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Introduction generale .............................................................................................................. 1

I-1/Introduction ....................................................................................................................... 2

I-2/Aperçu historique ............................................................................................................... 2

I-3/Présentation générale de la wilaya ................................................................................... 2

I-3-1/Situation géographique................................................................................................ 2

I-3-2/Organisation administrative ........................................................................................ 3

I-4/situation de la commune ................................................................................................... 3

I-5/Situation et limites du POS ............................................................................................... 4

I-6/Les données naturelles du site .......................................................................................... 5

I-6-1/Situation géologique.................................................................................................... 5

I-6-2/relief ........................................................................................................................... 6

I-6-3/situation topographie et morphologie.......................................................................... 6

I-6-4/Hydrographie............................................................................................................... 7

I-7/Facteurs climatiques .......................................................................................................... 8

I-7-1/Précipitations ............................................................................................................ 11

I-7-2/Température de l’air ................................................................................................. 12

I-7-3/Les vents dominants.................................................................................................. 13

I-7-4/Humidité de l’air ....................................................................................................... 13

I-7-5/Ensoleillement........................................................................................................... 13

I-7-6/L’évaporation ............................................................................................................ 14

I-8/Conclusion ........................................................................................................................ 15

II-1/ Introduction.................................................................................................................... 16

II-2/Estimation de la population future .............................................................................. 16

CCHHAAPPIITTRREE II Présentation de la zone d’étude

CCHHAAPPIITTRREE IIII Estimation des besoins en eaux�

�

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II-3/Choix de la norme unitaire de la consommation ........................................................ 17

II-4/�Estimation des besoins en eau� ...................................................................................... 17

II-4-1/�Besoin domestique ................................................................................................. 17

II-4-2/Besoin en eau par catégorie ..................................................................................... 18

II-4-3/Tableau récapitulatif ............................................................................................... 19

II-5/Caractéristique de la consommation en eau ................................................................ 20

II-5-1Coefficient d’irrégularité ......................................................................................... 20

II-5-1-1/Coefficient d’irrégularité maximale (Kmax j) ........................................................ 20

II-5-1-2/Coefficient d’irrégularité minimale (Kmin j) ......................................................... 21

II-5-1-3Coefficient d’irrégularité maximale horaire (Kmax h) ............................................ 21

II-5-1-4/Coefficient d’irrégularité minimale horaire (Kmin h) ............................................ 22

II-5-2/Détermination des débits journaliers ...................................................................... 22

II-5-2-1/Consommation maximale journalière (Qmax,j) ...................................................... 22

II-5-2-2/Consommation minimale journalière (Qmin,j) ....................................................... 23

II-5-3/Détermination des débits horaires............................................................................ 24

II-5-3-1/Débit moyen horaire ............................................................................................. 24

II-5-3-2/Détermination du débit maximum horaire .......................................................... 24

II-5-3-3/Détermination du débit minimum horaire ............................................................ 25

II-5-4/Calcul du débit de pointe ....................................................................................... 25

II-5-5/Evaluation de la consommation horaire................................................................... 25

II-6/Conclusion ....................................................................................................................... 30

III-1/Introduction ................................................................................................................... 31

III-2/Rôle des réservoirs ....................................................................................................... 31

III-3/Fonction générale des réservoirs.................................................................................. 31

III-3-1/Fonctions techniques .............................................................................................. 31

III-3-2/Fonctions économiques .......................................................................................... 31

III-4/Classifications des réservoirs ...................................................................................... 32

III-4-1//Classification selon le matériau de construction .................................................. 32

III-4-2/Classification selon la situation des lieux .............................................................. 32

III-4-3/Classification selon l’usage .................................................................................... 32

III-4-5/Classification selon des considérations esthétiques ............................................... 32

CCHHAAPPIITTRREE IIIIII Etude du réservoir�

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III-4-6/Classification selon la forme géométrique ............................................................ 32

III-4-7/Les réservoirs en charge (sous pression) ............................................................... 33

III-5/Choix du type de réservoir .......................................................................................... 33

III-6/Emplacement des réservoirs......................................................................................... 33

III-7/Détermination de la capacité ....................................................................................... 33

III-7-1/Principe de calcul ................................................................................................... 34

III-7-1-1/méthode analytique ............................................................................................. 34

III-7-1-2/méthode graphique ............................................................................................. 34

III-8/Dimensionnement du réservoir ................................................................................... 37

III-8-1/section du réservoir................................................................................................. 37

III-8-2/Diamètre du réservoir ............................................................................................. 37

III-8-3/Hauteur de la réserve d’incendie ........................................................................... 37

III-9/Équipement de réservoir ............................................................................................. 37

III-9-1/Adduction .............................................................................................................. 37

III-9-2/Distribution ............................................................................................................ 38

III-9-3/Vidange .................................................................................................................. 39

III-9-3-1/Dimensionnement de la conduite de vidange ..................................................... 39

III-9-4//Trop plein ............................................................................................................. 42

III-9-4-1/Calcule de la conduite de trop-plein.................................................................... 43

III-9-5/By – pass ................................................................................................................ 45

III-9-6/Matérialisation de la réserve incendie ................................................................... 46

III-10/Conclusion ................................................................................................................... 46

IV-1/Introduction .................................................................................................................. 47

IV-2/Choix du matériau des conduites ................................................................................ 47

IV-2-1/Tuyaux en fonte...................................................................................................... 47

IV-2-2/Tuyaux en acier ..................................................................................................... 47

IV-2-3/Tuyaux en PVC (Polychlorure de vinyle non plastifié) ........................................ 48

IV-2-4/ Tuyaux en PEHD .................................................................................................. 48

IV-3/Classification des réseaux ............................................................................................. 48

IV-3-1/Le réseau ramifié .................................................................................................... 49

IV-3-2/Le réseau maillé .................................................................................................... 49

IV-3-3/réseau étagé ........................................................................................................... 50

CCHHAAPPIITTRREE IIVV Réseau de distribution�

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IV-3-4/Les réseaux à alimentation distinctes .................................................................... 50

IV-4/Principe de tracé d’un réseau maillé .......................................................................... 50

IV-5/Calcul hydraulique du réseau ...................................................................................... 51

IV-6/Calcul des débits ........................................................................................................... 51

IV-6-1/Calcul des débits en route ...................................................................................... 51

IV-6-2/Détermination du débit spécifique ........................................................................ 51

IV-6-3/détermination des débits en route pour chaque tronçon......................................... 52

IV-6-4/Détermination des débits nodaux (cas de pointe)................................................... 53

IV-6-5/ Détermination des débits nodaux (Cas de pointe plus incendie) ......................... 55

IV-6-6/Débit en nœud Cas de pointe +incendie ................................................................ 55

IV-7/Calcul du réseau maillé par la méthode de « HARDY – CROSS » ......................... 56

IV-8/Donnés nécessaire pour la simulation par logiciel (EANET) .................................... 58

IV-9/Interprétation ................................................................................................................ 68

IV-10/Équipement du réseau de distribution ..................................................................... 68

IV-10-1/Type de canalisation ............................................................................................ 68

IV-10-2/Appareils et accessoires du réseau ...................................................................... 68

IV-10-2-1/Robinets vannes ............................................................................................... 68

IV-10-2-2/Bouches ou poteau d’incendie ......................................................................... 69

IV-10-2-3/Ventouses ......................................................................................................... 69

IV-10-2-4/Bouche d’arrosage ........................................................................................... 70

IV-10-2-5/Clapets............................................................................................................... 70

IV-10-3/pièces spéciales de raccord .................................................................................. 70

IV-11/Conclusion ................................................................................................................... 70

V-1/Introduction .................................................................................................................... 71

V-2/Choix du tracé ................................................................................................................ 71

V-3/Type d’adduction ............................................................................................................ 71

V-3-1/Adduction gravitaire ................................................................................................ 71

V-3-2/Adduction mixte gravitaire-refoulement ................................................................ 72

V-3-3/Adduction par refoulement ...................................................................................... 72

V-3-4/Condition de l’établissement de l’adduction par refoulement................................. 72

V-4/Choix des types des conduites ....................................................................................... 73

V-5/Conditions économique ................................................................................................. 76

CCHHAAPPIITTRREE VV Adduction et pompage�

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V-5-1/Choix du diamètre économique .............................................................................. 76

V-5-2/Formule de du diamètre le plus avantageux dans le cas de refoulement gravitaire . 78

V-6/Les conduites de la Colonne montante.......................................................................... 80

V-6-1/Définition de la Colonne montante ......................................................................... 80

V-6-2/Dimensionnement de la Colonne montante ............................................................ 80

V-7/Calcul de la hauteur manométrique totale .................................................................. 81

V-7-2/La perte de charges ................................................................................................. 82

V-7-2-1/Perte de charge linéaire ........................................................................................ 82

V-7-2-1-1/Formule de DARCY – WEISBACH ................................................................ 82

V-7-2-2/Perte de charge singulière ................................................................................... 84

V-7-3/Calcule des pertes de charges ................................................................................. 88

V-7-3-1/Pertes de charges linéaires.................................................................................... 88

V-7-3-2/Pertes de charges singulières ............................................................................... 89

V-7-3-3/Pertes de charges du coté aspiration..................................................................... 89

