retour de 50 à 100 ans).

La définition des seuils séparant ces niveaux, que l’on a exprimés en période deretour de défaillance des ouvrages (au-delà des capacités maximales), relève d’unedécision politique, puisqu’elle engage à la fois le financement nécessaire, le niveauaccepté de détérioration de la qualité écologique du milieu récepteur, mais aussi leniveau de risques et de dégradation des conditions de vie en ville.


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1.2 DUREE D’UTILISATION DES OUVRAGES

(Guide ASTEE)

La conception et le dimensionnement d’un projet s’appuient sur une période donnée.Cette période d’utilisation du projet intègre les données existantes lors de laconception et leur évolution prévisible à moyen terme (par exemple 10 à 15 ans pourl'évolution de l'urbanisation).

Un système d'assainissement représentera toujours, quelles que soient les solutionsadoptées, un investissement très lourd pour la collectivité, qu'il conviendra derentabiliser au maximum ; on peut évoquer plusieurs échelles de temps à son sujet :

La période d'amortissement financier, correspondant à la durée deremboursement des emprunts contractés au moment de l'investissement (soitune durée de 20 à 30 ans, voire plus, selon les conditions du marché),

La période d'amortissement comptable, correspondant à la durée qui sépare deuxremplacements d'un ouvrage ou d'un composant ; pendant cette durée, il convientdonc de « provisionner » des ressources en vue du renouvellement de cetouvrage ou de ce composant ; cette période est fonction de la nature desinvestissements, et les nouvelles dispositions préconisent de distinguer lesdifférents composants du système d'assainissement.

A titre indicatif, les durées d'amortissement prévues par l'instruction comptableM49 ou préconisées dans certaines applications sont les suivantes :

o Réseau enterré : 60 anso Cuvelages station d'épuration, déversoirs, bâtiments : 60 anso Branchements et regards : 50 anso Autre génie civil, postes de relèvement : 40 anso

Voirie, clôture : 30 anso Electromécanique : 5 ans

La durée réelle d'utilisation, appelée parfois durée fonctionnelle du système, quisera aussi longue que possible, tant que ses capacités (de transit, de stockageou de traitement) ne seront pas dépassées et qu'il sera conforme à larèglementation en vigueur.

La durée réelle d'utilisation du système peut largement dépasser les duréesd'amortissements comptable et financier et atteindre, voire dépasser le siècle. Ilconvient d'ailleurs de souligner que les dernières réformes de l'instruction comptableenvisagent de faire correspondre durée d'amortissement et durée réelle d'utilisation.

Pour permettre cela, la conception, la réalisation (choix des matériaux et mise enœuvre) comme la gestion doivent être conduits avec un niveau élevé de qualité.


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2 CONCEPTION DES RESEAUXD’ASSAINISSEMENT

2.1 A L’AMONT DES BRANCHEMENTS

(Guide ASTEE)

Il s’agit d’équipements destinés à protéger le système d’assainissement del'introduction de substances ou de matières indésirables, tant dans les partiesconstitutives des réseaux que dans les branchements qui y aboutissent. Certainséquipements sont destinés à protéger les installations amont d’un dysfonctionnementdu réseau.

L’installation de ces équipements est régie par les prescriptions du règlement duservice de l’assainissement de l’autorité organisatrice.

Ces équipements sont rappelés dans ce document qui n’aborde pas leurdimensionnement.

2.1.1 BROYEURS D'EVIER

Il convient de proscrire, sauf justifications spéciales, la mise en service de broyeursd'éviers qui, outre la surcharge qu'ils apportent aux stations d'épuration, aggraventles risques de dépôts dans les égouts.

2.1.2 BOITES A GRAISSES, DESHUILEURS

La mise en service de boites à graisses et de bacs déshuileurs s'impose pour les

branchements d'immeubles où sont exercées certaines activités (restaurants,industries alimentaires, garages, ateliers de mécanique, etc..).

Ces appareils n'assureront toutefois un service satisfaisant que dans la mesure où ilsseront bien conçus et correctement exploités. Compte tenu de l'importance queprésente leur bon fonctionnement pour l'exploitation des réseaux et des stationsd'épuration, la collectivité devra porter une attention toute particulière à leurétablissement et à leur contrôle.

Notons toutefois que les bacs déshuileurs ne peuvent assurer une sécurité totale ence qui concerne les risques de pénétration des hydrocarbures et autres matièresinflammables dans les réseaux.

2.1.3 PROTECTION CONTRE LES REFOULEMENTS

Le règlement sanitaire départemental type prescrit dans son article 44 lesdispositions à prendre pour éviter le reflux des eaux des réseaux d’assainissementlors de leur exceptionnelle mise en charge dans les parties des immeubles situéesen dessous du niveau de la voie publique :

Etanchéité des canalisations, joints et regards en domaine privé avecrésistance à une pression correspondant à une élévation des eaux jusqu’auniveau de la chaussée ;

Mise en place de clapets anti-retour entre les parties inférieures de l’immeuble

et la voie publique ; Déconnection totale avec évacuation des effluents par station de pompage.


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2.2 LES BRANCHEMENTS

(Guide ASTEE)

Le branchement particulier sous domaine public permet l’acheminement des eauxusées domestiques, des eaux pluviales ou des eaux industrielles provenant d’unesource privée vers un collecteur public.

Les branchements doivent assurer les meilleures conditions d'hygiène pourl'habitation tout en sauvegardant le bon fonctionnement du réseau de collecte enrespectant les règles du règlement sanitaire départemental et du règlement duservice de l’assainissement de la collectivité.

C’est le service de l’assainissement qui fixe :

- le nombre de branchements à installer par immeuble à raccorder,- le tracé, le diamètre, la pente de la canalisation ainsi que l’emplacement de la

boîte de branchement ou d’autres dispositifs notamment de pré-traitement des

rejets.Lorsque le réseau est unitaire, les eaux usées et eaux pluviales peuvent êtredéversées dans l’égout public par un seul branchement. La partie privée dubranchement des nouvelles constructions doit être établie en fonction des options dela collectivité, généralement en système séparatif.

Un branchement en domaine public comporte obligatoirement trois parties distinctes :

- le dispositif de raccordement sur le collecteur principal (ou un regard) qui doitêtre pourvu d’au moins un joint souple et étanche.

- la canalisation de branchement qui doit être rectiligne (sauf impossibilité).- la boîte de branchement qui se situe à l’alignement, de préférence, en

domaine public et sur laquelle la canalisation de branchement se raccorde àl’aide d’un joint souple et étanche. Cette boîte de branchement sépare lapartie publique de la partie privée du branchement.

Figure 1 : Constitution d’un branchement en domaine public


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On distingue deux types de raccordement des canalisations de branchement sur lacanalisation principale :

- les raccordements qui n’affaiblissent pas la résistance mécanique ducollecteur ;

- les raccordements qui affaiblissent la résistance mécanique du collecteur et

qui ne doivent donc être utilisés que si les premiers ne peuvent être mis enœuvre.

