SCHEMA DIRECTEUR DE L’ALIMENTATION EN EAU...

DEPARTEMENT DE LA SAVOIE

COMMUNE DES CHAPELLES

SCHEMA DIRECTEUR DE

L’ALIMENTATION EN EAU POTABLE

Modélisation mathématique des réseaux

Doc établi par SCERCL CJ/AJ en mars 2010 - Réf C-07-03 / Les Chapelles / SDAEP - Modélisation Mathématique - 2 -

- PREAMBULE -

La commune des Chapelles agissant en tant que maître d’ouvrage a décidé de

réaliser un SCHEMA DIRECTEUR DE SON ALIMENTATION EN EAU POTABLE.

Le prédiagnostic a mis en évidence des problèmes sur le réseau de distribution

d’eau potable, notamment au niveau de la défense incendie où un certain

nombre de poteaux ne répond pas à la norme.

La démarche consiste donc à réaliser une modélisation mathématique des

réseaux qui permet, dans un premier temps, de reproduire leur fonctionnement

hydraulique actuel, puis de rechercher les améliorations à leurs apporter au

niveau de la distribution et de la défense incendie.

Le modèle mathématique utilisé pour ce faire est le programme canadien FAAST

qui repose sur le principe de la méthode HARDY-CROSS.


- SOMMAIRE -

II -- PPrrooggrraammmmee FFAAAASSTT eett mméétthhooddee HHAARRDDYY--CCRROOSSSS ........................................................................ 44

1.1 - Introduction....................................................................................................4

1.2 - Calcul des réseaux maillés : méthode de Hardy-Cross .....................................4

1.3 - Informatisation de la méthode : programme FAAST ........................................6

IIII -- MMooddéélliissaattiioonn mmaatthhéémmaattiiqquuee .................................................................................................................................. 77

2.1 - Généralités......................................................................................................7

2.2 - Critères de dimensionnement..........................................................................9

IIIIII -- LLeess rrééssuullttaattss ddee llaa mmooddéélliissaattiioonn mmaatthhéémmaattiiqquuee .................................................................. 1100

3.1 - Le réseau du Chef-lieu / Montgirod................................................................10

3.2 - Le réseau de Picolard / Feindaille / Parchet ...................................................19

3.3 - Interconnexion des réseaux de Picolard et Couverclaz..................................24

Annexe

� Annexe 1 : Campagne de mesure des poteaux incendie - SDIS - mai 2008.

� Annexe 2 : Campagne de mesure des poteaux incendie - SCERCL - octobre 2008.

Pièce jointe

� Fichiers résultats de la modélisation mathématique


I - Programme FAAST et méthode HARDY-CROSS

1.1 - Introduction

� Le programme FAAST est une version simplifiée du logiciel du même nom mis

au point par Hydronet Services.

� Ce programme, simple d'utilisation, est un outil pratique pour l'étude des petits

réseaux maillés en régime permanent, alimentés gravitairement ou par une

pompe.

� Le régime permanent étant établi, le programme donne une photographie

instantanée du réseau.

� Pour le calcul des réseaux maillés, il s'appuie sur la méthode de HARDY-CROSS.

1.2 - Calcul des réseaux maillés : méthode de Hardy-Cross

� Un réseau maillé est constitué d'une série de tronçons disposés de telle manière

qu'il soit possible de décrire une ou plusieurs boucles fermées en suivant son

tracé : une telle boucle s'appelle une « maille ».

� D'après sa définition, il est aisé de comprendre qu'un réseau maillé présente une

indétermination sur les grandeurs et les signes, donc sur les sens des débits et

des pertes de charge dans chaque tronçon.

Plusieurs auteurs ont cherché à résoudre le problème et les méthodes utilisées

reposent toutes sur le principe d'équilibre des débits en chaque nœud et sur le

principe d'équilibre des pertes de charge le long de chaque maille. Ces deux

principes ne sont autres que la traduction des lois de Kirchhoff utilisées en

électrotechnique.

� Le Professeur Hardy-Cross de l'Université d'Illinois (USA) a proposé en 1936 une

méthode de calcul des réseaux maillés par approximations successives.

Principe de la méthode

� Considérons une maille quelconque d'un réseau maillé constitué de p tronçons.

� Dans chaque tronçon de la maille, on se donne à priori les débits q’1, q’2, q’p,

de façon à respecter le principe d'équilibre des débits.

� Soit j la perte de charge totale dans un tronçon quelconque de la maille. Elle est

reliée au débit q qui y passe par la formule :


j = Rqn

(formule de l'écoulement)

� Il faut alors convenir du sens positif le long de la maille.

� Le principe d'équilibre des pertes de charge se traduit par :

∑gRqn = 0

(1)

(∑g = somme algébrique)

q représentant le débit réel de chaque tronçon.

� Le débit q' diffère du débit réel q d'une quantité ∆q, qui représente la

correction à apporter au débit arbitraire q' pour satisfaire au principe

d'équilibre des pertes de charge. D'où l'équation :

q = q' + ∆q

(2)

∆q étant exprimé en valeur algébrique.