V-7-4/Calcul de la hauteur manométrique pour chaque forage ....................................... 89

V-8/Choix des pompes ........................................................................................................... 92

V-8-1/Définition ................................................................................................................ 92

V-8-2/Différentes types de pompe centrifuges ................................................................. 92

V-8-3/Choix d’une pompe ................................................................................................ 93

V-8-4/Courbe caractéristique d’une canalisation de refoulement ..................................... 94

V-8-5/Courbe caractéristique d’une pompe ...................................................................... 94

V-8-6/Point de fonctionnement d’une pompe centrifuge .................................................. 95

V-8-7/Caractéristiques des pompes choisies ..................................................................... 96

VI -9/Conclusion .................................................................................................................. 102

VI-1/Définition ..................................................................................................................... 103

VI-2/risques dus aux coups de bélier ................................................................................. 103

VI-3/Moyens de protection contre le coup de bélier ......................................................... 104

VI-3-1/ volants d’inertie .................................................................................................. 104

VI-3-2/Soupapes de décharges ........................................................................................ 104

VI-3-3/réservoir d’air ...................................................................................................... 105

VI-3-4/cheminées d’équilibre ......................................................................................... 106

VI-4/Analyse physique du phénomène du coup de bélier ................................................ 106

CCHHAAPPIITTRREE VVII Protection contre le coup de bélier�

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VI-5-1/Calcul de la célérité d’ondes ................................................................................ 107

VI-5-2/ valeur maximale du coup de bélier « b » ............................................................ 107

VI-6/Méthodes de calcul du réservoir d’air ....................................................................... 108

VI-6-1/Méthode de VIBERT ........................................................................................... 108

VI-6-2/Méthode de Bergeron .......................................................................................... 109

VI-7/Méthode de calcul ....................................................................................................... 112

VI-7-1/Calcul du réservoir anti - bélier pour la conduite BDJ5-C -B –R ....................... 112

VI-7-1-1/Méthode du diamètre équivalent ...................................................................... 112

VI-7-1-2/Détermination du diamètre équivalent pour la conduite BDJ5-C -B –R .......... 112

VI-7-1-3/Construction de l’épure de Bergeron ............................................................... 115

VI-7-1-4/Caractéristique de l’organe d’étranglement ..................................................... 116

VI-7-2/Explication du tableau ......................................................................................... 120

VI-8/Calcul du réservoir anti-bélier pour les autres conduites........................................ 121

VI-9/Conclusion .................................................................................................................... 121

VII-1/Introduction ............................................................................................................... 122

VII-2/Les charges appliquées sur les conduites ................................................................. 122

VII-3/Exécution des travaux .............................................................................................. 122

VII-4/profondeur (H tr) ....................................................................................................... 123

VII-5/Largeur de la tranchée ............................................................................................. 123

VII-6/Choix du coefficient du talus .................................................................................... 123

VII-7/Calcul du volume de terrassements ......................................................................... 124

VII-7-1/Décapage de la couche végétale ........................................................................ 124

VII-7-2/Calcul du volume de déblai ................................................................................ 125

VII-7-3/Choix de l’excavateur ......................................................................................... 125

VII-7-4/Rendement d’exploitation de rétro chargeur choisie ......................................... 125

VII-7-5/duré d’excavation ............................................................................................... 126

VII-8/Aménagement du lit de pose des conduites ............................................................ 126

VII-8-1/calcul de volume du sable .................................................................................. 127

VII-8-2/Choix de chargeur et de camion à benne ........................................................... 127

VII-8-3/Les caractéristiques de chargeur choisi .............................................................. 128

VII-8-4/Rendement de l’engin du transport (semi remorque) ......................................... 128

VII-8-5/Calcul de la durée de transport pour le camion à benne .................................... 130

CCHHAAPPIITTRREE VVIIII ���������������Organisation de chantier

�

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VII-9/Pose des conduites ..................................................................................................... 130

VII-9-1/Epreuve de joint et de la canalisation ................................................................. 130

VII-9-2/cas particulier de pose de canalisation en galerie ............................................... 131

VII-9-3/Traversée d’une rivière ou oued ........................................................................ 131

VII-9-4/Rendement de la pelle à remblai ........................................................................ 132

VII-9-5/Calcul du volume de remblai ............................................................................. 133

VII-9-6/Calcul de la durée de remblaiement des tranchées ............................................ 134

VII-10/Volume excédentaire ............................................................................................... 134

VII-10-1/calcul du volume des terrains excédentaire ...................................................... 134

VII-10-2/Calcul de la durée du transport du volume excédentaire ................................. 136

VII-11//Evaluation du cout de projet (devis quantitatif et estimatif) .............................. 137

VII-12/Conclusion ................................................................................................................ 138

VIII-1/Introduction ............................................................................................................. 139

VIII-2/Définition .................................................................................................................. 139

VIII-3/But de la gestion ....................................................................................................... 139

VIII-4/Maintenance ............................................................................................................. 139

VIII-4-1/maintenance curative ......................................................................................... 139

VIII-4-2/maintenance préventive ..................................................................................... 140

VIII-4-2-1/L’entretien courant ........................................................................................ 140

VIII-4-2-2/L’entretien préventif systématique ................................................................ 140

VIII-4-2-3/L’entretien préventif exceptionnel ................................................................ 140

VIII-5//Périmètres de protection qualitative ..................................................................... 140

VIII-6/Gestion des ouvrages de stockage .......................................................................... 141

VIII-6-1/Equipement des réservoirs ................................................................................ 141

VIII-6-2/Nettoyage des ouvrages de stockage ................................................................ 142

VIII-6-3/Gestion et exploitation des réservoirs................................................................ 143

VIII-7/Contrôle de la qualité d’eau ................................................................................... 143

VIII-7-1/contrôle mensuel ............................................................................................... 143

VIII-7-2/Contrôles semestriels ........................................................................................ 143

VIII-8/Surveillance et l’entretien courant des adductions et des réseaux....................... 143

VIII-8-1/Conduites d’adduction ...................................................................................... 143

VIII-8-2/Surveillance et entretien du réseau de distribution ........................................... 144

CCHHAAPPIITTRREE VVIIIIII ���������������Gestion de réseau

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VIII-9/Dispositions spécifiques à l'alimentation en eau potable ..................................... 144

VIII-10/Conclusion............................................................................................................... 145

Conclusion generale ............................................................................................................ 146

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L’importance de l’eau pour la vie et comme composant de l’écosystème mondial n’est plus à démontrer. Cette ressource qui répond aux besoins fondamentaux de l’homme est un élément-clé du développement.

On entend par «l’Alimentation en eau » toute satisfaction en eau pour les usagers ; en vue de répondre aux besoins humains (eau potable, industrielle et des incendies...).

� Dans ce cadre, notre étude porte sur « l’alimentation en eau potable Du POS B » situé dans

la wilaya d’Oum-El-Bouaghi.

Cette étude est faite pour répondre qualitativement et quantitativement aux besoins

croissants conformément aux plans de développement national et aux souhaits tant des

populations que de wilaya ; de doter POS B ville d’Oum El Bouaghi d’un réseau capable de

satisfaire non seulement actuellement mais aussi dans un horizon futur de la demande de cette

ville.

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I-1/Introduction :

Avant l’exécution de tout projet d’A.E.P Il est nécessaire de connaitre les différents

facteurs du site au point de vue géologique, hydrologique, démographique, climatique et

hydraulique Ces caractéristiques vont nous guider à la mise en place du réseau d’A.E.P

I-2/Aperçu historique [1]

Ville Militaire, dont l'histoire remonte à l'époque romaine, Oum El Bouaghi avait été

Choisie comme Centre de commandement de la région 'Est', du fait de sa situation

géographique qui la centralisée par rapport a d'autres centres urbains importants tels Timgad

Lambése, Sigus et Tebessa. Le déclin d'Oum El Bouaghi s'est amorcé avec la colonisation

française en 1842 qui; en s'accaparant des meilleures terres; avait refoulée les héractas vers les

terres et contrées désertiques et incultes. C'est 1880 (21 Décembre) que la première

administration coloniale fût installée à Oum El Bouaghi.

I-3/Présentation générale de la wilaya [7]

I-3-1/Situation géographique :

La wilaya d’Oum El Bouaghi s’étend sur une superficie de 6.187,56 Km2.La wilaya

d’Oum El Bouaghi se trouve implantée immédiatement aux confins méridionaux de l’Atlas

tellien, occupant ainsi une position médiane dans la partie « hauts plateaux »Est du pays.