Tous les branchements et parties de branchements devront être rigoureusementétanches de façon à éviter toute intrusion d'eau de nappe dans l'égout etinversement toute infiltration d'eaux usées dans le terrain.

2.2.1 RACCORDEMENT DE LA CANALISATION DE BRANCHEMENT

Géométrie des raccordements sur un co llecteur non visitable

Dans un collecteur de diamètre ≤ à 1000 ou un regard, le raccordement s’effectue

avec un angle ≤ à 67°30 (en « Y ») orienté dans le sens de l’écoulement. L’angle deraccordement peut être de 90° quand le diamètre de la canalisation principale est aumoins supérieur à deux fois le diamètre de la canalisation de branchement. Cet anglede raccordement permet d’éviter des dysfonctionnements hydrauliques au droit duraccordement.

Figure 2 : Angles de raccordement avec le collecteur

L’axe de raccordement du branchement est orienté vers le centre du collecteur pourpermettre, notamment, le traitement du raccordement en cas de réhabilitation.

Le raccordement se fait de préférence sur la moitié supérieure du tuyau, entre 45°et le plan médian de la canalisation principale afin de faciliter le compactage de lazone d’enrobage.


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Figure 3 :Position des raccordements sur le collecteur

Quand le diamètre du branchement est relativement important par rapport audiamètre du collecteur et que le diamètre du collecteur est supérieur à 500 mm, le

niveau du radier du raccordement ne devra pas être inférieur à 0,20 mètre du niveaudu radier du collecteur. Cette condition est destinée à assurer le bon fonctionnementhydraulique du branchement.

Dispositifs de raccordement

Trois types de dispositifs sont utilisés :

les culottes sont généralement mises en place lors de la pose d’uncollecteur de diamètre ≤ à 400 mm. Elles sont généralementconstituées du même matériau que le collecteur.

Figure 4 : Exemple de culotte en « Y » mâle /femelle/femelle à 67°30

les selles sont généralement mises en place sur un collecteur déjàexistant. Elles viennent se poser « à cheval » sur le collecteur dans untrou carotté ou découpé par sciage. L’étanchéité d’une selle se faitentre la surface extérieure du tuyau et la surface interne de la plaquede la selle. Les selles s’utilisent essentiellement sur les collecteurs d’undiamètre ≤ à 400 mm.


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Figure 5 : Exemple de selle collée

Les culottes et les selles de raccordement permettent de maintenir larésistance structurelle du collecteur.

les raccords de piquage réduisent généralement la résistancemécanique du collecteur au droit du percement. Ils s’utilisent sur descollecteurs d’un diamètre ≥ à 500mm et ce, à condition que le diamètrede la canalisation principale soit supérieur à 2 fois le diamètre de lacanalisation de branchement (de préférence 3 fois).

Lorsque des percements du collecteur doivent être réalisés, le découpage est réaliséavec une carotteuse (avec denture au carbure de tungstène ou au diamant) ou unescie cloche, en fonction du matériau, pour obtenir un trou circulaire, en prenant soinqu’il n’entre aucun matériau indésirable dans le tuyau.

Trois types de raccords de piquage efficaces existent : Les tulipes scellées. Les joints en élastomère. Les clips : moins efficaces, ils peuvent parfois être utilisés dans

certaines conditions particulières.- les tulipes (et raccords à taquets) qui viennent se sceller à l’extérieur

de la canalisation principale.

Figure 6 : Exemples de raccordement par tulipe et raccord à taquets scellés


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- les joints en élastomère (avec possibilité d’association de tulipe) quis’utilisent essentiellement avec des collecteurs en béton et viennents’insérer dans un trou carotté, dont l’étanchéité avec le collecteur estassurée par la compression de la canalisation de branchement sur leslèvres du joint. Avec ce dispositif le diamètre du carottage doit être

parfaitement adapté aux tolérances prescrites par le fabricant du joint et l’épaisseur du tuyau doit être d’au moins 50mm (soit pour les tuyaux enbéton un diamètre ≥ à 500mm).

Figure 7 : Exemples de raccordement par joint en élastomère avec et sans tul ipe

- les « clips », qui viennent s’accrocher à l’intérieur du collecteur (sur lesbords du carottage), et dont le joint est comprimé à l’extérieur (surl’extrados) du collecteur par un système de serrage mécanique. Ils sontplutôt adaptés à des collecteurs d’un diamètre supérieur à 500 mm àparoi mince.

Avec une canalisation de petit diamètre (< 500 mm) ils constituent unesolution de secours ultime à réserver au raccordement sur unecanalisation existante lorsque la présence d’eau rend un scellement ouun collage difficile.

Avec les « clips », les éléments permettant l’accrochage du systèmepénètrent presque toujours dans le collecteur et peuvent provoquer unegêne à l’écoulement, à l’exploitation ou à une future réhabilitation. Lors duchoix d’un « clips » il y aura toujours lieu de vérifier si la longueur depénétration dans le collecteur est tolérable.


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Figure 8 : Exemple de raccordement par clips

Type de dispositif deraccordement

Diamètre ducollecteur

Utilisationpréférentielleen travauxneufs (N) ousur collecteurexistant (E)

Relation

DiamètrebranchementDiamètrecollecteur

Maintiende larésistancestructurelle

Culotte ≤ 400mm N Immédiatementinférieur Oui

Selle ≤ 400mm E Immédiatementinférieur

Oui

Regard ou boîte Tousdiamètres

N et E Inférieur ouégal

Oui

Raccords de piquageTulipe scelléeJoint élastomèreClips

≥ 500mm N et E inférieur à 1/2 Oui

≥ 500mm N et E inférieur à 1/2 Non

≥ 500mm E inférieur à 1/2 NonRecommandations d’utilisation des différents dispositifs de raccordement sur un collecteur non visitable

Raccordement dans un collecteur vis itable

Dans un collecteur visitable, comme dans un regard ou dans une boîte, leraccordement s’effectuera à l’aide d’un raccord de piquage comportant un dispositifd’étanchéité souple installé dans un percement carotté.

Dans les collecteurs d’une hauteur > 1000, le raccordement s’effectue généralementde manière orthogonale par rapport à l’axe longitudinal de la canalisation. Ons’efforcera de limiter la hauteur de chute à 0.30m par rapport au radier chaque foisque possible et en cas d’impossibilité en se raccordant, par exemple, juste au dessusdu niveau maximum de temps sec dans un collecteur unitaire.


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Figure 9 : Hauteurs de raccordement dans un collecteur visitable

Dans les collecteurs à banquettes, les branchements sont raccordés dans la cunette.Lorsque la canalisation doit être encastrée, la continuité de la banquette seraassurée par une grille ou par une dalle. Si le raccordement s’effectue dans le pieddroit au-dessus de la banquette il sera canalisé par une chute accompagnée demanière à être encastré dans cette banquette ou cette banquette sera aménagée demanière à permettre son utilisation sans risques.

Figure 10 : Raccordement dans un collecteur à banquettes

Raccordement dans un regard ou une boîte d’inspection

Le raccordement dans un regard ou une boîte facilite les opérations de maintenance(accès direct au branchement), de diagnostic (mesures de débit, prélèvements,inspection visuelle, …) et de réhabilitation.