� L'application de la formule (1) donne alors :

∑gR(q’ + ∆q)n = 0

(3)

Or ∆q est supposé petit par rapport à q', donc on peut dans le

développement de la formule (3), négliger les infiniment petits d'ordre

supérieur ou égal à 2 et on a :

∆q = - (∑Rq’ n) / + (∑nRq’ n-1)

(4)

La correction ∆q ainsi calculée est ajoutée algébriquement à chacun des

débits initialement choisis q', de façon à obtenir une meilleure répartition des

débits dans la maille considérée.

� Compte tenu du principe de l'équilibre des débits en chaque nœud, on

calcule les nouveaux débits approchés q’ dans les tronçons d'une des mailles

contiguës à la précédente et sur laquelle on effectue le même calcul.

On procède ainsi successivement sur les différentes mailles du réseau de

manière à serrer de plus en plus près l'équilibre des pertes de charge dans

chacune des mailles, tout en vérifiant après chaque calcul, si le principe de

l'équilibre des débits est établi en chaque nœud.


1.3 - Informatisation de la méthode : programme FAAST

� La méthode de Hardy-Cross, méthode itérative, peut donc par définition être

facilement informatisée.

� Le programme FAAST se base sur celle-ci et permet de modéliser de petits

réseaux maillés avec un maximum de 200 nœuds et de 200 éléments (conduites,

pompes, réducteurs de pression, clapets et étranglements).

� Le calcul fait intervenir au plus 20 itérations. Mais généralement les résultats

convergent assez rapidement (c'est-à-dire que ∆q calculée d'une maille à la

suivante diminue en valeur absolue).

D’une manière générale, les simulations donnent des résultats satisfaisants et applicables

à la réalité dans la mesure où il ne faut pas oublier qu’il ne s’agit que d’un modèle

mathématique.


II - Modélisation mathématique

2.1 - Généralités

La commune des Chapelles est dotée de trois réseaux de distribution distincts :

� Le réseau du Chef-lieu / Montgirod,

� Le réseau de Couverclaz,

� Le réseau de Picolard, Feindaille et Parchet.

Les hameaux Montgirod, Feindaille et Parchet présentent des problèmes de défense

incendie et ont donc fait l’objet d’une modélisation mathématique.

Le réseau est représenté sous la forme d’un schéma.

Le logiciel fait appel à deux familles d’objets pour bâtir le réseau : les nœuds et les

éléments.

� Il y aura un nœud à chaque discontinuité dans le réseau. C’est ainsi qu’on

trouvera :

� des nœuds passifs à chaque bifurcation, changement de diamètre de

conduite, de matériaux, etc, sans aucune donnée hydraulique. On les

utilisera également pour positionner une singularité (pompe, réducteur de

pression) qui devra avoir un nœud d’entrée et un nœud de sortie,

� des nœuds de débit : ce sont les nœuds par lesquels le réseau perd de l’eau

(consommation) ou beaucoup plus rarement peut en gagner (achat d’eau),

� des nœuds de piézométrie : il s’agit de nœuds auxquels on impose une cote

piézométrique. Le cas typique est celui d’un réservoir. On peut aussi imposer

une pression, par exemple la pression atmosphérique pour un orifice qui

crache à gueule bée (perte de charge à la sortie prise égale à zéro).

� Un élément quant à lui, relie deux nœuds entre eux.

Ce peut donc être :

� une conduite avec un nœud à chaque extrémité,

� une singularité telle que pompe, régulateur de pression ou autre appareil de

fontainerie. Chaque singularité aura un nœud d’entrée et un nœud de sortie

sans que cela implique nécessairement un sens du courant d’eau. On oriente

simplement l’axe et l’ordinateur dira si le débit est positif ou négatif.

Tous les nœuds et éléments sont numérotés et renseignés des paramètres nécessaires à

chaque type.


Pour chaque conduite il s’agit de préciser :

- son numéro d’élément,

- les numéros des nœuds amont et aval,

- sa longueur,

- son diamètre.

Pour chaque étranglement ou clapet :



- le type (étranglement ou clapet),

- le diamètre de la bride d’entrée,

- le coefficient de perte de charge K = 2g

V/ H

2

Pour chaque régulateur de pression :



- la pression de consigne : c’est la valeur de la pression que le régulateur doit

maintenir constante,

- le nœud de prise de pression : nœud sur lequel se trouve le capteur de

pression,

- le diamètre du régulateur : qui est le diamètre de la bride d’entrée.

Le coefficient de perte de charge est donné automatiquement par le logiciel FAAST.

Pour chaque nœud :

- son numéro,

- son débit éventuellement (nœud à débit imposé),

- sa cote piézométrique éventuellement (nœud à cote piézométrique imposée),

- sa cote sol.

Le comportement d’un réseau dépend essentiellement des pertes de charge dans les

conduites. Ces pertes de charge se traduisent par la rugosité moyenne des conduites.

Cette rugosité est définie à partir des essais de poteaux d’incendie sur le terrain. Par

itérations successives, la valeur du débit du poteau d’incendie le plus proche du

réservoir, calculée par le modèle est ramenée à la valeur mesurée sur le terrain. Cette

valeur est vérifiée par la comparaison des valeurs calculées et mesurées sur les autres

poteaux d’incendie.