Elle se situe à une altitude variant de 700 à 1000 mètres .elle est limitée par sept (07)

wilaya :

� Constantine et Mila au Nord ;

� Guelma et Souk Ahras au Nord-Est ;

� Khenchela au Sud ;

� Batna au Sud-Ouest ;

� Tebessa au Sud-Est ;

�

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I-3-2/Organisation administrative

Tableau I-1 : Organisation administrative :

Daira (12)

Communes (29)

� Oum el bouaghi Oum el bouaghi /ain zitoun � Ain babouche Ain babouche / ain diss � Ksar sbahi Ksar sbahi � Ain beida Ain beida / berriche / zorg � F'kirina F'kirina / oued nini � Meskiana Meskiana / blalla / r'hia / behair chergui � Dhalaa Dhalaa / djazia � Ain m'lila Ain m'lila / ouled gacem / ouled hamla � Ain fakroun Ain fakroun / bougrara saoudi � Ain kercha Ain kercha / henchir toumghani / harmelia � Sigus Sigus / amiria � Souk naâmane Souk naâmane / ouled zouai / bir chouhada

I-4/situation de la commune : [1]

La commune d'Oum El Bouaghi se localise a une altitude moyenne variant entre 700

et 1000 m et s'étend sur une superficie de 432,31 km2, occupe une position centrale à

l'intérieur du territoire de la wilaya. Elle est limitée par:

� Ain Diss et Ain Babouche au Nord ;

� Berriche et F'kirina à l'Est ;

� Ain Zitoun au Sud;

� Boughrara Saoudi et Ain Fakroun à L'Ouest ;

La commune se compose de :

* Chef lieu de commune : qui est situé au nord du territoire communal au piémont du

djebel sidi R'ghiss et à l'intersection de deux axes routiers importants à savoir la RN 10 et la

RN 32.

* Quatre agglomérations secondaires à savoir:

- Sidi Rghiss : situé à environ 10 km à l'Ouest du chef lieu de commune, le long de la

route nationale n010.

- Touzeline : situé elle aussi sur l'axe de la RN 10, à environ 15km à l'Ouest du

chef lieu de commune.

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- Bir khechba : Agglomération qui se situe en Nord Est de la ville d'Oum El Bouaghi le

long de la RN 32 et qui se localise à 3km de celle-ci- .

- Fidh es-souar : se localise à environ 3km au Sud de la ville d'Oum El Bouaghi le long

de la RN 32 (axe Oum El Bouaghi Khenchela).

La zone rurale quant à elle est composée de plusieurs mechtas et douars tels; Bir

Djedida, Medfoun, la ferme école …etc.

I-5/Situation et limites du POS :[1]

Le présent POS « B » couvre une superficie réelle de 125,59 ha (et se situe à l'extrême

Ouest de la ville d’Oum EL Bouaghi. Ce POS est inscrit à l’intérieur du périmètre urbain, et

fait partie des terrains destinés à l’extension de la ville à court terme (secteur à urbaniser)

selon les termes de référence du PDAU version 2008. Il est limité comme suit:

� Au Nord: la RN10

� Au Sud un terrain logé par la voie de contournement de la ville, la voie ferrée et une

ligne de haute tension.

� à l'est: le POS "A" et le POS "V".

� à l'ouest : les terrains du POS "P"

�

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Fig. I-1 : Plan de situation de POS B

I-6/Les données naturelles du site :

L’analyse des données morphologiques, géographiques, reliefs, et pentes

du site sont très importantes dans l’étude d’un réseau d’AEP.

I-6-1/Situation géologique : [12]

Dans le domaine géologique il y a deux grandes zones :

� Au Nord et à L'Ouest, Les structures relativement complexes annoncent les

bouleversements des zones telliennes ;

�

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� Au sud, le djebel Tarf appartient déjà à une zone simplement plissée de

l 'autochtone Nord aurasien.

I-6-2/relief : [1]

La commune d'Oum El Bouaghi est située dans la région des hautes plaines

Constantinoises, entre les massifs montagneux de la région de Guelma (au Nord) et les Aurés

(au Sud).elle s'infléchit du nord vers le Sud où elle passe de 1635m (djebel sidi Rghiss) au

Nord, à celle de 808m (Garaét a Tarf) au Sud. Elle est composée de trois principaux reliefs

isolés à savoir :

- Djebel Sidi R'ghiss : Au Nord qui culmine à 1635m

- Djebel Guellif au Sud Ouest d'une altitude de 1161m

- Djebel el Tarf au Sud 1134m

Autour de ces reliefs montagneux isolés se disposent des zones plates (les plaines) dont

l'altitude moyenne se situe à environ 850m.

Sur le plan géomorphologique et géologie deux (02) grandes zones se dessinent

- Le massif original du Djebel Sidi R'ghiss est à l'époque actuelle partiellement

démoli par l'érosion. La vaste surface entourant le massif est formées d'un substratum calcaire

surmonté d'un produit de dislocation de ce massif (éboulis, blocs calcaires, glacis et cône de

déjection).

Tableau I-2 : Principales Montagnes [7]

Montagne Altitude(m) Zone Guerioun ���� Ouled Gacem - Ain M’lila Sidi R’ghiss ���� Oum el Bouaghi Guerouaou ��� Axée Ouest de la wilaya Fortas ���� Ouled Gacem Amat El Kebir ���� Est de la wilaya Oum Kechrid �� Ain Fakroun Guelif ���� Ain Zitoun Hanout Kebir et Seghir ���� Ain Kercha Fej El Khorchef ���� Ain Zitoun El Taraf ���� Djazia –Zorg –R’hia

I-6-3/situation topographie et morphologie [1]

Du point de vue relief, le terrain présente des formations homogènes avec des pentes

douces et régulières de l'ordre de 3 %, de direction Nord Sud et la ville s'infléchit du nord vers

�

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le Sud. Ces zones plates (les plaines) dont l'altitude moyenne se situe à environ 870m et qui

restent favorables à l'urbanisation dans leur majorité et ne présentent aucun handicap pour

tout aménagement.

Sur le plan géomorphologique, il s'agit de plaines ondulées entourant le djebel Sidi

R'ghiss et qui sont Constituées de terrains sédimentaires du quaternaire (croûtes calcaires et

limons) et de mio - pliocène (argiles et conglomérats rouges, calcaires lacustre et marnes).

Ces terrains sont formés d'un substratum calcaire surmonté d'un produit de dislocation de ce

massif

I-6-4/Hydrographie [1]

La situation géographique de la commune d'Oum El Bouaghi fait que dans le domaine

de l'hydrographie; L'endoréisme est dominant. Les Oueds convergent vers les chotts du Sud et

de Sud- Est, à l'exception des Oueds du douar Medfoun qui font partie du bassin versant de la

Seybouse.

La ville d'Oum El Bouaghi est traversée du Nord au Sud par trois Oueds au débit fluctuant

entre important en hiver et nul en été et qui ont fait l'objet d'une opération d’aménagement des

oueds par des canalisations et de protection contre les crues. La région est alimentée par des

nappes phréatiques.

Les eaux souterraines sont mobilisées au moyen de puits individuels et 13 forages .La

capacité de stockage de ces diversont de l'ordre de 12500 m3 (dont 10000m3 répartis en 5

réservoirs).

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Tableau I-3 : Principaux Oueds [7]

Zones traversées Oueds Fezguia-Fourchi –Ain M’lila Oued Fezguia

H.Toumghani –Ain Kercha -Harmelia Oued Ain Kercha

Ksar Sbahi –Ain Babouche-Oum el Bouaghi Oued Medfoun

Meskiana-Dhalaa Oued Meskiana

Berriche Oued El Hassi

Ain Zitoun –Oum el Bouaghi Oued Boulefrais

Ain Zitoun –Oum el Bouaghi Oued Maârouf

Tableau I-4 : Répartition des ressources hydriques (forage) [7] ��

Nom du forage

Altitude (m)

Débit max (l/s)

Niveau statique

(m)

Débit exploité

(l/s)

Niveau dynamique

(m)

Utilisation des eaux

BDJ1 895 50 48 50 60 AEP

BDJ2 895 17 48 17 56 AEP

BDJ4 925 20 65.07 16 77 AEP

BDJ5 895 5 47 32 68 AEP

BDJ6 915 25 32 25 50 AEP

BDJ8 940 30 46 15 60 AEP

�

�

I-7/Facteurs climatiques [1]�

L'objectif de l'étude climatologique est de fournir des données concernant le climat. Ce dernier possède un climat de type continental rude, avec de fortes amplitudes thermiques diurnes et annuelles, une irrégularité des précipitations annuelles, une fréquence du gel en hiver et une forte aridité en été.

Fig. I-2 : Extrait de carte du réseau hydroclimatologique [4]

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LEGENDE

�

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I-7-1/Précipitations :�����

L’étude des précipitations porte sur les moyennes mensuelles et annuelles. Compte tenu que la station pluviométrique d’Oum El Bouagui se situe dans la zone d’étude est prise en compte. Cette station a l’avantage de présenter une série longue et récente (s’étalant de 1968 à 2009).

La répartition mensuelle des précipitations observées à la station d’Oum El Bouaghi est portée dans le tableau 1.5

Tableau I-5 : précipitation de la station d’Oum ElBouaghi

Mois Sep Oct Nov Dés Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juit Aou Moy P en mm

41,13

29,19

30,40

39,38

37,04

30,49

38,93

38,93

42,47

19,56

7,42 17,7

8 372,69

P en %

11,07

8,14 9,57 11,4

2 10,5

6 9,44

10,62

10,64

11,99

5,75 2,21 4,79 100,00

Dans le cadre de notre étude, nous prendrons en considération la valeur moyenne de 373 mm celle d’Oum El Bouaghi.

Fig. I-3 : Répartition mensuelle des précipitations (en %)

à Oum El Bouaghi.

�

�

I-7-2/Température de l’air : [����

En Algérie, la présence du Sirocco, un vent chaud et sec qui vient du Sahara, Les températures maximales ont pour origine de ce phénomène particulier.