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Il ne doit pas s’effectuer dans la cheminée du regard en raison des contraintesd’exploitation posées par les raccordements mal réalisés, en chute, dans leséchelons...

Les dispositions suivantes doivent être respectées :- en cas de raccordement dans les banquettes, les cunettes seront

modelées en pointe de cœur avec arêtes arrondies.- le niveau de la génératrice inférieure du branchement sera supérieur de

0,10 m au moins à celui de la génératrice inférieure de la canalisationprincipale.

- lorsque le raccordement comporte une chute de plus de 0,30 m, il seraéquipé d’une canalisation verticale ou d'un dispositif de chuteaccompagnée équivalent pourvu d'une ouverture permettant l’accès.

- La chute accompagnée verticale interne est le dispositif à privilégier sous réserve de ne pas encombrer exagérément le regard par deschutes multiples. Dans ce cas, la chute verticale externe constitue unesolution à condition de soigner le compactage du sol environnant.

- La chute accompagnée inclinée externe présente des atouts au planhydraulique mais davantage de difficultés de réalisation lors ducompactage.

Figure 11 : Types de raccordement dans un regard ou une boîte

Canalisation de branchement

La canalisation de branchement en domaine public va de la boîte de branchement audispositif de raccordement.

Le diamètre de la canalisation de branchement, d’une dimension minimum de 150mm (300mm en pluvial), doit toujours être inférieur à celui du collecteur.

Dans le cas exceptionnel où le diamètre du collecteur est de 150 mm, le diamètre dubranchement sera de 125 mm.


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La pente de la canalisation de branchement sera au minimum de 3 cm par mètre(30/1000) pour assurer les conditions d’auto curage même dans des conditions dedébit faible et intermittent. Des dérogations sont cependant possibles après étude.

La canalisation de branchement sera rectiligne sauf à créer des regards ou boîtesintermédiaires aux changements de direction.

L’utilisation de coude pour régler l’orientation de la canalisation de branchement estinterdite sauf prescriptions particulières du C.C.T.P. ou quand la présenced’obstacles entraîne l’impossibilité de garder la ligne droite. Dans ce cas, les coudesà utiliser seront à 22°30 (coude au 1/16 ième) ou à 11°15 (coude au 1/32 ième), depréférence, à grand rayon.

Si une canalisation de branchement est d’une longueur supérieure à 35 mètres, il y alieu de créer des regards (ou boîtes d’inspection) intermédiaires.

Boîte de branchement

La boîte de branchement peut avoir plusieurs fonctions :

matérialiser la limite entre réseau public et réseau privatif, ce qui présente unintérêt pour la répartition financière des charges d’entretien ;

localiser l’implantation des canalisations de branchement, ce qui facilite desinterventions ultérieures ;

ménager un accès aux canalisations de branchement, en particulier celles quisont situées sous domaine collectif, qui permet de curer, inspecter, voireréhabiliter ces canalisations et facilite en outre les contrôles de qualité et dequantité des effluents raccordés ;

assurer la protection du réseau public des obstructions en retenant les grosobjets qui auraient pu être introduits dans les canalisations du domaineprivatif.

Les dimensions des boîtes de branchement doivent toujours être supérieures audiamètre des canalisations de branchement et dépendent de la profondeur et de lafonction attribuée à ces ouvrages :

1. repérage de l’emplacement du branchement2. contrôle visuel de l’écoulement dans la boîte3. contrôle visuel des canalisations de branchement

4. obturation des canalisations de branchement5. nettoyage des canalisations de branchement6. réhabilitation des canalisations de branchement


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Le tableau ci-après résume les fonctions applicables suivant les différentesconfigurations :

Dimensions dela cheminée

Profondeur dela cheminée

250 mm 300mm 400 mm ≥ 600 mm

P < 0,5 m 1 – 2 – 3 – 4 -5

1 – 2 – 3 – 4 -5

1– 2 – 3– 4– 5- 6

1– 2 – 3– 4– 5- 6

0,5 m < P <1.5 m

1 – 2 – 3 - 5 1 – 2 – 3 – 4 -5

1– 2 – 3– 4– 5- 6

1– 2 – 3– 4– 5- 6

P > 1.5 m 1 – 2 - 5 1 – 2 – 3 – 5 1 – 2 – 3 – 4 -5

1– 2 – 3– 4– 5- 6

P = distance entre le fil d'eau et la surface du sol.Un diamètre (ou un côté) de 300 à 400 mm suffit pour la plupart des fonctionsretenues pour les profondeurs comprises entre 0.5 m et 1.5 m. A partir d’unedimension de 600 mm, l’ouvrage permet d’assurer toutes les fonctions dans toutesles configurations.

On réservera la dimension minimale de 250mm aux cas où l’encombrement du sous-sol ne permet pas la mise en place de cheminées plus importantes.

La collectivité peut cependant choisir d’imposer un siphon disconnecteur ou uneboîte siphoïde destinés à arrêter les gros objets avant qu’ils n’atteignent le réseaupublic. Cette disposition reporte la responsabilité des engorgements sur l’usager.Ces ouvrages doivent assurer la ventilation et n’assurent donc aucune protectioncontre les remontées d’odeurs. Néanmoins la mise en place de siphon non ventilé enpied de descente d’eaux pluviales se justifie dans certains cas pour empêcher lesremontées d’odeurs par les raccordements sur réseau unitaire.

Les dispositifs de fermeture des boîtes de branchement doivent rester accessibles etdégagés en permanence. En domaine public, les ouvrages seront recouverts detampons métalliques, hydrauliques (étanches aux odeurs) pour les réseaux unitaireset eaux usées ou à batée simple pour les réseaux pluviaux.

En espace public les tampons hydrauliques seront conformes à la norme EN 124.

Sur trottoirs, les dispositifs de fermeture de regards seront de classe de résistance B125 ou C 250 kN suivant implantation.

Conditions d’établissement des branchements

Les conditions d’établissement des branchements d’assainissement sont décritesgénéralement dans les règlements du service de l’assainissement, dans le règlementsanitaire départemental, dans le code de la santé publique,...

Dès qu’il existe un réseau de collecte l'établissement des branchements estobligatoire et son financement incombe aux propriétaires desservis.


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Lorsqu'on procède à la construction d'un réseau de collecte, il est fortementrecommandé de réaliser les branchements au cours de la même entreprise, ycompris la boîte de branchement.

Les établissements rejetant des eaux non domestiques doivent, à la demande duservice de l’assainissement, être pourvus d’au moins deux branchements distinctspour les eaux usées :

- un branchement pour les eaux usées domestiques,- un branchement pour les eaux usées non domestiques.

Le branchement destiné à recevoir les eaux usées domestiques correspond auxcritères généraux de réalisation des branchements particuliers dans la collectivité.