Une campagne de mesure des débits des poteaux d’incendie a été réalisée en octobre

2008 par nos soins. Les résultats sont donnés dans le rapport du prédiagnostic et rappelés en annexe du présent document.

NB : Au moment de la mise en œuvre des travaux de renforcement des réseaux pour

satisfaire aux besoins de la défense incendie, il sera nécessaire de consulter le

service des pompiers pour déterminer les poteaux incendie inutiles.


2.2 - Critères de dimensionnement

Le dimensionnement d’un réseau peut se réaliser selon deux critères :

� le critère de la défense incendie,

� le critère de la consommation.

Le choix du critère s’établit sur la base du débit de pointe du réseau étudié. Si le débit

de pointe est supérieur à 60 m³/h, le réseau est dimensionné en tenant compte de la

consommation.

� Lorsqu’il faut prendre en compte la consommation du réseau, il est attribué à

certains nœuds un débit imposé (en fonction du nombre de branchements).

La pression est alors contrôlée en tout point du réseau, en faible consommation

(pression statique) et en forte consommation. Cette pression doit être comprise

entre 0,8 bars et 16 bars.

Une fois le réseau dimensionné par rapport à la consommation, il faut s’assurer

que la défense incendie répond aux normes à savoir que chaque poteau délivre au

moins 60 m³/h sous un bar de pression.

� Lorsqu’il faut tenir compte de la défense incendie, le réseau est dimensionné afin

d’assurer un débit de 60 m³/h sous 1 bar de pression pour chaque poteau.

Dans le cadre de la commune des Chapelles, la consommation de pointe mesurée lors

des campagnes de mesures est la suivante :

Réseaux Réservoir Débit de pointe

Campagne de mesures

Chef-lieu / Montgirod Chef-lieu 11,70 m³/h

Picolard / Feindaille / Parchet Picolard 15,30 m³/h

Les réseaux possèdent un débit de pointe horaire inférieur à 60 m³/h. Le critère de

dimensionnement est donc la défense incendie.


III - Les résultats de la modélisation mathématique

Sur ces réseaux, les problèmes mis en évidence se trouvent au niveau de certains

poteaux incendie qui ne délivrent pas un débit suffisant pour assurer la défense

incendie.

Au niveau de la défense incendie, la circulaire interministérielle n°461 du 10 décembre

1951 impose que :

� chaque poteau soit alimenté par une conduite d’un diamètre intérieur de 100

mm au moins,

� chaque poteau doit délivrer un débit de 60 m³/h sous un bar de pression,

� les poteaux incendie doivent répondre à la norme NFS 61-213 : leur équipement

doit comprendre une prise frontale de 100 mm et deux prises latérales de 65 mm.

L’étude porte sur la résolution des problèmes de la défense incendie.

Les réseaux sont transcrits sous forme de fichiers informatiques.

Une fois les réseaux transcrits, il est nécessaire de caler le modèle pour reproduire le

plus fidèlement possible la réalité.

L’étalonnage des réseaux porte sur la détermination de la rugosité moyenne des

conduites en présence.

Le calage de la rugosité moyenne se fait à partir du débit ou de la pression dynamique

aux poteaux (les plus proches du réservoir), comparé à la valeur mesurée sur le terrain.

Par itérations successives, en faisant varier la valeur de la rugosité, la valeur calculée est

ramenée à la valeur mesurée.

La rugosité moyenne des conduites en PVC et en PEHD est toujours prise égale à

0,003 mm.

Pour les réseaux futurs, la rugosité des conduites neuves en fonte est prise égale à

0,2 mm.

3.1 - Le réseau du Chef-lieu / Montgirod

Aucun des trois poteaux incendie présents à Montgirod ne délivrent un débit supérieur

ou égal à 60 m³/h sous 1 bar de pression.

Les poteaux du Chef-lieu sont quant à eux conformes.

a) Le réseau actuel

Le réseau du Chef-lieu / Montgirod est alimenté par le réservoir du Chef-lieu.

Ce réseau a été schématisé suivant le croquis fourni ci-après et transcrit sous la forme

d’un fichier informatique nommé « CHLIEU 0 ».


Ce réseau compte des conduites en PEHD, en acier et en fonte.

Dans la structure actuelle du réseau et avec une rugosité correspondant à des matériaux

neufs 0,003 mm pour le PEHD, 0,2 mm pour la fonte et 0,2 mm pour l’acier, les

résultats des débits des poteaux incendie donnés par le modèle sont les suivants :

N°du

poteau incendie

Rése

au

N°

Nœud SDIS PLAN

Altitude

Pression dynamique à

60 m³/h ou débit

maximum (terrain)


60 m³/h ou débit

maximum (modèle)

Fichier

informatique

Nature

conduite

46 3 1 1 311 m 1,5 b 1,5 b CHL 1 PEHD Ø 110

42 4 2 1 282 m 3,6 b 3,4 b CHL 2 PEHD Ø 110

Ch

ef-

lieu

36 2 3 1 288 m 2,8 b 3,2 b CHL 3 PEHD Ø 110

16 5 6 1 157 m 34 m³/h 47 m³/h CHL 4 F Ø 100

Mo

ntg

iro

d

26 6 5 1 190 m 18 m³/h 40 m³/h CHL 5 PEHD Ø 125

Le modèle est assez bien calé surtout pour les poteaux du Chef-lieu où les valeurs

théoriques correspondent bien aux valeurs pratiques.

