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Département formation deCDP_3E 1302
« Hydraulique urbaine et hydraulique rurale »
7 – Dimensionnement réseau
Animation : Yan DABROWSKIDjibouti du dimanche 23 au jeudi 27 février 2014
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Instruction technique = moyen de concevoir et de dimensionner de façon très simple, voir simpliste les réseaux d’évacuation.
Méthode néanmoins efficace avec de faibles moyens à développer
Selon,- L'instruction technique 77-284 (*)- Le guide technique CERTU « La ville et son assainissement » (**)
(**) http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/DGALN_Ville_assainissement_so.pdf(*) www.assainissement-durable.com
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Conduites
Dimensionnement des éléments d'un réseau
1
Stations de pompage / refoulement2
Autres ouvrages
Modélisation4
3
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Conduites1
On détermine :– Les apports (débits EU / EP)– L'implantation de la conduite (planimétrie, altimétrie) – La conduite (géométrie) permettant d’évacuer ces apports
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Conduites gravitaires1
► Contraintes
Vitesse : 0,3 m/s < V < 4 m/s (autocurage, abrasion)Diamètre : Dmin = 200 mm (EU), 300mm (EP) (obstructions)Pentes : Imin = 5 mm/m (finesse de pose)Couverture : 80 cm min (résistance aux charges)
► HypothèsesÉcoulement à surface libre
Écoulement permanent et uniforme
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Conduites gravitaires1
DébitsTopographie
Diamètre
Manning - Strickler
Q(m3/s) = k .Rh(m)2/3 .I(m/m)1/2.S(m2)
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Station de pompage / refoulement2
► Contraintes
Vitesse refoulement : 0,4m/s < V < 1,5 m/s (Vitesse cible 0,8 m/s)Diamètre : Dmin refoult = 80 mm (obstructions)Temps de séjour : Vconduite (m3) / Vrejet (m3/j) x 24 < 2 heures (H
2S)
► HypothèsesÉcoulement sous pression (en charge)
Écoulement permanent et uniforme
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Station de pompage / refoulement2
► Problématique H2S (hydrogène sulfuré)
Facteur favorisant la formation d'H2S :
- Zones de dépôt (MES)- Temps de séjour important- Température élevée- Anaérobiose
Refoulement : Conditions anaérobies + biofilm
Gravitaire : Zone de dépôt
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| 9 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
Station de pompage / refoulement2
► H2S (hydrogène sulfuré)
Solutions :- Limiter les temps de séjour (optimiser les volumes utiles, volume des conduites de refoulement)- Limiter les zones de dépôt (contre pente en gravitaire)- Augmenter les vitesses de refoulement- Aéré les effluents (aéroéjecteur, oxygénation)- Traitement chimique de neutralisation (ex : sulfate ferreux)
Conséquences :- Gaz mortel (odeur d'œuf pourri à faible dose, inodore à partir de 100ppm, dangereux à partir de 500ppm, mortel à 1000ppm)- Acide pouvant endommager les ouvrages béton
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Station de pompage / refoulement2
► Les grandeurs à dimensionner
- Couple (Q ; HMT) des pompes
- Diamètre du refoulement
- Volume utile de la bâche Schéma Q;HMT // CE
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| 11 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
Station de pompage / refoulement2
► le bon choix à débit égal
Petit diamètre de conduiteGrandes pertes de chargesPompe puissante
Grand diamètre de conduitePetites pertes de chargesPompe peu puissante
OU
Vitesse économique :V ≈ 1 + D (m)
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| 12 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
Station de pompage / refoulement2
► Volume utile
(Sans compter la pompe de secours)
(entre 6 et 10 selon puissance)
Pour 1 pompe + 1 secours :Vu = Qe(Qr-Qe)/2.Z.Qr
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| 13 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
Autres ouvrages sur réseau unitaire et
pseudo séparatif3
► Bassin d'orage, de stockage
►Déversoir d'orage
Pour mémoire, méthode des pluies, méthode des volumes.
Dimensionnement complexe.
http://engees.unistra.fr/site/recherche/unites-de-recherche/guide-technique-deversoir-dorage-do/
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| 14 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
Modélisation4
Le modèle permet- De résoudre les équations hydrauliques d'un réseau complexe (Eq de Barre-Saint Venant)- De visualiser les résultats.
Logiciels avec Interface SIG : - Canoe- Mike Urban
Logiciel libre de droits : SWMM5*
* http://www.epa.gov/nrmrl/wswrd/wq/models/swmm/#Downloads
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| 15 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
Modélisation4
► Méthodologie
- Acquisition de données sur le réseau existant (mesures hauteur / débit dans le réseau, mesure de la pluviométrie)
- Construction géométrique du modèle (caractéristique du réseau : longueur, Zfe, Zr, …)
- Calage du modèle à partir des données mesurées
- Test sur le modèle des solutions envisagées avec les pluies synthétiques d’occurrence choisie (décennale, vicennale, ...)
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| 16 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
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| 17 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
► Courbes de calage
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| 18 | « Hydraulique urbaine et hydraulique rurale » | 2014
Dimensionnement des éléments d'un réseau
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Dimensionnement des éléments d'un réseau
Vidéo : Anim_Modele_MIKU.avi
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Département formation deCDP_3E 1302
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7 – Dimensionnement réseau
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