Le branchement destiné à recevoir les eaux usées non domestiques doit être pourvud’un regard permettant d’effectuer tout prélèvement ou mesure. Cet ouvrage estplacé en limite de propriété, de préférence sous domaine public, afin d’être aisément

accessible à tout moment. Un dispositif d’obturation permettant de séparerl’établissement industriel du réseau public doit pouvoir être mis en place sur lesdifférents branchements, pour permettre la protection du réseau public contre desrejets non conformes à la convention de déversement ou en cas d’incendie (rétentiondes eaux d’extinction). Son curage devra être exécuté régulièrement à la diligencede l'établissement industriel.

A la sortie de ce regard l'effluent industriel pourra rejoindre le réseau public dans lesconditions prescrites par la convention de déversement. L'autorisation deraccordement pourra imposer tout dispositif de prétraitement qui sera nécessaire(dégrillage, neutralisation, déshuilage, etc...). Les installations de prétraitement

nécessaires seront dimensionnées sur la base des résultats d’une étude préalablepour rendre le rejet conforme aux exigences de la convention avec la collectivitégestionnaire du réseau public et selon les normes en vigueur.

Même en cas d’absence de convention de déversement, les stations-service, parcsde stationnement, teintureries,…seront équipés d’installations de prétraitement tellesque dégrilleurs, décanteurs ou débourbeurs, séparateurs de graisses oud’hydrocarbures, de même, les restaurants, cantines, boucheries, charcuteries,blanchisseries,…seront équipés de séparateurs de graisses et fécules.


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2.3 LES BOUCHES D'EGOUTS

(Guide ASTEE)

Les bouches d’égout sont des ouvrages destinés à collecter en surface les eaux deruissellement. Elles permettent, par l'intermédiaire d'une canalisation debranchement, d'acheminer ces eaux jusqu'au collecteur pluvial ou unitaire.

Une bouche d’égout comporte une cheminée de dimensions variables, dans laquellel'eau collectée sur les chaussées et trottoirs pénètre par l’intermédiaire du dispositifd’engouffrement (avaloir). En plus de la cheminée, une bouche d’égout comportedans la plupart des cas un dispositif sélectif qui permet d'assurer une séparationgrossière entre les éléments les plus lourds et les eaux de ruissellement proprementdites, et, dans certains cas, un dispositif de rétention des éléments flottants.

Avec les bouches d’égout sélect ives le dispositif de sélection des déchetsentraînés par le ruissellement (sables, graviers, feuilles,..) est un élément trèsutile à la protection du réseau qui permet de réduire la fréquence des curages decollecteur qui sont l’élément d’exploitation le plus coûteux dans la vie d’un réseau.La retenue des déchets peut se faire de 2 manières en fonction de la méthoded’entretien des ouvrages :

1. Avec décantation si les bouches d’égout sont entretenues à l’aide d’un camionaspirateur vidangeur ; dans ce cas la décantation doit être d’un volume suffisant pourassurer une véritable sélectivité (240 litres de décantation est le minimumrecommandé).

Dans certains cas, notamment si la bouche d’égout se raccorde sur un réseauunitaire, la décantation est équipée d’une cloison siphoïde qui permet de piéger les

flottants et évite les remontées d’odeurs, cependant la capacité d’absorption pourraêtre limitée par le siphon si celui-ci n’est pas entretenu. Par ailleurs, la bouched’égout siphonnée isole l’atmosphère du réseau : elle ne permet plus la ventilation duréseau.

Si la bouche d’égout est siphoïde il est recommandé de maintenir la ventilation qui,dans le cas de raccordement sur un réseau unitaire, débouchera en hauteur (parexemple par un poteau d’éclairage public).

2. Sans décantation (à passage direct) mais comportant un panier amovible,pour le cas où la bouche d’égout est entretenue manuellement. Le volume derétention des paniers est faible (environ 10 litres) pour permettre leur relevage

manuel. Vu leur faible capacité, les paniers doivent être relevés régulièrement pouréviter leur colmatage, ils ne peuvent résister de manière durable aux chocs produitspar le nettoyage à l’aide d’un aspirateur vidangeur.


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Figure 12 : Exemples de bouches d’égout sélectives

Les bouches d’égout non sélectives à passage direct accordent la priorité àl’absorption des eaux pluviales, mais permettent aussi l’entrée dans le réseau desables et de déchets divers qui nécessiteront un entretien régulier et coûteux desouvrages. Par ailleurs, les dispositifs à entrée libre, en permettant la ventilationdes réseaux, laissent exhaler vers la rue les odeurs parfois nauséabondes. àmoins d’être équipées d’un clapet anti-odeurs.

Note : On trouve sur le marché des clapets anti odeurs. Pour le bon fonctionnementde ce dispositif, il est impératif que l’avaloir soit grillé ou barreaudé afin que le clapet

ne soit pas encombré par les déchets. Le clapet ne permet plus la ventilation duréseau. Il limite également la capacité d’absorption de part sa présence ainsi quecelle de la grille ou des barreaux nécessaires pour le protéger. Ces dispositifs àclapet s’avèrent souvent peu efficaces contre les odeurs car lorsqu’ils sontlégèrement ensablés ils restent entrouverts.

Figure 13 : Bouche d’égout non sélective à passage direct

Il est indispensable que l’absorption des eaux de ruissellement se fasse dans unouvrage séparé du réseau en vue d’assurer une bonne sélection des déchets, ceciexclut les « regards bouche » (regards sur collecteur recouverts d’un dispositifd’absorption). Ce type d’ouvrage, plus encore que les bouches d’égout à passagedirect, favorise l’engorgement rapide du réseau et, surtout sur un réseau unitaire, està l’origine de dégagements d’odeurs que les dispositifs palliatifs ne peuventsupprimer.

A décantation et cloisonsiphoïde

A simpledécantation

A passage direct etpanier


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2.4 DISPOSITIFS D’ENGOUFFREMENT (AVALOIRS)

(Guide ASTEE)

Les avaloirs peuvent être classés selon 3 types :

Les avaloirs avec entrée latérale,

Entrée libre Barreaudage vertical

Les grilles de caniveau,

Figure 14 : Grill es en fonte montées sur le pilote de (Robert & Tossou, 2006): (a) petite gril le standard0.61x0.36 m², (b) grande gril le standard 0.91x0.46 m², (c) gril le aux barreaux inclinés 0.61x0.36 m²

Les dispositifs mixtes comprenant une entrée latérale grillée ou non, et unegrille de caniveau, de conception séparée ou monobloc.

Que la bouche d’égout soit sélective ou à passage direct, l’avaloir peut êtrebarreaudé ou grillé. Dans ce cas, les déchets entraînés par le ruissellement ne


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rentrent plus, ce qui réduit l’entretien à un nettoyage de voirie en surface ; encontrepartie, les performances d’absorption sont réduites, surtout en cas decolmatage. Les avaloirs barreaudés ou grillés laissent cependant passer les sables,ce qui ne permet pas de se dispenser des curages périodiques.

Différentes études hydrauliques ont permis de montrer que la pente longitudinale de

la rue est négligeable dans la capacité d’absorption de la grille. Par contre, la pentetransversale joue un rôle non négligeable. (Wertel J., Vazquez J., Boca J., Cuny A.,Morcel Y., Improved models of hydraulic gully grids and study of sensitivity tohydraulic parameters, Novatech 2010).