Le modèle s’éloigne un peu plus de la réalité pour les poteaux de Montgirod. C’est

pourquoi, la rugosité des conduites entre le Chef-lieu et Montgirod a été modifiée pour

mieux caler le modèle.

La rugosité de l’acier a été prise égale à 2 mm. Les résultats sont les suivantes :

N°du

poteau incendie

Rése

au

N°

Nœud SDIS PLAN

Altitude Débit maximum

(terrain)

Débit maximum

(modèle)

Fichier

informatique

Nature

conduite

16 5 6 1 157 m 34 m³/h 33 m³/h CHL16 F Ø 100

Mo

ntg

iro

d

26 6 5 1 190 m 18 m³/h 28 m³/h CHL17 PEHD Ø 125

b) Le réseau futur

Pour améliorer le fonctionnement du réseau et parvenir à un débit suffisant à chaque

poteau incendie, une solution paraît évidente à savoir le remplacement des vieilles

conduites en acier d’un diamètre 70 et 80 mm qui relient le Chef-lieu à Montgirod.

En effet, leur diamètre est trop faible, faire transiter un débit de 60 m³/h et par ailleurs, il

s’agit de tronçons très anciens, en mauvais état, présentant régulièrement des fuites où

circulent en plus des eaux agressives.

� Remplacement des conduites en acier par des conduites en PEHD Ø 125 mm

Ce réseau futur a été transcrit sous la forme d’un fichier nommé « CHLIEU 1 » dont un

schéma est donné ci-après.


� Les conduites suivantes ont été remplacées par des conduites en PEHD Ø 125 de

rugosité 0,003 mm :

N°

de conduites

Nœud

amont

Nœud

aval

Longueur

en ml

Nature / Diamètre

actuel

Nature / Diamètre

nouveau

1 2 4 25 PEHD Ø 110 PEHD Ø 125

3 4 6 445 A Ø 70 PEHD Ø 125

7 8 10 300 A Ø 70 PEHD Ø 125

9 10 12 25 A Ø 70 PEHD Ø 125

15 10 18 200 A Ø 80 PEHD Ø 125

� Le réducteur de pression a été remplacé par un réducteur Ø 80 mm et réglé à la

pression de consigne 3 bars, de manière à se situer dans une plage de

fonctionnement correcte.

Dans ces conditions :

� Tous les poteaux incendie délivreront à 60 m³/h, les pressions suivantes :

N°du poteau incendie N°du nœud

SDIS PLAN

Pression dynamique

à 60 m³/h Fichier résultat

16 5 6 8,3 b CHL18

26 6 5 3,3 b CHL19

� D’après les plans de réseau, il apparaît que certaines habitations ne sont pas

couvertes par la défense incendie actuelle (les maisons les plus à l’Ouest de

Montgirod direction Picolard, le long de la D86).

Pour pallier ce manque et renforcer la couverture incendie, il a été envisagé :

� de placer un nouveau poteau incendie le long de la D87 à l’entrée du

village (côté Chef-lieu) : PI n°A.

� de placer un nouveau poteau à l’intersection des routes D87 et D86

menant à Picolard et au Chef-lieu : PI n°B.

� de placer également un nouveau poteau à l’entrée du village (côté Bourg

Saint Maurice) : PI n°C.

� Enfin, de supprimer le PI n°20/4 qui n’est pas normalisé et se trouve sur

une propriété privée.

Ce réseau a été transcrit sous la forme d’un fichier nommé « CHLIEU 2 » dont le

schéma est donné ci-après :

Soit 995 ml en PEHD Ø 125 mm neuf



� Les résultats au niveau de l’ensemble des poteaux incendie sont les suivants :


SDIS PLAN

Pression dynamique


46 3 1 1,6 b CHL26

42 4 2 3,5 b CHL28

36 2 3 3,3 b CHL27

16 5 6 8,3 b CHL32

26 6 5 3,3 b CHL33

50 A 6,7 b CHL21

54 B 7,7 b CHL22

56 C 7,6 b CHL23

� La pression statique en tout point du réseau variera entre 0,98 b et 10,7 b (fichier

« CHLIEU 3 » et « CHL24).

� Remplacement des conduites en acier par de la fonte Ø 100 mm

Une simulation identique à la précédence a été opérée pour des conduites neuves en

fonte (fichier « CHLIEU 4 »). Soit le remplacement de 995 ml en F Ø 100 ainsi que le

remplacement du réducteur en Ø 80 mm (pression = 3b).




SDIS PLAN

Pression dynamique


46 3 1 1,6 b CHL30

42 4 2 3,5 b CHL34

36 2 3 3,3 b CHL35

16 5 6 7,9 b CHL36

26 6 5 2,7 b CHL29

50 A 6,6 b CHL37

54 B 7,2 b CHL38

56 C 7,0 b CHL39




� Transit par le réseau du Chef-lieu et remplacement du Viel acier dans la partie

basse

Afin de faire l’économie du remplacement des conduites en acier depuis le réservoir, il

est possible de connecter le réseau du Chef-lieu à l’acier actuel au niveau du réducteur

de pression.