Les valeurs de température moyennes annuelles de station d’Oum El Bouaghi pour une période de 15 ans sont reportées dans le tableau ci-dessous /

Tableau I-6: Températures moyennes à Oum El Bouaghi

Mois Sep Oct Nov Dés Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juit Aou Moy

T 0C

5,6 6,65 10,35 12,8 18,1 23,05 26,3 25,9 21,1 17,3 10,8 6,95 15,4

Les températures minimales et maximales mensuelles sont indiquées dans le Tableau

Tableau I-7 : Températures maximales et minimales à Oum El Bouaghi

Mois Sep Oct Nov Dés Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juit Aou Moy

Tmin 0C

14,94 10,44 5,35 2,35 1,36 1,57 3,60 5,65 10,81 14,86 17,01 17,83 8,81

Tmax 0C

27,55 22,73 16,33 11,83 10,98 12,62 15,18 17,98 24,71 30,09 33,40 33,45 21,40

La température maximale absolue peut atteindre une valeur de 33.45 °C pendant les mois de juillet et août. Les températures minimales peuvent descendre sous 1.36°C.

Fig. I-4 :

Distribution mensuelle des températures moyennes de la station

d’Oum El Bouaghi

�

�

I-7-3/Les vents dominants: [1]

Ils sont de direction Nord – Ouest et Nord en hiver où ils sont froids et secs, et sont de

direction Sud en été et c'est le siroco (principalement en juillet, Août et Septembre).

I-7-4/Humidité de l’air [��

Dans le Tableau 1-8 sont mentionnées les valeurs des humidités mensuelles pour la station d’Oum El Bouaghi, les valeurs de l’humudité de l’air sont reportées dans le tableaux ci-dessous

Tableau I-8 : Humidités moyennes mensuelle à Oum El Bouaghi

Mois Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juit Aou Sep Oct Nov Déc Moy

Moyenne

% 77,80 73,06 66,05 66,30 58,59 50,70 47,23 49,96 61,71 65,31 73,90 79,46 64.17

L'humidité moyenne inter annuelle à Oum El Bouaghi est de 64.17 %.

Fig. I-5 :

Distribution mensuelle de l’humidité moyenne de l’air

à Oum El Bouaghi

I-7-5/Ensoleillement�[4]

L'ensoleillement moyen a été mesuré à Oum El Bouaghi pour une période de 13 ans (1994 - 2006). La nébulosité a été mesurée à une ancienne station étude GEC (1971) et la radiation totale a été calculée par FAO (1984) sur base des observations de la période de l'ensoleillement.

�

�

Tableau I-9 : Insolation mensuelles à d’Oum El Bouaghi

Mois Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juit Aou Sep Oct Nov Déc

L'ensoleillement

Total en heure 161,3 182,35 237,2 244,25 275 293,55 337,75 298,7 243,2 227,35 175,1 152,15

Fig. I-6 :

Distribution mensuelle de l’ensoleillement

à Oum el Bouaghi :

I-7-6/L’évaporation [���

Les données disponibles pour l'évaporation sont celles mesurées à la station d’Oum El Bouaghi pour une période allant de 2001 à 2006.

Les mesures de l’évaporation effectuées à Oum El Bouaghi donnent une évaporation de 1502 mm

Tableau I-10 : Evaporation nette : station d’Oum El Bouaghi

Mois Sep Oct Nov Déc Jan Fév Mar Avr Mai Jui Juit Aou Total

mm 133 121,5 58,5 40,8 49,6 61,6 102,4 101,4 133,9 207,2 259,2 233,1 1502

% 8,85 8,09 3,89 2,72 3,30 4,10 6,82 6,75 8,91 13,79 17,25 15,52 100

�

�

Fig. I-7 :

Distribution mensuelle de l’évaporation

à Oum El Bouaghi

I-8/Conclusion :

Pour ce chapitre nous avons présentons toutes les données nécessaires (hydrographique,

topographique, géologique, climatique …) pour mieux estimer les besoins en eau de la

consommation d’un côté, et d’autre côté, de bien comprendre la zone d’étude.

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�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

II-1/�Introduction :

Le calcul des besoins en eau d’alimentation pour une agglomération exige une fixation

impérative des normes de consommations unitaires pour chaque catégorie Cette norme

unitaire est définie comme un rapport entre le débit journalier et l’unité de consommateur ou

habitant

En règle générale, l’estimation en eau dépend de plusieurs facteurs : l’évolution de la

population, des équipements sanitaires, du niveau de vie de la population, les ressources en

eau susceptibles d’être mobilisés pour satisfaire les besoins en eau

Ce chapitre regroupe toutes les informations relatives à la zone d’étude ainsi que les méthodes employées pour la détermination des besoins en eau.

II-2/Estimation de la population future :

En 2008 la population de POS B était estimée de 18400 habitants [1],

Pour l’année 2012, la population sera calculée par la formule des intérêts composés :

( )n

n PP τ+⋅= 10

Avec :

� P n : population future prise à l’horizon quelconque (hab).

� P0 : population de l’année de référence (hab).

� � : taux d ‘accroissement égal à 1,90 %

Tableau II-1 : Taux d'accroissement en % :[2]

Wilaya Année taux d ‘accroissement

Oum elboughi 1987-1998 2.26

1998-2008 1.90

n : nombres d’années séparant l’année de référence a l’horizon considéré.

Dans notre cas : P0=18400 hab. en 2008

� = 1.90%.

n = 4 ans (2008 - 2012).

P2012= 19839 hab.

Les calculs seront établis pour l’horizon 2037. D’ici, nous pouvons avoir une idée approchée

sur la population future par l’application de la relation précédente.

Le tableau suivant présente le nombre d’habitant pour les différents horizons :

�

�

Tableau II-2 : Evaluation de la population :

Années Évaluation de la population (Hab.)

2008 18400

2012 19839

2037 31760

II-3/Choix de la norme unitaire de la consommation [3]

Pour une agglomération urbaine on peut tabler , on premier approximation sur les

bases ci- après :

-ville de 5000 a 20000 hab.……….150 à 200 l/hab./j

-ville de 20000 à 100000 hab. …….200 à 300 l/hab./j

-au-dessus de 100000 hab.………...300 à 400 l/hab./j

Pour notre cas le nombre d’habitants de POS égale a 31760 hab, appartient au

deuxième intervalle (20000 à 100000 hab.) donc la consommation soit entre 200 à 300

(l/hab./j) , Et On choisisse 200 l/hab. /j comme dotation

II-4/�Estimation des besoins en eau���

�II-4-1/�Besoin domestique :

�����La consommation moyenne journalière, est le produit de la norme unitaire moyenne

journalière, exprimée en mètre cube par jour avec le nombre de consommateur devise par

mille.

Qmoy,j=(Q i×N i)/1000

Avec:

� Qmoy, j : consommation moyenne journalière en m3/j ;

� Qi : dotation en l/j/hab ;

� Ni : nombre de consommateurs

Tableau II-3: Besoins domestiques :

Horizon population dotation Qmoy, j

2012 19839 200 3967.8

2037 31760 200 6352

�

�

�

�

�

II-4-2/Besoin en eau par catégorie

II-4-2-1/Besoin scolaire [4]

Tableau II-4: Evaluation des besoins scolaires :

Equipement Unité de mesure

Nombre d’équipement

Nombre d’unité

Dotation (l/j/unité)

Consommation (m3/j)

Ecole primaire

Elève 1 400 25 10

CEM Elève 1 800 25 20 Lycée Elève 1 900 50 45 Crèche Enfant 1 150 10 1.5

CFP u 1

200 10

2

78.5

II-4-2-2/Besoin sanitaire

Tableau II-5: Evaluation des besoins sanitaires :

Equipement Unité de mesure

Nombre d’équipement

Nombre d’unité

Dotation (l/j/unité)

Consommation (m3/j)

Centre de santé

Lit 1 30

300 9

9

II-4-2-3/Besoin administratif

Tableau II-6: Evaluation des besoins administratifs :

Equipement Unité de mesure

Nombre d’équipement

Nombre d’unité

Dotation (l/j) Consommation (m3/j)

Agence bancaire

u 1 / 2000 2

Centre d’affaire

u 1 / 3000 3

5

II-4-2-4/Besoins socioculturels :

Tableau II-7: Evaluation des besoins socioculturels :

Equipement Unité de mesure

Nombre d’équipement

Nombre d’unité

Dotation (l/j/unité)

Consommation (m3/j)

Mosquée Priant � 2500 � 50 Ecole des beaux arts

U 1 200 15 3

53

�

�

II-4-2-5/Besoins commerciaux :

Tableau II-8: Evaluation des besoins commerciaux :

Equipement Unité de mesure

Nombre d’équipement

Nombre d’unité

Dotation (l/j/unité)

Dotation l/j

Consommation (m3/j)

Cafétéria U 5 3000 15 Hôtel lit 1 60 10 / 0.6 Restaurant U 5 3000 15 Hammam U 1 60 200 / 12 boulangerie U 1 / / 2000 2 Douche U 2 / / 2700 2.7

47.3

II-4-2-6/Besoins sportifs :

Tableau II-9: Evaluation des besoins sportifs :

Equipement Unité de mesure

Nombre d’équipement

Nombre d’unité

Dotation (l/j/unité)

Consommation (m3/j)

Terrain de sports

m2 / 2700 5 13.5

13.5

�

II-4-2-7/Besoin d’arrosage

Tableau II-10: Evaluation des besoins d’arrosage :

Equipement Unité de mesure

Nombre d’unité

Dotation (l/j/unité)

Consommation (m3/j)

Espace vert m2 70121 5 350.05 Jardin public m2 1350 5 6.75

357.355

II-4-3/Tableau récapitulatif :

�����Le tableau (II-10) récapitule l’ensemble des consommations jusqu’au l’année 2037.