Le long d’une voirie équipée de bordures et de caniveaux, la cheminée de bouched’égout peut se trouver sous trottoir, et, en cas d’encombrement du sous-sol, sousl’ensemble bordure/caniveau ou sous chaussée. Dans ce cas, les eaux sontrecueillies soit :

par un avaloir avec entrée latérale inséré dans la bordure (profil A ou T)comportant un tampon amovible ;

par un avaloir avec entrée sur le dessus (grille de caniveau amovible) insérédans le caniveau ;

par un avaloir mixte qui permet un engouffrement par une entrée latéralecomplétée par une entrée sur le dessus.

Sous un double caniveau (profil CC), dans des parcs de stationnement, des zonespiétonnières,…les eaux sont recueillies par le dessus de la cheminée à l’aide degrilles amovibles plates ou concaves suivant le cas.

D’autres configurations peuvent exister en fonction des particularités des sites

desservis, comme par exemple : des caniveaux à grille longeant ou traversant lavoirie à desservir, des caniveaux à fente,…

Les dispositifs d’engouffrement situés en bord de voirie seront de la classe 250 kN.

Objectifs en fonction des niveaux :

Niveau 3 et 4 Absorption du débit maximal

correspondant à une forte période deretour (10, 20 ans,…)


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2.5 ACCES AUX CANALISATIONS : LES REGARDS ET BOITES

(Guide ASTEE)

Ces ouvrages sont destinés à permettre l'accès aux canalisations d’eaux uséesd’eaux pluviales ou unitaires afin d'assurer :

les essais préalables à leur réception ; leur surveillance ; leur maintenance ; leur entretien (dont le curage) ; leur réhabilitation éventuelle.

L’ensemble de ces opérations doit pouvoir être mené en toute sécurité pour lepersonnel d’exploitation.

Les ouvrages d’accès peuvent être utilisés pour le raccordement des branchementsparticuliers ou des branchements de bouches d’égout. Dans ce cas ils facilitent lesopérations de maintenance (accès direct), de diagnostic (mesures de débit,prélèvements, inspection visuelle, …) et de réhabilitation du branchement.

Les dimensions, la forme et l’équipement des ouvrages d’accès, (échelles, échelons,etc,..) doivent être adaptés aux nécessités de la maintenance et de l’accès auxdifférents types de réseaux.

Dans la mesure du possible la forme et la dimension des ouvrages correspondant àune même fonction seront identiques dans une même agglomération.

Les ouvrages d’accès doivent résister aux charges qui les sollicitent et doivent être

étanches à une pression correspondant à une mise en charge jusqu’au niveau de lachaussée et ce, jusqu'à l’assemblage supérieur du dispositif de réduction. Pour lesouvrages profonds cette étanchéité doit être garantie jusqu'à une mise en chargecorrespondant à 5m de hauteur d’eau comptés à partir de la génératrice intérieuresupérieure de la canalisation sortante.

2.5.1 TYPES D’OUVRAGES ET CONDITIONS D’ACCES AUX CANALISATIONS

On rencontre 2 familles d’ouvrages d’accès :

Les regards qui permettent l’accès du personnel à la canalisationd’assainissement.

Les boîtes qui sont destinées à assurer la maintenance, la réhabilitation et lecontrôle de la canalisation d’assainissement mais dans lesquelles le personneld’exploitation ne peut pénétrer.

Chacune de ces deux familles d’ouvrages d’accès peut comporter plusieurs typesd’ouvrages :

1. Les boîtes sont des ouvrages dont la cheminée est d’une dimensioninférieure à 0.80m, on distingue :

Les boîtes d’inspections sont situées sur un collecteur et qui permettentl’accès à ce collecteur pour curage, inspection et dans certains casréhabilitation. Elles sont implantées dans les parties droites des réseaux (àl’exclusion des changements de direction ou de pente, d’altitude localisés


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(chutes) ou de sections du collecteur, de confluences de collecteurs, quinécessitent l’emploi de regards).

Les boîtes de branchement permettent l’accès aux branchementsparticuliers et sont généralement situées le plus près possible del’alignement, de préférence en domaine public. Elles délimitent la partie

privée et la partie publique du branchement et permettent un accès pourentretien, inspection et éventuellement réhabilitation, à la partie publiquecomme à la partie privée du branchement.

2. Les regards sont destinés à la descente du personnel. On y accède par untrou d’homme dont la dimension minimum est de 0.60m. Le collecteur devraêtre équipé d’un regard à chaque confluence de collecteurs, changement dedirection, changement de pente, changement d’altitude localisé (chute) ouchangement de section de la canalisation. On distingue :

Les regards occasionnellement visi tables : dont la cheminée est d’une

dimension supérieure à 0.80m et inférieure à 1m. Ils ne sontgénéralement pas équipés d’un système de descente, de ce fait lepersonnel d’exploitation devant accéder au collecteur par ce typed’ouvrage devra être équipé d’un harnais sous ventral. Ce type d’ouvrages’installe préférentiellement sur un collecteur desservi par des boîtesd’inspection dans ses parties rectilignes ou dans les parties rectilignes d’uncollecteur équipé par ailleurs de regards de visite.

Les regards de vis ite : dont la cheminée est d’une dimensionsupérieure ou égale à 1m. Ces ouvrages sont équipés d’un système dedescente et d’un dispositif de réduction de dimension entre la cheminée etle trou d’homme permettant l’accès à la cheminée.

Dimensionintérieure de

cheminéeOuvrage

Introductionde matériel Accès du

personnel

Profondeurmaximale

Dimensionmaximum

ducollecteur

D 1000Regards de

visite (visitables)Oui Oui

800 D <1000

Regards

occasionnellement visitables Oui

Ouioccasionnellement

si le personnel estéquipé d’unharnais

3,00 m 600 mm

D< 800

Boîted’inspection ou

boîte debranchement

Oui Non 2,50 m 500 mm

Types d’ouvrages d’accès


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2.5.2 FONCTIONS DES OUVRAGES

Le choix des ouvrages d’accès dépend des fonctions qu’ils sont destinés à remplir :

Les boites ne peuvent en aucun cas être utilisées pour l’accès, mêmeoccasionnel du personnel. Leur hauteur maximale ne doit pas excéder

2.50m. Au-delà de cette hauteur, on doit recourir à des regards visitables,

Les ouvrages d’accès destinés à la descente du personnel sont pourvusd’un dispositif de descente constitué par des échelons ou une échelle(amovible ou non) scellés dans la cheminée. Ce dispositif de descente nedoit pas entraver le bon écoulement des effluents y compris quand lecollecteur fonctionne à pleine charge ; il doit permettre au personneld’exploitation de descendre en toute sécurité jusqu’au fond de la cheminéeou de la chambre. Un dispositif de descente est à installer dès que laprofondeur de la cheminée est supérieure à 1.50m. La partie supérieure,du dispositif de descente comporte une crosse ou une barre d’appui mobile

facilitant l’engagement du personnel d’exploitation dans la cheminée entoute sécurité.