Ce qui permet l’économie de 470 ml entre le réservoir et le réducteur de pression et la

création d’une conduite en PEHD Ø 125 de 200 ml entre le Chef-lieu et ce même

réducteur de pression. Le reste de l’acier (525 ml) est bien sûr à remplacer par un PEHD

Ø 125 mm.

Les poteaux A, B, C sont également à créer.

Ce réseau futur a été transcrit sous la forme d’un fichier nommé « CHLIEU6 » dont un


� Les conduites suivantes ont été remplacées par des conduites en PEHD Ø 125 de

rugosité 0,003 mm :

N°

de conduites

Nœud

amont

Nœud

aval

Longueur

en ml

Nature / Diamètre

actuel

Nature / Diamètre

nouveau

7 8 10 300 A Ø 70 PEHD Ø 125

9 10 12 25 A Ø 70 PEHD Ø 125

15 10 18 200 A Ø 80 PEHD Ø 125

59 58 6 200 / PEHD Ø 125

� La conduite 3 sera déconnectée.

� Le réducteur de pression a été remplacé par un réducteur Ø 80 mm et réglé à la

pression de consigne 3 bars, de manière à se situer dans une plage de

fonctionnement correcte.

Soit 525 ml en PEHD Ø 125 mm neuf à remplacer 200 ml en PEHD Ø 125 mm neuf à créer





SDIS PLAN

Pression dynamique


46 3 1 1,6 b CHL26

42 4 2 3,5 b CHL28

36 2 3 3,3 b CHL27

16 5 6 8,3 b CHL61

26 6 5 3,2 b CHL60

50 A 6,7 b CHL62

54 B 7,7 b CHL63

56 C 7,6 b CHL64



3.2 - Le réseau de Picolard / Feindaille / Parchet

Sur les 9 poteaux incendie que compte ce réseau, les 2 poteaux présents à Feindaille

ainsi que l’un des deux de Parchet ne délivrent pas un débit supérieur ou égal à

60 m³/h sous un bar de pression.

Les poteaux incendie de Picolard et de Villarivon sont quant à eux conformes.

a) Le réseau actuel

Le réseau de Picolard / Feindaille / Parchet est alimenté par le réservoir de Picolard.

Ce réseau a été schématisé suivant le croquis fourni, ci-après, et transcrit sous la forme

d’un fichier informatique nommé « PICOL 0 ».


Ce réseau compte des conduites en PEHD, en acier et en fonte.

Dans la structure actuelle du réseau et avec une rugosité correspondant à des matériaux

neufs, 0,003 mm pour le PEHD, 0,2 mm pour la fonte et 0,2 mm pour l’acier, le modèle

ne parvient pas à converger de manière satisfaisante. Le passage intermédiaire du réseau

en acier de diamètre 80 mm perturbe le bon fonctionnement du réseau à l’aval et

empêche le calage du modèle.

Pour le modèle, seuls les poteaux à l’amont sur le PEHD Ø 125 fonctionnent dans de

bonnes conditions :

N°du

poteau incendie

Rése

au

N°

du nœud SDIS PLAN

Altitude


60 m³/h ou débit

maximum (terrain)


60 m³/h ou débit

maximum (modèle)

Fichier

informatique

Nature et

diamètre de

conduite

6 7 17 1 242 m 2,3 b 3,3 b P1 PEHD Ø 125

Pic

ola

rd

10 16 18 1 228 m 2,6 b 4,1 b P2 PEHD Ø 125

26 11 9 1 100 m 43 m³/h / P3 F Ø 100

Fein

daille

44 10 1 088 m / / P19 F Ø 100

30 12 7 1 038 m 1,7 b / P4 F Ø 100

Parc

het

40 8 8 1 030 m 19 m³/h / P5 A Ø 70

b) Le réseau futur

De même que pour le Chef-lieu, il y a lieu dans ce cas de remplacer l’acier Ø 70 et 80 mm.

� Remplacement des conduites en acier par des conduites en PEHD Ø 125 mm

Ce réseau futur a été transcrit sous la forme d’un fichier nommé « PICOL 1 » dont un



� Les conduites suivantes ont été remplacées par des conduites en PEHD Ø 125 mm

de rugosité 0,003 mm et en fonte Ø 100 mm de rugosité 0,2 mm :

N°

de conduites

Nœud

amont

Nœud

aval

Longueur

en ml

Nature / Diamètre

actuel

Nature / Diamètre

futur

11 12 14 610 A Ø 80 PEHD Ø 125

13 14 16 790 A Ø 80 PEHD Ø 125

15 16 18 80 A Ø 80 PEHD Ø 125

19 20 22 55 A Ø 80 PEHD Ø 125

35 36 38 230 A Ø 70 F Ø 100

37 38 40 5 A Ø 70 F Ø 100

� Le réducteur de pression (17) a été remplacé par un réducteur de diamètre 80 mm

et réglé à la pression de consigne 3,7 b de manière à respecter la plage de

fonctionnement de ce dernier.