�

�

Tableau II-11: Récapitulation de la consommation domestique et des équipements :

Désignation Consommation (m 3/J)

Besoins domestiques 6352

Equipements scolaires 78.5

Equipements sanitaires 9

Equipements administratifs 5

Besoins socioculturels : 53

Equipements commerciaux 47.3

Besoins sportifs 13.5

Arrosage 357.355

Totale 6915.655

�

II-5/Caractéristique de la consommation en eau :

II-5-1Coefficient d’irrégularité :

II-5-1-1/Coefficient d’irrégularité maximale (Kmax j) :

Du fait de l’existence d’une irrégularité de la consommation horaire au cours de la

journée, on doit tenir compte de cette variation en déterminant le rapport :

moyj

j

jQ

Qk

maxmax =

La valeur de Kmax,j varie entre 1,1 et 1,3. Pour notre cas on prend Kmax,j = 1,3 pour les besoins

domestiques par contre pour les autre besoins (besoins d’arrosage) on prend Kmax,j = 1.

Ce coefficient consiste à prévenir les fuites et les gaspillages au niveau du réseau en majorant

la consommation moyenne de 10% à 30%.

�

�

II-5-1-2/Coefficient d’irrégularité minimale (Kmin j) :

Il est défini comme étant le rapport de la consommation minimale par rapport à la

consommation moyenne journalière, il est donné par la relation suivante :

moyj

j

jQ

Qk

minmin =

Ce coefficient permet de déterminer le débit minimum journalier envisageant une sous

consommation. Kmin j varie de 0,7 à 0,9.

On prend Kmin,j=0.7

II-5-1-3Coefficient d’irrégularité maximale horaire (Kmax h) :

Ce coefficient représente l’augmentation de la consommation horaire pour la journée.

Il tient compte de l’accroissement de la population ainsi que le degré du confort et du régime

de travail de l’industrie.

D’une manière générale, ce coefficient peut être décomposé en deux autres coefficients :

�max et max ; tel que :

maxmaxmax βα ⋅=hk

Avec :

� �max : coefficient qui tient compte du confort des équipements de l’agglomération et de

régime du travail, varie de 1,20 à 1,40 et dépend du niveau de développement local.

Pour notre cas on prend �max = 1,30.

� max : coefficient étroitement lié à l’accroissement de la population. Le tableau N°II-11

donne Sa variation en fonction du nombre d’habitants.

Tableau II-12: �max en fonction du nombre d’habitants :[5]

Habitant <1000 1500 2500 4000 6000 10000 20000 50000

�max� 2 1,8 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,15

Pour notre cas le nombree d’habitants du POS B willaya d’Oum elbouaghi 31760 hab, qui

conséquent a un coefficient �max égal a 1.1804

�

�

D’où la valeur de Kmax h sera : Kmax h =1.5345

II-5-1-4/Coefficient d’irrégularité minimale horaire (Kmin h) :

Ce coefficient permet de déterminer le débit minimum horaire envisageant une sous

consommation :

minminmin βα ⋅=hk

Avec :

� �min : coefficient qui tient compte du degré de confort des équipements de

l’agglomération et du régime de travail, varie de 0,4 à 0,6. Pour notre cas on prend

�min = 0,5.

� min : coefficient étroitement lié à l’accroissement de la population. Le tableau N°II-12

donne sa variation en fonction du nombre d’habitants.

Tableau II-13: �min en fonction du nombre d’habitants : [5]

Habitant <1000 1500 2500 4000 6000 10000 20000 50000

�min� 0,1 0,1 0,1 0,2 0,25 0,4 0,5 0,6

Pour notre cas le nombre d’habitants de POS B willaya d’Oum elbouaghi 31760 hab. qui

conséquent a un coefficient �min = 0.54.

Donc : Kmin h =0.27

II-5-2/Détermination des débits journaliers :

II-5-2-1/Consommation maximale journalière (Qmax,j) :

Ce débit relatif au jour de plus grande consommation pendant l’année est utilisé

comme élément de base dans les calculs de dimensionnement du réseau de distribution et

d’adduction, il nous permet de dimensionner le réservoir et la station de pompage.

Ce débit est donné ainsi :

jmoyjj QkQ ,maxmax ⋅=

Avec :

�

�

� Qmax,j : débit maximum journalier en( m3/j).

� Qmoy,j : débit moyen journalier en( m3/j) .

� Kmax,j : coefficient d’irrégularité maximale journalière

Tableau II-14: Calcul de la consommation maximale journalière :

Désignation

Débit moyen

journalier

Qmoy [m3/j]

Coefficient

d’irrégularité [Kj]

Débit maximum

journalier

Qmax.j [m3/j]

Besoins domestiques 6352 1.3 8257.6

Equipements

scolaires 78.5 1.3 102.05

Equipements

sanitaires 9 1.3 11.7

Equipements

administratifs 5 1.3 6.5

Besoins

socioculturels : 53 1.3 68.9

Equipements

commerciaux 47.3 1.3 61.49

Besoins sportifs 13.5 1.3 17.55

Arrosage 357.355 1.0 357.355

Totale 8883.145

Donc Qmax,j = ��������m3/j

II-5-2-2/Consommation minimale journalière (Qmin,j) :

C’est le débit de jour de faible consommation pendant l’année ;

jmoyjj QkQ ,minmin ⋅=

Qmin,j = 0,7* 6915.655= 4840.9585 m3/j�

Qmin,j = 4840.9585 m3/j

II-5-3/Détermination des débits horaires :

�

�

Généralement on détermine les débits horaires en fonction du niveau de développement, des

habitudes de la population et du régime de consommation probable.

II-5-3-1/Débit moyen horaire :

Le débit moyen horaire est donné par la relation suivante :

24max j

moyh

QQ = (m

3/h)

Avec :

� Qmoy,h : débit moyen horaire en m3/h.

� Qmax,j : débit maximum journalier en m3/j.

Donc : Qmoy,h = (8883.145)/24 = 370.131 m3/h .�

Qmoy,h = ������m3/h�

II-5-3-2/Détermination du débit maximum horaire :

Ce débit joue un rôle très important dans les différents calculs du réseau de distribution,

il est déterminé par la relation suivante :

�

moyhhh QkQ ⋅= maxmax

Avec :

� Qmoy,h : débit moyen horaire en m3/h.

� Kmax,h : coefficient d’irrégularité maximale horaire.

On a donc :

Qmax,h = 1.5345 *370.131= 567.966 m3/h �

Qmax,h = 567.966 m3/h

�

�

II-5-3-3/Détermination du débit minimum horaire :

Ce débit joue un rôle très important dans les différents calculs du réseau de distribution,

il est déterminé par la relation suivante :

moyhhh QkQ ⋅= minmin

Avec :

� Qmoy,h : débit moyen horaire en m3/h.

� Kmin,h : coefficient d’irrégularité minimale horaire.

On a donc :

Qmin,h = 0,27 *370.131= 99.9354 m3/h

Qmin,h = 99.9354 m3/h

II-5-4/Calcul du débit de pointe :

En raison des variations journalière et horaire, il y a lieu d’appliquer au débit moyen

un coefficient de majoration a fin d’obtenir le plus fort débit instantané que l’on peut avoir

dans une conduite.

Donc le coefficient de pointe sera égal au produit des deux coefficients journalier et

horaire.

Kp = Kj* Kmax h

Avec

� Kp : Coefficient de pointe.

� Kj : Coefficient d’irrégularité journalière

� Kh : Coefficient d’irrégularité horaire.

* Pour l’agglomération on a :

Kp = 1.3 x 1.5345

Kp=1.9948

On a Qp= Kp* Qmoy.j

Avec

� Qp : Débit de pointe.

� Qmoy.j : débit moyen journalier

�

�

Donc

Qp= 1.9948*6915.655

Qp-agg=13795.3486m3/j=159.6684l/s

* Pour l’arrosage on a :

Kp = 1 x 1.48

Qp.arr = 357.355 x 1.48

Qp.arr=528.8854 m3/j=6.1214l/s

II-5-5/Evaluation de la consommation horaire :

Le débit horaire d’une agglomération est variable selon l’importance de cette dernière.