Quand la profondeur de la cheminée est supérieure à 5m il y a lieu d’installer unpalier pour limiter la hauteur de chute du personnel.

Le raccordement des branchements particuliers ou des branchements de bouchesd'égout avaloirs, pourra être autorisé dans les regards, mais les eaux devront êtreamenées à une hauteur variant entre 0.10m et 0.30m par rapport au radier de lacunette.

2.5.3 CONSTITUTION DES OUVRAGES D’ACCES

Les ouvrages d’accès sont généralement préfabriqués. Les regards en maçonneriede blocs sont interdits et les regards coulés en place ne doivent être utilisés quelorsqu’il n’y a pas d’autre alternative car leur qualité n’atteint jamais celles desouvrages préfabriqués.

Les ouvrages d’accès comportent, de haut en bas :

Un dispositif de recouvrement généralement constitué par un cadre métalliquepourvu d’un tampon amovible devant résister aux charges le sollicitant, il serade la classe 400 kN sous chaussée circulée, 125 kN sous trottoir et 250 kNsous voiries à circulation réduite. La dimension minimum de son ouverture est

de 600 mm pour les regards.Note : les tampons ventilés favorisent le bon fonctionnement hydraulique en régimetransitoire et limitent l’accumulation d’H2S, leur utilisation nécessite néanmoins la prise encompte des risques d’inondation, d’intrusion d’objets,…

Une rehausse sous cadre (ou dalle sous tampon) sur laquelle le dispositif derecouvrement est scellé.

Un dispositif de réglage éventuel qui permettra la mise à l’altitude exacte de ladalle sous tampon et du tampon. La dimension intérieure de cette partiecorrespond généralement à la dimension du tampon d’accès.

o Le dispositif de réglage devra permettre la mise en place d’un

obturateur de regard pour réaliser les essais d’étanchéité de réceptiond’ouvrages neufs à l’air ou à l’eau.


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o Quand le sol est faiblement porteur où en cas d’utilisation d’ouvragespréfabriqués ne pouvant supporter les charges roulantes (regards ouboîtes en matière plastique par exemple) le dispositif de réglagedevra reposer sur une dalle de répartition noyée dans la structurede voirie et ne reposant pas sur la structure du regard ou de la boîte.

Un dispositif de réduction de section (pour les regards) constitué par unélément tronconique (généralement décentré pour permettre l’alignement deséchelons) ou une dalle réductrice de couronnement sur lesquels, dans laplupart des cas, le dispositif de réglage est scellé de manière étanche (hormisen présence d’une dalle de répartition).

Des éléments droits assemblés ensemble et sur le dispositif de réduction demanière étanche.

Un élément de fond (ou, le cas échéant, une dalle réductrice intermédiaired’accès à la chambre) raccordé de manière étanche sur l’élément droitinférieur. Cet élément permet le raccordement des canalisations entrantes ousortantes qui se fait à l’aide d’un joint souple et étanche. L’élément de fondcomporte :

o Une cunette dont la largeur ne peut excéder la largeur de lacanalisation sortante et doit être adaptée aux diamètres descanalisations entrantes et sortantes. Sa hauteur est au moins égale audiamètre de la canalisation raccordée ci celle-ci est de diamètreinférieur ou égal à 400mm et au moins égale à 400mm si le diamètrede la canalisation raccordée est supérieur à 400mm. Note : les regards àfond plats et à décantation sont à éviter car ils génèrent des pertes de charge

ponctuelles. Pour retenir les dépôts il est préférable d’utiliser les décantations desbouches d’égout complétées éventuellement par des pièges à charriage.

o Une ou des banquettes dont la pente est de 13% +/- 5%.o Un raccordement des canalisations entrantes ou sortantes qui se fait à

l’aide d’un joint souple et étanche. Quand la partie basse du regard estcoulée en place il y a lieu d’insérer des manchons de scellementpourvus de joints souples lors de la coulée de l’ouvrage.

Quand la cheminée donne accès à une chambre, cette dernière doit êtred’une hauteur suffisante pour ménager un espace de travail accessible aupersonnel d’exploitation (au moins 1.8m). Cette chambre comportera

également une cunette, des banquettes et des dispositifs de raccordementdes canalisations, souples et étanches.


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Légende

A Rehausse sous cadreB Elément de fond

C Dalle réductrice de couronnement

D Eléments droits (bas)

E Banquette

F Cunette

G Cheminée

H Chambre

R Dalle réductrice intermédiaire

S Eléments droits (haut)

T Tête tronconique

Figure 15 : Constitution des regard

2.5.4 IMPLANTATION DES OUVRAGES D’ACCES

Le collecteur doit être équipé d’un regard à chaque changement de direction,changement de pente, changement d’altitude localisé (chute) ou changement desection de la canalisation.

La distance maximale entre deux regards visitables consécutifs ne doit pas dépasser80 mètres. Si nécessaire, des ouvrages intermédiaires complémentaires serontplacés sur le collecteur pour assurer sa ventilation.

Sur les canalisations de diamètre nominal supérieur ou égal à 800, les regards

doivent être visitables.

Pour les canalisations de diamètre >400 mm, il y a lieu de réduire la distance entreles ouvrages d’accès pour faciliter le curage du réseau avec les équipements d’hydrocurage courants, par exemple :

- 60 mètres pour les diamètres 500 et 600mm,- 50 mètres pour les diamètres 800 et 1000mm.

Ces distances doivent également être réduites lorsque l’aval d’un tronçon estinaccessible aux engins de curage et qu’il est nécessaire de procéder au nettoyagedu collecteur à partir de son amont.

2.5.5 ACCES AUX COLLECTEURS VISITABLES

L'accès est visitables pour une hauteur supérieure à 1.6m ou occasionnellementvisitables pour une hauteur comprise entre 1m et 1.6m.

Dans ce cas, les cheminées de descente peuvent aboutir dans une chambre àbanquette sur la partie latérale du collecteur ou dans une galerie d'accèssensiblement horizontale de dimensions suffisantes pour permettre, outre l'accès dupersonnel, l'introduction du matériel d’exploitation et conduisant à une chambreborgne à banquette. Le radier de la galerie doit être surélevé par rapport au radier ducollecteur de façon que, par temps sec ou au moins aux faibles débits de temps de

pluie, le radier ne soit pas recouvert par les eaux usées. Il doit être légèrementincliné (environ 1 p. 100) en direction du collecteur afin que les eaux, qui


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occasionnellement le submergeraient, puissent s'écouler lorsque le niveau aurabaissé.

En collecteurs visitables, pour des raisons de sécurité, l'espacement entre deuxouvrages d'accès ne dépassera pas 80 mètres. Si nécessaire, les ouvragesintermédiaires (cheminées de visite par exemple) assureront la ventilation du

collecteur.

Une distance supérieure pourra être admise entre les regards dans le cas où lecollecteur serait construit en souterrain ou par tubes poussés. Dans ce cas, uneétude spéciale sera nécessaire pour assurer la sécurité de l'exploitation (ventilationforcée, refuge à la partie supérieure des ouvrages, etc...). Aucun branchement d'eauxpluviales ou d'eaux usées ne sera toléré dans une cheminée d'accès ou la galerie quilui fait suite.