N°du

poteau incendie N°

du nœud SDIS PLAN

Pression dynamique

à 60 m³/h Fichier informatique

6 7 17 3,3 b P6

10 16 18 4,1 b P7

26 11 9 6,5 b P8

44 10 / 7,2 b P9

30 12 7 7,8 b P10

40 8 8 3,5 b P11


« PICOL 2 » et P20).

� Remplacement des conduites en acier par de la fonte Ø 100 mm

Une simulation identique à la précédente a été réalisée mais avec des conduites neuves

en fonte, fichier « PICOL 3 ».

Soit le remplacement de 1 770 ml en F Ø 100 mm et le remplacement du réducteur en

Ø 80 mm (pression = 3,7 b).

Soit 1 535 ml en PEHD Ø 125 neuf 235 ml en F Ø 100 neuve



� Les résultats au niveau des poteaux incendie sont les suivants :

N°du poteau incendie N°

du nœud SDIS PLAN

Pression dynamique


6 7 17 3,3 b P12

10 16 18 4,1 b P13

26 11 9 6,1 b P14

44 10 / 6,8 b P15

30 12 7 7,4 b P16

40 8 8 3,5 b P17

� La pression statique en tout point du réseau varie entre 3,7 b et 14,4 b (fichier

« PICOL 4 » et « P18 »).

3.3 - Interconnexion des réseaux de Picolard et Couverclaz

Dans le cadre du renforcement des ouvrages, notamment pour répondre à une réserve

incendie d’au moins 120 m³ au niveau de chaque réseau, il a été envisagé le maillage

des réseaux de Picolard et Couverclaz.

NB : Il est rappelé que l’ensemble des travaux simulés précédemment pour le renforcement de la défense incendie restent acquis et les travaux correspondants s’ajoutent à ceux qui vont être simulés dans les chapitres suivants.

a) Alimentation de Picolard et Couverclaz par le réservoir de Picolard

L’alimentation de Picolard et de Couverclaz depuis le seul réservoir de Picolard ne

permet pas d’obtenir dans les conditions actuelles, un débit incendie suffisant aux

poteaux n°9/15 et 1/16 (PIC0, PC1 et PC2).

Cette solution nécessitant la construction d’une nouvelle cuve à Picolard pour dédier

les 120 m3 réglementaires à la défense incendie, il a été envisagé de reconstruire le

nouveau réservoir à une altitude supérieure, à 1 300 m (maximum possible par rapport

aux sources).

Une alimentation suffisante du PI n°9/15 (60 m³/h sous 1 bar de pression) conduit au

remplacement de l’ensemble des réseaux (dont 190 ml en ∅int 200 mm, 750 ml en ∅int

150 mm, 300 ml en ∅int 100 mm).

Par ailleurs, un nouveau réservoir de 250 m3 minimum est à construire à 1 300 m à

Picolard (PIC 5 - PC 11).


b) Alimentation de Picolard et Couverclaz par les réservoirs de Picolard et Couverclaz

Si l’on conserve les 2 réservoirs, un simple dispositif de clapet anti-retour à la sortie du

réservoir de Picolard ne donne pas entière satisfaction.

En effet, cette solution nécessite de toute façon la mobilisation d’une réserve incendie

de part et d’autre :

� de 120 m3 à Couverclaz puisque l’alimentation du poteau n°9/15 dépendrait

exclusivement du réservoir de Couverclaz (Picou0 - K1),

� de 50 m³ à Picolard (c’est le cas aujourd’hui) puisque le poteau n°7/17 serait

alimenté à hauteur de 24 m³/h par Picolard et 36 m³/h par Couverclaz (Picou0-K2).

Par contre, en fonctionnement normal, l’alimentation courante se fait exclusivement par

Couverclaz. Or, le débit des sources des Avenières alimentant le réservoir de

Couverclaz ne permet pas d’assurer les besoins sur l’ensemble des réseaux (Picolard,

Villarivon, Feindaille, Parchet et Couverclaz) (Picou 1 - K3 et Picou 2 - K4).

Cette solution n’est donc pas envisageable.


Toutefois, cette interconnexion est possible en installant un réducteur de pression sur

l’antenne à créer entre Couverclaz et Picolard doublé d’un clapet anti-retour.

La valeur de pression de consigne étant réglée légèrement inférieure à la pression sur le

réseau de Picolard de manière à ce qu’en fonctionnement courant, l’alimentation se

fasse à partir de Picolard uniquement (où les ressources sont importantes) et en cas

d’incendie, que Couverclaz puisse compléter la demande et ainsi participer au volume

dédié à la défense incendie.

� Calage de la valeur de pression de consigne du stabilisateur de pression aval

Le réducteur étant installé à la cote 1 217 m et le réservoir de Picolard étant à 1 284 m,

la valeur de pression de consigne doit être inférieur à 6,7b et le plus proche possible de

cette valeur.