La variation des débits horaires d’une journée est représentée en fonction du coefficient

d’irrégularité maximale horaire Kmax,h [dans le tableau���

Tableau II-15: réparation des débits horaires en fonction du nombre d’habitants : [6]

Heures Nombre d’habitants

(h)

Moins de 10000

10001à 50000

50001 à 100000

Plus de 100000

Agglomération de type rurale

0-1 01 1.5 03 3.35 0.75 1-2 01 1.5 3.2 3.25 0.75 2-3 01 1.5 2.5 3.3 01 3-4 01 1.5 2.6 3.2 01 4-5 02 2.5 3.5 3.25 03 5-6 03 3.5 4.1 3.4 5.5 6-7 05 4.5 4.5 3.85 5.5 7-8 6.5 5.5 4.9 4.45 5.5 8-9 6.5 6.25 4.9 5.2 3.5 9-10 5.5 6.25 4.6 5.05 3.5 10-11 4.5 6.25 4.8 4.85 06 11-12 5.5 6.25 4.7 4.6 8.5 12-13 07 05 4.4 4.6 8.5 13-14 07 05 4.1 4.55 06 14-15 5.5 5.5 4.2 4.75 05 15-16 4.5 06 4.4 4.7 05 16-17 05 06 4.3 4.65 3.5 17-18 6.5 5.5 4.1 4.35 3.5 18-19 6.5 05 4.5 4.4 06 19-20 5.0 4.5 4.5 4.3 06 20-21 4.5 04 4.5 4.3 06 21-22 03 03 4.8 3.75 03 22-23 02 02 4.6 3.75 02

�

�

23-24 01 1.5 3.3 3.7 01 Remarque :

La variation précédente est exprimée en (%) du débit maximal journalier de

l’agglomération .Pour notre cas, on a une agglomération de 31760 habitant donc la répartition

adéquate est celle représenter dans la colonne n03 (nombre d’habitant dans l’intervalle

[10000,50000])

Les résultats de calcul sont reportés dans le tableau suivant :

Tableau II-16: détermination le débit maximum horaire :

Agglomération Arrosage Qmax journalier Horaire

Qmax,j=8525.79m3/j Qmax,j = 357.355m3/j total = 8883.145m3 /j

Ordonnées de la Courbe intégrale

h % (m3/h) % (m3/h) % (m3/h) %

0-1 1.50 127.887 - - 1.440 127.887 1.440

1--2 1.50 127.887 - - 1.440 127.887 2.879

2--3 1.50 127.887 - - 1.440 127.887 4.319

3--4 1.50 127.887 - - 1.440 127.887 5.759

4--5 2.50 213.145 - - 2.399 213.145 8.158

5--6 3.50 298.403 - - 3.359 298.403 11.517

6--7 4.50 383.661 - - 4.319 383.661 15.836

7--8 5.50 468.918 25 89.339 6.284 558.257 22.121

8—9 6.25 532.862 25 89.339 7.004 622.201 29.125

9--10 6.25 532.862 - - 5.999 532.862 35.124

10--11 6.25 532.862 - - 5.999 532.862 41.122

11--12 6.25 532.862 - - 5.999 532.862 47.121

12--13 5.00 426.290 - - 4.799 426.290 51.920

13--14 5.00 426.290 - - 4.799 426.290 56.718

14--15 5.50 468.918 - - 5.279 468.918 61.997

15--16 6.00 511.547 - - 5.759 511.547 67.756

�

�

16--17 6.00 511.547 25 89.399 6.764 600.886 74.520

Tableau II-16: détermination le débit maximum horaire (suite)�

Agglomération Arrosage Qmax journalier Horaire Qmax,j=8525.79m3/j Qmax,j = 357.355m3/j total = 8883.145m3 /j

Ordonnées de la Courbe intégrale

17--18 5.50 468.918 25 89.399 6.284 558.257 80.805

18--19 5.00 426.290 - - 4.799 426.290 85.603

19--20 4.50 383.661 - - 4.319 383.661 89.922

20--21 4.00 341.032 - - 3.839 341.032 93.761

21--22 3.00 255.774 - - 2.879 255.774 96.641

22--23 2.00 170.516 - - 1.920 170.516 98.560

23--24 1.50 127.887 - - 1.440 127.887 100.000

TOTAL 100.00 8525.79 100 357.355 100.000 8883.145

�

A partir de ce tableau on trouve :

Qmax,h=622.201m3/h

Qmin,h=127.887m3/h

�

�

Fig. II-1: graphique de consommation

Fig. II-2: courbe intégrale de consommation.

�

�

II-6/Conclusion :

Ce chapitre nous a permis d’estimé les variations de consommation en eau potable de

la zone mise en question à l’horizon 2037

Ces calculs élabores nous permet d’évaluer, la capacité optimale de réservoir ainsi que le

dimensionnement de la conduite d’adduction, et le réseau de distribution.

�

�

�

�

�

III-1/Introduction :

Les réservoirs sont des ouvrages hydrauliques intermédiaires entre les réseaux d’adduction et les réseaux de distribution. Ce sont des ouvrages aménagé pour contenir de l’eau, Ces derniers possèdent des débits non uniformes durant la journée.

Les fonctions générales des réservoirs d’eau potable sont multiples.

III-2/Rôle des réservoirs : [9]

Les réservoirs constituant une réserve qui permet d’assurer aux heures de pointe les

débits maximaux demandés de plus, ils permettent de combattre efficacement les incendies,

en plus les réservoirs offrant notamment les avantages suivants :

� Régularisation le fonctionnement de la station de pompage.

� Simplification de l’exploitation.

� Assurer la pression nécessaire en tout point du réseau.

� Coordination du régime d’adduction d’eau au régime de distribution.

� Maintenir l’eau d’une température constante et préserver des contaminations.

� Jouer le rôle de brise charge dans le cas d’une distribution étagée.

� Jouer le rôle de relais.

III-3/Fonction générale des réservoirs : [15]

�

�

Les fonctions générales assurées par les réservoirs d’eau potable sont multiples et de nature

à la fois technique et économique.

III-3-1/Fonctions techniques :

� régularisation des débits (demande et apport) ;

� sécurité d’approvisionnement ;

� régulation de la pression ;

� simplification de l’exploitation ;

� réacteur participant au traitement ;

� la distribution de l’eau vers les abonnés.

III-3-2/Fonctions économiques :

� réduction des investissements sur les ouvrages de production ;

� réduction des investissements sur le réseau de distribution ;

� réduction des dépenses d’énergie.

III-4/Classifications des réservoirs : [14]

Les réservoirs peuvent être classés de diverses façons selon les critères prisent en

considération :

III-4-1/Classification selon le matériau de construction :

Cette classification est basée sur la nature des matériaux de construction des réservoirs :

� Réservoir métallique.

� Réservoir en maçonnerie.

� Réservoir en béton armé.

III-4-2/Classification selon la situation des lieux :

Les réservoirs peuvent être classés selon leur position par rapport à la surface du sol :

� Réservoir enterré.

� Réservoir semi enterré.

� Réservoir sur élevé ou sur tour.

III-4-3/Classification selon l’usage :

Vu les multi usages des réservoirs on peut les classer suit :

� Réservoir principal d’accumulation et de stockage.

�

�

� Réservoir d’équilibre (réservoir tampon).

� Réservoir de traitement.

III-4-5/Classification selon des considérations esthétiques :

Selon des servitudes d’esthétisme on peut affirmer les fonctions d’un réservoir comme on

peut l’intégrer au paysage.

III-4-6/Classification selon la forme géométrique :

Généralement on retrouve dans la pratique trois formes usuelles :

� Réservoir cylindrique.

� Réservoir rectangulaire ou carré.

� Réservoir conique

Comme on trouve par fois des réservoirs à formes quelconques (sphérique, ..).

III-4-7/Les réservoirs en charge (sous pression) :

Ces réservoirs maintiennent une pression supérieure à la pression atmosphérique au dessus

du plan d’eau par un dispositif de compression. On les retrouve généralement dans le cas

d’une injection directe par pompage dans le réseau.

III-5/Choix du type de réservoir : [3]

Ce sera bien entendu, une question d’espèce pour chaque cas. Cependant, à chaque fois

que cela sera possible, il sera préférable d’avoir recours au réservoir enterré ou, en

élévation au-dessus du sol avec radier légèrement enterré.

Ce type de réservoir, et les deux premiers principalement, présenteront par rapport au

réservoir sur tour, les avantages suivants :

� Economie sur les frais de construction

� Etude architecturale très simplifiée

� Etanchéité plus facile à réaliser

� Conservation de la température constante de l'eau emmagasinée.

III-6/Emplacement des réservoirs :

L’emplacement du réservoir pose souvent beaucoup des problèmes.

On doit toujours tenir compte des considérations suivantes :

� pour des raisons d’économie, il est préférable que le remplissage du réservoir se fasse

�

�

par gravité, ce qui implique qu’on puisse le placer à un niveau bas par rapport à la

prise d’eau, (ne pas vérifier dans notre cas) ;

� l’alimentation du réseau de distribution doit se faire par gravité, le réservoir doit être

construit à un niveau supérieur à celui de l’agglomération ;

� lorsque plusieurs réservoirs sont nécessaires on doit les implanter de préférence en

extrémité du réseau ;

� la côte du radiée doit être supérieure à la plus haute côte piézométrique exigée dans le

réseau ;

� l’emplacement du réservoir doit être aussi choisi de telle façon à pouvoir satisfaire les

abonnés par une pression suffisante ;

III-7/Détermination de la capacité :

Le calcul du volume du réservoir se fait à partir du débit rentrant et du débit sortant

pour les différentes heures de la journée.

La détermination de cette capacité, tient compte de la répartition journalière maximale

du débit consommé caractérisé par le coefficient horaire.