Regard avec accès latéral au collecteur Regard avec accès au collecteur par galerie

Figure 16 : Ouvrages d’accès sur réseaux visitables


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2.6 LES COLLECTEURS

(Guide ASTEE)

Le dimensionnement hydraulique des ouvrages est effectué en fonction des débitspluviaux pour la période de retour retenue. Dans la majorité des cas les débits d'eauxusées (niveau 0), négligeables par rapport aux débits pluviaux, ne sont pas pris encompte dans le dimensionnement de la canalisation mais plutôt dans le choix de saforme. Néanmoins, avec la multiplication des rétentions d’eaux pluviales à laparcelle, il convient de s’assurer que le débit d’eaux usées ne devient pas significatif.

En règle générale, le dimensionnement sera tel que les écoulements se feront àsurface libre, sans mise en charge. Ceci sera obtenu en choisissant descanalisations admettant un débit maximum admissible immédiatement supérieur audébit de projet (niveau 2 et 3). Une optimisation peut être obtenue en acceptant unemise en charge maîtrisée vis-à-vis des contraintes de branchements (cf. norme NFEN 752). Cette optimisation peut être nécessaire lorsque le débit maximum

admissible est largement supérieur au débit de projet. Dans ce cas, il peut être utilede vérifier par simulation numérique que cette mise en charge, qui doit resterponctuelle dans le temps comme dans l'espace, n'induit pas de perturbations duservice, par exemple :

débordement sur chaussée ; dysfonctionnements et de désordres chez les raccordés.

Dans le cas d'une augmentation de la pente de l'amont vers l'aval, d'un point de vuestrictement hydraulique, il pourrait y avoir lieu de réduire le diamètre nécessaire autransit du débit de projet. On ne retiendra pas une telle réduction afin de prendre encompte :

un accroissement éventuel des débits à l'avenir, sous réserve durespect des conditions d'autocurage;

le risque d'embâcle.

En outre, il convient de prendre en compte que les acteurs de l'assainissement n'ontpas tous une compétence en hydraulique, si bien qu'une réduction du diamètrepourrait être mal comprise, voire mal acceptée.

Le tracé du réseau de collecte empruntera le plus possible les voiries du domainepublic, afin de permettre un accès aisé lors des opérations d'entretien qui nécessitentsouvent des engins lourds. Il conviendra de prendre en compte les autres réseaux

présents ou prévus (eau potable, gaz, téléphone, câbles, électricité, chauffageurbain, …).

La profondeur des ouvrages doit répondre à plusieurs critères :

La prise en compte du résultat des études géotechniques préalables. Les ouvrages d'assainissement doivent être en dessous des autres réseaux

évoqués ci-dessus ; l'encombrement de ces ouvrages, important en unitaireou séparatif pluvial, nécessite une prise en compte détaillée dupositionnement de tous les réseaux sur l'ensemble du linéaire, notamment aumoyen du tracé d'un profil en long.

Le raccordement des immeubles riverains doit être gravitaire chaque fois que

possible, et sera réalisé au moyen de branchements pourvus de pente


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satisfaisante ; on peut exclure le raccordement gravitaire des caves et sous-sols s'il entraîne un approfondissement excessif du réseau.

La sauvegarde mécanique des collecteurs doit être assurée et exige unrecouvrement suffisant de 0.80 m dans les cas usuels (cf. Fasc. 70 duC.C.T.G. Titre I). A défaut, en présence de charges roulantes une mise en

œuvre particulière peut s’avérer nécessaire : enrobage en béton, dalle enbéton armée,…..

En vue de la réalisation de réseaux « auto cureurs » satisfaisant aux préoccupationshygiéniques qui impliquent l'évacuation rapide et continue de tous les déchetsfermentescibles, la pente des ouvrages devrait permettre pour des débits pluviauxatteints assez fréquemment, l'entraînement des sables, et pour le débit moyen deseaux usées, celui des vases organiques fermentescibles.

Il convient, pour le raccordement des ouvrages secondaires sur les ouvrages plusimportants, de ménager une dénivellation des radiers telle que, par temps sec, lefonctionnement de l’aval ne ralentisse pas l’écoulement de l’amont. A cet effet il

convient de déterminer les hauteurs de lignes d’eau dans les canalisations par tempssec.

En dehors de ces cas de jonction, en séparatif eaux usées, les changements dediamètre de l'amont vers l'aval se feront en assurant la continuité des radiers, afind'éviter des turbulences dommageables au transport de matières lors de faiblesdébits.

Afin d'assurer des conditions de sécurité satisfaisantes pour le personnel appelé àpénétrer dans les ouvrages visitables et de prévenir la dégradation des canalisations,il est parfois nécessaire de limiter les pentes admissibles et donc les vitesses. Enoutre de fortes vitesses (au-delà de 4 mètres par seconde) peuvent induire des

perturbations hydrauliques, pas forcément prises en compte par le modèle, telles quereflux ou débordements au niveau des singularités du réseau (changement dedirection ou de pente,…).

Figure 17 : Limites de déplacement des personnes dans l'eau.


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Si le relief du terrain est très accentué, il convient de ménager des décrochementsdans les profils en long des ouvrages, par l'introduction de regards de chute.

L'attention des concepteurs est attirée sur le fait que les conditions d'auto curage etde vitesse limite sont des règles générales et qu'en pratique les conditions localesinfluent fortement, sur le comportement effectif des réseaux. La présence de sable

ou l'apport d'eaux usées à tendance agressive peuvent, par exemple, accélérer lephénomène d'érosion ; par contre, une pose particulièrement soignée des tuyaux,excluant toute irrégularité et tout décrochement, alliée à un entretien fréquent etefficace, permettent d'éviter les dépôts intempestifs, même avec de faibles pentes.

Note : La pente motrice (ou pente piézométrique, ou perte de charge par unité delongueur) est la pente de la ligne piézométrique qui doit rester en tous points au-dessous du niveau du sol pour éviter que l'égout ne déborde.

La figure suivante représente les sections : circulaire, ovoïde et fer à cheval.

Figure 18 : Formes des condu ites les plus classiques

La figure suivante représente les formes de conduite les plus utilisées enassainissement. Les dimensions sont adimentionalisées par rapport à la largeur.

0.75

Figure 19 : Formes usuelles


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Figure 20 : Formes des sections utilisées dans le réseau d’assainissement de Paris (Dupuit 1854)

Objectifs en fonction des niveaux :

Niveau 1 Garantir l’autocurage

Niveau 2 Vérifier les mises en charge

Niveau 3 Dimensionner la canalisation


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2.7 LES DEVERSOIRS

J. VAZQUEZ, C. JOANNIS, M. ZUG, (2009) W6902 Modélisation et métrologiedes déversoirs d'orage. Publication dans « L’encyclopédie des Techniquesde l’Ingénieur » (ETI Sciences et Techniques). 2009, vol. W3, W6902.