En consommation de pointe (15,3 m³/h sur Picolard et 3,39 m³/h à Couverclaz), la

participation des réservoirs se fait à concurrence de :

Cette simulation a été transcrite sous la forme d’un fichier nommé « COUV10 » dont un


Par réducteur Débit d’alimentation

par Picolard

Débit d’alimentation

par Couverclaz Fichier informatique

6,5 b 10,0 m³/h 8,0 m³/h C92

6,0 b 15,3 m³/h 3,4 m³/h C93

6,4 b 15,3 m³/h 3,4 m³/h C98

La pression de consigne aval du réducteur doit donc être égale à 6,4 b.


Dans ces conditions, les poteaux incendie donne les résultats suivants (COUV 12) :

N°du poteau

incendie N°du

nœud SDIS PLAN

Pression

dynamique

à 60 m³/h


par Picolard

(m³/h)


par Couverlaz

(m³/h)

Fichier

informatique

6 7 17 3,7b 40,1 20,2 C99

10 16 18 5,0 b 31,6 28,5 C100

66 9 15 2,1 b 0,2 60,1 C101

74 1 16 2,4 b 0,2 60,0 C102

78 17 20 6,3 b 20,3 40,0 C103

52 13 13 3,9 b 20,3 40,0 C104

56 18 14 5,9 b 20,2 39,9 C105

26 11 9 6,5 b 20,3 40,0 C106

44 10 7,2 b 20,3 40,0 C107

30 12 7 7,8 b 20,3 40,0 C108

40 8 8 3,5 b 20,2 39,9 C109

La pression statique varie en tout point du réseau entre 2,7 b et 15,8 b (Couv 11 –

C 110).

Cette solution nécessite la création d’une réserve incendie de 120 m³ à Couverclaz

(PI n°9/15 et 1/16) et de 80 m³ à Picolard (PI n°7/17).

Elle n’est donc pas plus avantageuse que la réhabilitation indépendante de chacun des

réseaux.

c) Réalisation d’un réservoir unique desservant Picolard et Couverclaz

Il peut également être envisagé la réalisation d’un nouveau réservoir de 250 m³

implanté entre Picolard et Couverclaz (voir étude technico-économique – VIII Amélioration des

ouvrages).

La modélisation mathématique de ce réseau va permettre de caler l’altitude minimum

de ce nouveau réservoir.

� Altitude nouveau réservoir : 1 290 m

A cette altitude, il s’agirait d’une solution gravitaire (qui ne pourrait toutefois être

retenue qu’après étude topographique).

Le réseau a été transcrit sous la forme d’un fichier informatique nommé « ESSAI 9 ».


Dans ces conditions, les poteaux n°1/16 et 9/15 ne donnent pas satisfaction :


SDIS PLAN

Pression dynamique


74 1 16 « -0,2 b » E.70

66 9 15 « -0,4 b » E.71

� Altitude minimum du nouveau réservoir

Le modèle donne comme altitude minimum pour satisfaire aux critères de défense

incendie au PI n°9/15, la valeur de 1 320 m.

A cette altitude, la solution n’est plus gravitaire. Le nouveau réservoir serait donc

alimenté à partir d’une station de pompage installée dans le réservoir actuel de Picolard

et gravitairement par l’adduction des Avenières.

Dans ces conditions, les poteaux n°9/15 donne le résultat suivant : (fichier informatique

« ESSAI 2 »).



SDIS PLAN

Pression dynamique


74 1 16 2,6 b E54

66 9 15 2,3 b E78

Cependant, dans ces conditions, la pression statique dépasse en certains points du

réseau, 16 bars (ESSAI 1 – E55).

C’est pourquoi un nouveau réducteur de pression a été installé à la sortie du village de

Picolard en amont de la bifurcation entre Villarivon et Feindaille.

La pression de consigne a été réglée à 2,8 b.

Les pressions de consigne des autres réducteurs ont été recalées de ce fait à :

� Villarivon : Pc = 3 b,

� Feindaille : Pc = 2,7 b,

� Parchet : Pc = 4,5 b.

Le réseau a été schématisé suivant le croquis fourni ci-après et transcrit sous la forme

d’un fichier informatique nommé « ESSAI 8).




N°du

poteau incendie N°

du nœud SDIS PLAN

Pression

dynamique

à 60 m³/h

Fichier

informatique

Nature et Ø de

la conduite

78 17 20 2,5 b E 58 PEHD Ø 125

6 7 17 5,0 b E 59 PEHD Ø 125

10 16 18 5,8 b E 60 PEHD Ø 125

52 13 13 3,9 b E 61 PEHD Ø 125

56 18 14 5,9 b E 62 PEHD Ø 125

26 11 9 5,5 b E 63 F Ø 100

44 10 6,2 b E 64 F Ø 100

30 12 7 6,8 b E 65 F Ø 100

40 8 8 3,5 b E 66 F Ø 100

66 9 15 2,3 b E 67 PEHD Ø 110

74 1 6 2,6 b E68 PEHD Ø 110

� La pression statique en tout point du réseau variera entre 2,7 et 12,4 b (fichiers

« ESSAI 7 » et « E57 »).