III-7-1/Principe de calcul :

Le calcul de la capacité théorique d’un réservoir dépend du débit des ressources en

eau, le mode de pompage, et de la courbe de consommation. En admettant que le refoulement

vers les réservoirs de stockage est étalé sur 16 heures

Pour estimer la capacité d'un réservoir, nous devrons procéder: soit à la méthode analytique

ou la méthode graphique,

III-7-1-1/méthode analytique :

Cette méthode repose sur la superposition de l’apport et de la consommation d’ou on

tire le volume maximum reçu et accumulé par le réservoir, en dressant pour chaque heure la

différence entre la production et la consommation et suivre après le rythme de remplissage et

de vidange du réservoir.

III-7-1-2/méthode graphique :

On se base sur le même principe que la méthode analytique, la différence c’est que

cette fois nous allons faire le cumul de la production et ce lui de la consommation, et faire

�

�

après une comparaison graphique. Le volume du réservoir est donné par la somme des valeurs

absolues des deux plus grands écarts entre les deux courbes (le plus grand écart positif et le

plus grand écart négatif).

Le volume de régulation est calculé par la formule :

Vr= (�V+ max +�V- min). Qmax.j (m3)

�V+max : plus grand écart positif.

�V-min : le plus grand écart négatif.

Qmax.j : Débit maximum journalier entrant dans le réservoir (m3/j)

La réserve d’incendie est par définition, la réserve minimale d’eau nécessaire pour

l’extinction d’un sinistre moyen d’une durée de deux heures avec un débit moyen de 60m3/h,

en conséquence cette réserve minimale à prévoir est de 120 m3.Le volume du réservoir serait

donc :

Vt=Vr+Vinc

Et on a : Vinc=120 m3

Pour notre projet et afin de déterminer la capacité du réservoir, on utilise la méthode

graphique.

� Méthode graphique :

Tableau III- 1: Détermination de la capacité de réservoir:

Heure Consommation

horaire Apport

Cumule d'apport

Cumul de consommation

Stockage (�V+)

Déstockage (�V-)

0--1 1.44 0 0 1.44 / 1.44 1--2 1.44 0 0 2.88 / 2.88 2--3 1.44 0 0 4.32 / 4.32 3--4 1.44 0 0 5.76 / 5.76 4--5 2.399 6.25 6.25 8.159 / 1.909 5--6 3.359 6.25 12.5 11.518 0.982 / 6--7 4.319 6.25 18.75 15.837 2.913 / 7--8 6.284 6.25 25 22.121 2.879 / 8--9 7.004 6.25 31.25 29.125 2.125 / 9--10 5.999 6.25 37.5 35.124 2.376 / 10--11 5.999 6.25 43.75 41.123 2.627 / 11--12 5.999 6.25 50 47.122 2.878 / 12--13 4.799 6.25 56.25 51.921 4.329 / 13--14 4.799 6.25 62.5 56.72 5.78 / 14--15 5.279 6.25 68.75 61.999 6.751 / 15--16 5.759 6.25 75 67.758 7.242 / 16--17 6.764 6.25 81.25 74.522 6.728 / 17--18 6.284 0 81.25 80.806 0.444 /

�

�

18--19 4.799 0 81.25 85.605 / 4.355 19--20 4.319 0 81.25 89.924 / 8.674 20--21 3.839 0 81.25 93.763 / 12.513 21--22 2.879 6.25 87.5 96.642 / 9.142 22--23 1.918 6.25 93.75 98.56 / 4.81 23--24 1.44 6.25 100 100 0.00 0.00

A partir de tableau : nous traçons le graphique qui représente le cumul de consommation et

celle de pompage en fonction de temps.

Fig. III-1: graphique du cumul de consommation et pompage

D’après le graphique : nous pouvons déterminer �V+ et �V-

Alors le volume du réservoir R sera :

V= (7.242+ 12.513)% × 8883.145= 1757.530238m3

�

�

VT =1757.530238+ 120 = 1877.530238 m3

VT = 1877.530238 m3

Donc en prend un volume standard égale à VT = 2000m3

III-8/Dimensionnement du réservoir :

III-8-1/section du réservoir :

V= S.H

Où :

V : Volume total du réservoir ;

H : Hauteur d’eau dans le réservoir.

2333.3336

2000mS ==

S= 333.333m2

III-8-2/Diamètre du réservoir :

S = 4

D2π d’où D=

π

S4 ��

D =π

333.333.4 = 20.6065m.

D = 21 m

III-8-3/Hauteur de la réserve d’incendie :

H i n c =S

VINC = 333.333

120=0,36m

H i n c = 0,36m.

Tableau III- 2:caractéristiques de réservoir calculé :

V (m3) SRESERVOIR

(m2)

H RESERVOIE

(m)

D RESERVOIR

(m)

VINCENDIE

(m3)

HiNCENDIE

(m)

2000 333.333 6 21 120 0.36

�

�

III-9/Équipement de réservoir : [3]

III-9-1/Adduction :

La conduite d’adduction, a son débouché dans le réservoir, doit pouvoir s’obturer

quand l’eau atteint, dans la cuve, son niveau maximal : obturation par robinet- flotteur si

l’adduction s’effectue par refoulement.

L’adduction s’effectue par surverse, soit en chute libre fig. (III- 2), soit en prolongeant la

conduite de façon que son extrémité soit toujours noyée fig. (III-3). L’adduction peut aussi

s’effectuer par passage à travers le radier.

L’arrivée en chute libre provoque une oxygénation de l’eau, ce qui peut être favorable pour

des eaux souterraines, ordinairement pauvres en oxygène dissous.

Techniquement, l’arrivée par surverse permet d’avoir, pour l’arrive de l’eau, une altitude

constante définie par le niveau supérieure N de la crosse d’arrivée. En adduction par

refoulement, les pompes travaillent ainsi sous hauteur constante et le débit est également

constant, puisque Q et H sont liés.

Fig. III- 2: Adduction avec

chute libre et arriver en pipe Fig. III-

3: adduction noyée

III-9-2/Distribution :

Le départ de la conduite de distribution s’effectue à 0,15 ou 0,20 m au-dessus du

radier en vue d’éviter d’introduire dans la conduite de distribution des boues ou des sables qui

éventuellement, pourraient se décanter dans la cuve.

�

�

�

�

Fig. III-4 : Départ de la conduite de distribution

En cas de rupture de la conduite maîtresse de distribution et dans l’hypothèse d’un

réservoir de grande capacité, il faut avoir la possibilité d’isoler rapidement le réservoir pour

éviter des inondations en ville. Il Pourra être envisagé de rendre automatiquement la fermeture

du robinet en utilisant une vanne – papillon à commande hydraulique qui se mettra en marche

dès qu’une survitesse se manifestera dans la conduite.

III-9-3/Vidange :

Elle part du point bas du réservoir et se raccorde sur la canalisation de trop plein. Elle

comporte un robinet – vanne .fig. III-5.

Fig. III-5 : Conduite trop-plein et vidange

Les conduites d’adduction, de distribution, de trop – plein et de vidange doivent être prévues

dans tous les réservoirs. S’il y a de risque de gel, l’adduction et la distribution doivent être

calorifugées

III-9-3-1/Dimensionnement de la conduite de vidange :

Le calcul de cette conduite est mené comme le calcul d’une conduite courte; de plus

on suppose que le débit d’apport est nul (arrêt de pompage)

Le débit de vidange est donné par la formule suivante :

�

�

Avec : S : Section de conduite de vidange (m2).

h: Hauteur d'eau (m) ;

g: l'accélération de la pesanteur (m/s2) ;

�: Coefficient du débit qui est donné par la formule suivante :

ξµ

Σ+=

1

1

ξΣ = ξΣ linéaires + ξΣ singulières (somme des coefficients de pertes de charges linéaires

et singulières).

� Coefficient des pertes de charge linéaire est :

linéaire D

Lλξ =�

� Coefficient des pertes de charge singulière :

� +++= sin técoudevanneentréegulière ξξξξξ

entréeξ = 0,1.

vanneξ = 0,30 (ouverture totale de la vanne).

coudeξ (� = 90°) = 0,50.

téξ = 0,1

• Méthode de calcul de la conduite de vidange :

La méthode de détermination de conduite de vidange :

� On suppose un diamètre de la conduite de vidange.

� Calcul le coefficient du débit �.

� Déterminé le débit de vidange.

� Calcul le temps de vidange.

� Calcul de la vitesse moyenne de vidange.

�

�

� Vérifie le régime d’écoulement.

Le choix de diamètre de la conduite est basé sur les conditions suivantes :

� La vitesse de vidange est inferieur à 5 m/s.

� Le temps de vidange est inferieur à 2 heurs.

� Le nombre de Reynolds est supérieur au nombre de Reynolds critique.

• Calcul du temps de vidange :

Le temps de vidange est donne par la formule suivante :

Tel que V : le volume du réservoir en (m3).

Q : le débit de vidange en (m3/s).

Remarque :

La longueur de la conduite de vidange est de L=10 m, on choisi une gamme de plusieurs

diamètres D =150, 200,250, 300, 350,400 mm, et on suppose que le régime d'écoulement est

turbulent c'est à dire :

Re > Recr

Où :

∆⋅⋅=

DCcritique 6.21Re

Avec :

Re : nombre de Reynolds ;

Re critique: nombre de Reynolds critique ;

C : coefficient de Chézy, 6/11R

nC ⋅=

n : rugosité du matériaux n = 0,015 ;

R : rayon hydraulique, R=D/4 pour section circulaire ;

D : diamètre de la conduite (m) ;

�

�

∆ : Rugosité absolue (=10-3m).