C. JOANNIS, J. VAZQUEZ, M. ZUG, (2009) W6901 Fonctions et typologie desdéversoirs d'orage. Publication dans « L’encyclopédie des Techniques del’Ingénieur » (ETI Sciences et Techniques). 2009, vol. W3, W6901.

Les déversoirs d'orage constituent une classe d'ouvrages très répandue sur lesréseaux d'assainissement conçus sur le mode unitaire, c'est-à-dire avec un systèmeunique de collecte des eaux usées et des eaux pluviales. Pour rendre compatible cetype de système de collecte avec des exigences de protection des milieux récepteurset de protection de la ville contre les inondations, les déversoirs d'orage sont conçuset exploités avec des formes et selon des modalités très diverses, que l'on chercheraà préciser dans cette, en proposant notamment une terminologie.

2.7.1 DEFINITIONS ET OBJECTIFS

2.7.1.1 Définition – terminologie

2.7.1.1.1 Définition

Selon l'encyclopédie de l'assainissement, un Déversoir d'Orage (DO) est un "ouvragepermettant le rejet direct d'une partie des effluents au milieu naturel, lorsque le débitamont dépasse une certaine valeur. Les déversoirs d'orage sont généralementinstallés sur les réseaux unitaires, dans le but de limiter les apports au réseau aval,et en particulier les stations d'épuration, en cas de pluie".

Cette définition met l'accent sur les deux fonctions principales de l'ouvrage sur leplan hydraulique : réguler les débits conservés vers l'aval pour les maintenir en deçàd'une valeur de consigne (ou valeur seuil), et évacuer l'excédent, en général vers lemilieu récepteur. Ces fonctions peuvent être réalisées par divers typesd'aménagements, intégrant ou non des seuils déversants. Ainsi le terme "déversoird'orage" pourra s'appliquer à des ouvrages de dérivation par orifice ou ajutage.Quant aux applications, elles vont de la situation la plus classique comme, parexemple, la protection d'une STation d’EPuration (STEP) à l'aval d'un réseau unitairecontre les surcharges occasionnées par des événements pluvieux, à desconfigurations aussi diverses que les trop-pleins de postes de pompage sur réseau

séparatif d'eaux usées, ou l'alimentation de bassin de stockage-dépollution.D'autres fonctions doivent également être assurées, en particulier la protection duréseau contre les intrusions d'eau depuis le milieu récepteur ou l'exutoire. Celles-cipeuvent se produire lorsque l'exutoire est le siège de variations de niveaux (oumarnages) très marquées, en relation par exemple avec les crues ou les marées. Enoutre, certains ouvrages peuvent combiner leurs fonctions principales de régulationavec des fonctions de stockage voire de dépollution, mais ils seront peu abordésdans ce dossier.

Un déversoir d’orage doit donc assurer trois fonctions principales :

laisser transiter les eaux usées et celles de petites pluies (niveau 1 au sensCertu) sans surverse jusqu’au débit maximal admis à l’aval en limitant ladécantation des matières en suspension présentes dans l’effluent,


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déverser le débit excédentaire de pluie sans mise en charge et décantation dansla conduite amont et sans surcharge excessive de débit dans le réseau à l’aval,(niveau 2 au sens Certu, extension au niveau 3 si on admet la possibilité de miseen charge),

empêcher l’entrée d’eau en provenance du milieu récepteur.

2.7.1.1.2 Terminologie

Un déversoir d’orage est centré sur l’organe de dérivation recevant le flux entrantd’une conduite amont, le renvoyant au collecteur aval et dirigeant le "trop plein" versun collecteur de décharge. Les déversements peuvent se faire vers des bassinsd’orage ou de dépollution, mais ils se font le plus souvent directement ouindirectement vers le milieu naturel. Le déversoir d'orage est donc entouré par diversouvrages, qu'il est nécessaire d'identifier sans ambigüité. Pour ce faire, la figuresuivante propose une terminologie qui sera utilisée tout au long de ce dossier.

Flux

conservéConduite aval

Conduite de dérivationou de décharge

Conduite principale

Conduite amont

Exutoire

Organe dedérivation

Flux dérivé

Flux

entrant

Milieurécepteur

Figure 21 : Représentation schématique d'un déversoir d'orageLe terme "exutoire" désigne l'aval de la conduite de décharge, et peut être constitué parune canalisation généralement pluviale ou unitaire, ou par le milieu récepteur lui‐même.2.7.1.2 Environnement

L'organe de dérivation peut être directement aménagé dans une canalisation. Mais leplus souvent il est inclus dans un ouvrage spécifique (par exemple une chambre) oùil peut être complété par d'autres équipements. Cet ouvrage peut lui-même êtreassocié à d'autres ouvrages, en particulier des ouvrages et stockage et/ou dedépollution, pour former un système. Le fonctionnement hydraulique peut êtrecomplexe et relativement autonome par rapport à l'ensemble du système de collecte.Dans de nombreux cas, les niveaux d'eau dans l'exutoire et le milieu récepteurcontraignent fortement ce fonctionnement hydraulique.

2.7.1.2.1 Environnement hydraulique

Un déversoir d'orage établit une communication entre le système de collecte et unmilieu récepteur, soit directement, soit par l'intermédiaire d'un exutoire, tel qu'un


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collecteur pluvial ou un émissaire reprenant les rejets de plusieurs déversoirs. Lesniveaux d'eau de ces exutoires peuvent varier considérablement, soit sous l'influencedirecte des pluies, soit selon une dynamique propre aux milieux récepteurs (crues,marées, régulation de plans d'eau…). Le déversoir peut également être soumis àl'influence aval du réseau ou des ouvrages associés.

Tous ces niveaux d'eau constituent des conditions aux limites qu'il convient de biencaractériser pour exploiter un modèle et pour choisir une méthode de mesure. Enfinils ont des répercussions sur la conception même du déversoir et conduisent àmettre en place des équipements tels que des vannes, des clapets ou des seuilsmobiles, notamment pour éviter un fonctionnement "inversé", correspondant àl'entrée d'eau depuis l'exutoire ou le milieu récepteur vers le réseau.

2.7.1.2.2 Ouvrages annexes et équipements

La figure suivante schématise l’ensemble des ouvrages annexes et équipements quipeuvent être intégrés dans l'environnement d'un déversoir d'orage, dont il faut tenircompte aussi bien pour bâtir un modèle que pour concevoir un système de suivimétrologique.

OUVRAGEDE

DERIVATION

Collecteur AMONT

Collecteur AVAL

Collecteur de DECHARGE

Débitconservé

Débitamont

Débitdéversé

Apportlatéral

Chambre detranquillisation

Piège àsable

Grilles outamis

VannesParoisiphoïde

Clapet

Conduite avalétranglée

Figure 22 : Conception détaillée d’un déversoir d’orage

Les grilles ont pour but de piéger les gros solides (Ø > 6 mm) pour éviter leur envoidans le milieu naturel. Ces grilles peuvent être dotées de moyens de dégrillageautomatique alimentant un stockage des produits dont l’enlèvement doit être pr

Hydrologie Et Hydraulique Urbaine en Réseau d'Assainissement 2013 (1)

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