Cette solution implique :

� la réalisation d’un nouveau réservoir de 250 m³ implanté à une cote

minimum de 1 320 m,

� la création d’une station de pompage dans le réservoir actuel de Picolard et

d’une conduite de refoulement jusqu’au nouveau réservoir (410 ml),

� la réalisation de deux distributions vers Picolard et vers Couverclaz (PEHD

125 - 810 ml),

� l’installation d’un nouveau réducteur de pression.


Annexes Annexes Annexes Annexes


Annexe 1Annexe 1Annexe 1Annexe 1

Campagne de mesure des poteaux incendieCampagne de mesure des poteaux incendieCampagne de mesure des poteaux incendieCampagne de mesure des poteaux incendie SDIS SDIS SDIS SDIS ---- mai 2008 mai 2008 mai 2008 mai 2008 ----


Annexe 2Annexe 2Annexe 2Annexe 2

Campagne de mesure des poteaux incendieCampagne de mesure des poteaux incendieCampagne de mesure des poteaux incendieCampagne de mesure des poteaux incendie ---- Scercl octobre 2008 Scercl octobre 2008 Scercl octobre 2008 Scercl octobre 2008 ----


COMMUNE DES CHAPELLES

SCHEMA DIRECTEUR DE L’ALIMENTATION EN EAU POTABLE

Tableau récapitulatif des investigations menées sur les poteaux incendie - Octobre 2008

N°PI

Pompiers

N°PI

Plan

Véolia

Localisation Normalisation

du Poteau (*)

Diamètre de

canalisation

(en mm)

Débit

maximum

(en m³/h)

Pression

dynamique

à 60 m³/h

(en bars)

Pression

statique

(en bars)

Etat

(conforme,

non conforme,

HS)

Anomalies

1 16 Couverclaz - dans l’épingle au bas

du hameau PIN PE Ø110 / 2,8 6,7 NC

2 3 Chef Lieu - à côté de la mairie PIN PE Ø110 / 2,8 4,8 NC - La vidange reste ouverte à

l’ouverture du PI

3 1 Chef-Lieu - route du centre, 50 m

avant le sommet PIN PE Ø110 / 1,5 2,8 NC

4 2 Chef Lieu - église PIN PE Ø110 / 3,6 5,6 NC

- Porte avec serrure détériorée

- Barrière à créer

- PI à repeindre

5 6 Montgirod - bas du village PIN F Ø100 34 / 11,4 NC - Ouverture difficile du volant

- PI à repeindre

6 5 Montgirod - haut du village PIN PEHD Ø125 18 / 8,3 NC


- Socle béton inexistant

- Réducteur à l’amont

7 17 Picolard - haut du hameau, à côté du

bassin PIN PEHD Ø125 / 2,3 3,5 C - Barrière à créer

8 8 Parchet - au fond du village, au bord

de la route PIN A Ø60 19 / 4,3 NC


- Absence de numéro



9 15 Couverclaz – à droite de la route ,

en direction de Valezan PIN PE Ø110 / 2,5 4,2 NC

- La vidange reste ouverte à

l’ouverture du PI

10 - Feindaille - bas du hameau, à

gauche de la route direction Parchet PIN A Ø80 53 / 8 NC


- Le PI se désamorce


11 9 Feindaille - centre du hameau, au

dessus de la chapelle PIN A Ø80 43 / 3,2 NC


- Le PI se désamorce


12 7 Parchet - sur le petit parking PIN A Ø60 / 1,7 12,4 NC





N°PI

Pompiers

N°PI

Plan

Véolia

Localisation Normalisation

du Poteau (*)

Diamètre de

canalisation

(en mm)

Débit

maximum

(en m³/h)

Pression

dynamique

à 60 m³/h

(en bars)

Pression

statique

(en bars)

Etat

(conforme,

non conforme,

HS)

Anomalies

13 13 Villarivon – haut du hameau, à

l’intersection du chemin communal PIN PEHD Ø125 / 1,2 5 C - Réducteur à l’amont

16 18 Picolard – sur la route de Valezan, à

côté du bassin PIN PEHD Ø125 / 2,6 4,6 C - Fuite sur la bride

17 20 Picolard – intersection route de

Valezan et de Couverclaz PIN PEHD Ø125 / 2 5,4 C - Barrière à créer

18 14 Villarivon – sortie du hameau

direction Bellentre PIN PEHD Ø125 / 4,0 7,4 C - Réducteur à l’amont

20 4 Montgirod – centre du hameau, sur

propriété privée PI (2 x 40) A Ø80 / / / NC


- PI à repeindre

- Absence de numéro

- Absence des bouchons

- Ouverture du volant difficile


- Mesures impossibles

* PIN : poteau incendie normalisé (1 x Ø 100 ; 2 x Ø 65) PI : poteau incendie non normalisé

Les mesures de débit et de pression rendent compte de l’état de la défense incendie pour le jour de l’investigation.

Ainsi les données présentées ci-dessus, sont sujettes à des évolutions au cours du temps en fonction notamment du mode d’approvisionnement des

communes (réservoir, pompage, remplacement d’une partie du réseau d’eau potable, …).

Il est important de noter que ce qui est désigné comme conforme l’est uniquement au moment de la mesure sans aucune garantie dans le temps.

SCHEMA DIRECTEUR DE L’ALIMENTATION EN EAU...

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