On a : 6/1

4015.0

1��

���

�⋅=

DC

( λ ) est donnée par la formule de CHEZY.

8

2C

g⋅=λ

• Détermination de la vitesse moyenne de vidange :

En détermine la vitesse moyenne de vidange avec la formule suivante

V m=W/(T.S)

Détermination du nombre de Reynolds

Tableau III-3: Calcul de la conduite de vidange :

D (mm)

RH(m) C � � lin �

sing � Q(m3/s)

Tvidange (h)

V (m/s)

Re Recritique

��� ���� ����� �� ������ ����� �� ������� ������� ����� � ����� ���������� ��� ������

�� ��� ������� �� ��� ��� ��� �� ������� ��� ��� ����� ����� ���� �� ��������

��� ����� ��� �� ���� �� �� ���� �� ������� ������� ������ ������ ������� ������ �

�� ��� ���� ��� ������ �� ��� �� �������� ���� � ����� ����� �������� ���� ����

��� ���� ����� �� �� �� ������� �� ������� ������� ��� � ������ ���� ���� ���������

�� ��� ����� �� ������ ������� �� ��� ��� ��� ���� ���� ����� �������� � ��������

On prend un diamètre de 400 mm

� le régime d’écoulement est vérifie (Re = 1018847.1> Re critique =392424.23)

� Le temps de vidange T =1.717 heurs� 2 heurs et

� la vitesse =2.576 < 5 m/s�

III-9-4//Trop plein : [3]

Tout réservoir doit avoir une conduite de trop-plein se déversant à une élévation de 30

à 60 cm au-dessus du sol, au-dessus d'une entrée de drain ou d'une plaque de dispersion.

Aucun trop-plein ne doit être raccordé à une conduite d'égout domestique, unitaire ou

pluviale. �

�

�

L'ouverture de trop-plein doit être dirigée vers le bas et être munie d'une grille non-corrosive

de 9.5 mailles au centimètre, installée à l'intérieur de la conduite de façon à empêcher sa

détérioration par un acte de vandalisme.

Cette conduite devra pouvoir évacuer la totalité du débit Q arrivant au réservoir. Elle ne

comportera pas de robinet sur son parcours (III-6)

Le trop-plein est un élément indispensable au bon fonctionnement de ces ouvrages. L’absence

de trop-plein ou le mauvais dimensionnement de celui-ci peut provoquer des dommages

sérieux voire définitifs.

Fig. III-6 : Siphon trop plein

Sa section transversale sera disposée selon un plan horizontal situé à une distance h

au-dessous du niveau maximale susceptible d’être atteint dans la cuve. Elle comportera, au

départ, un évasement en forme de tronc de cône dont la plus grande circonférence de rayon R

formera déversoir à seuil circulaire pour le passage du débit Q sous une hauteur de lame h. le

débit évacué dans ces conditions est donné par la formule:

Q = 27.828µR h3/2

Tableau III-4: Coefficient de débit : [3]

H/R 0,2 0,25 0,30 0,4 0,5

µµµµ 0,415 0,414 0,410 0,404 0,393

III-9-4-1/Calcule de la conduite de trop-plein :

Pour calculer la conduite du trop plein, on procède à deux calculs :

� Calcul de l’entonnoir.

� Calcul du tuyau d’évacuation.

�

�

• Calcul de l'entonnoir :

Q = 27.828µR h3/2

Avec :

� : Coefficient de débit déterminé selon le tableau ci-dessus.

h : la lame d’eau

(Nous Connaissons que le périmètre de l'entonnoir b=2*�*R.)

On prend H/R = 0,5, H = 0,5R et � =0,393

2

5

2

3

(0,5)393.027,82 RQ ⋅⋅=

Q : le débit qui arrive réservoir 2000 m3, est de 154.221 l/s

On prend D = 500 mm

• Calcule de la lame déversante

On a : 2

3

hR27,82 ⋅⋅⋅= µQ

• Calcul du tuyau d'évacuation:

On considère que cette conduite fonctionne comme une conduite courte,

Donc :

2ghS ⋅⋅= µQ

On donne un diamètre D = 300 mm (pour le calcule)

Nombre de Reynolds :

�

�

Nombre de Reynolds critique dans une zone quadratique :

Le coefficient des pertes de charge linéaires :

� lin= 8

2C

g⋅=λ

Le coefficient des pertes charge singulières :

té coude 3 entrée S ξξξξ +⋅+=

Le Coefficient du débit est :

1

1

�+=

ξµ

2gh ⋅⋅= SQ µ

Tableau III-5: caractéristique de tuyau d’évacuateur de débit

Vm/s Re Re cr � lin � sing � Q l/s

1.45526 436578 280539.4604 0.04187 1.7 0.6039 462.916

Le débit Q=462.916 154.2211 l/s

On a Re =436578 > Rcr = 280539.4604, par conséquent le régime est turbulent dans la zone

quadratique,

Alors on accepte le diamètre de la conduite du trop plein suivante :

� Entonnoir D = 500 mm ;

� Tuyau d’évacuation D = 300 mm.

III-9-5/By – pass : [3]

∆⋅⋅=

DCcritique 6.21Re

�

�

C’est la conduite qui reliant la conduite d’adduction et de

distribution. En cas d’indisponibilité (nettoyage, si le

réservoir n’est pas compartimenté), ou de réparation du

réservoir, il est bon de prévoir une communication entre ces

deux conduites. Elle s’effectue selon le schéma de la figure

III-7 ; en temps normal, 1 et 3 sont ouverts et 2 est fermé. En by – pass, on ferme 1 et 3 et on

ouvre 2

Fig. III-7: by-pass

III-9-6/Matérialisation de la réserve incendie : [3]

Quand la surveillance du plan d’eau dans le réservoir ne peut être assurée par du

personnel à demeure, ce qui est le cas pour les installations moyennes, automatiques, il

importe que des dispositions soient prises en vue d’éviter ; dans le cas d’un soutirage intensif,

que la réserve d’incendie ne puisse passer dans la distribution.

Une première disposition est celle indiquée sur la figure. III-8 où, en temps normal, 1 est

fermé et 2 ouvert. En cas de sinistre, il suffit d’ouvrir 1. Mais il existe ainsi une tranche d’eau

morte, ce qu’il faut éviter.

Aussi, le dispositif le plus souvent adopté est constitué par un siphon (figure III-8) qui

se désamorce quand le niveau de la réserve est atteint : en service normal, 1 est ouvert et 2

fermé. Si le niveau dans le réservoir devait descendre en N, le siphon se désamorcerait grâce à

l’évent ouvert à l’air libre et la réserve ne serait pas entamée. En cas de sinistre, il suffit

d’ouvrir 2. Tout en restant imprenable, la tranche d’eau constituant la réserve se trouve ainsi

constamment renouvelée.

�

�

�

Fig. III-8 : Matérialisations d’incendie

III-10/Conclusion :

Afin d’assurer le bon fonctionnement et une longue durée de vie de l’ouvrage et ces

équipements et minimiser les coûts de réparation, il est essentiel d’établir un programme

d’entretien préventif.

IV-1/Introduction :

Après la quantification des besoins en eau d’une agglomération quelconque on doit faire le

choix convenable du réseau pour distribuer l’eau aux différentes catégories de consommateurs

recensés au niveau de la ville.

Le réseau de distribution est un système de conduites connectées entre elles qui permet de

distribuer l’eau Les canalisations devront en conséquence présenter un diamètre suffisant de

façon à assurer le débit maximal afin de satisfaire tous les besoins en eau des consommateurs.

IV-2/Choix du matériau des conduites : [10]

Le choix du matériau est en fonction de la pression, l’agressivité due aux eaux et au sol, et

l’ordre économique (coût, disponibilité sur le marché), ainsi que la bonne jonction de la

conduite avec les équipements auxiliaires (joints, coudes, vannes ….) le respect de ces critères

permette de faire le bon choix.

Les matériaux disponibles sur marché sont : L’acier, la fonte ductile, le PVC (polyvinyle

de chlorure non plastifié) et le PEHD (polyéthylène de haute densité).

IV-2-1/Tuyaux en fonte :

Présentent plusieurs avantages :

� Bonne résistance aux forces internes.

� Bonne résistance à la corrosion.

� Très rigides et solides.

�

�

L’inconvénient est que les tuyaux en fonte sont très lourds, très chers et les travaux de

manutention sont difficiles.

IV-2-2/Tuyaux en acier :

Les tuyaux en acier sont plus légers que les tuyaux en fonte, d’où l’économie sur le

transport et la pose.

- Bonne résistance aux contraintes (choc et écrasement)

Leur inconvénient est la corrosion.

- La jonction est assurée par la soudure, ceci complique les travaux.

IV-2-3/Tuyaux en PVC (Polychlorure de vinyle non plastifié) :

Présentent plusieurs avantages :

� Bonne résistance à la corrosion;

� Disponible sur le marché;

� Une pose de canalisation facile;

Leurs inconvénients sont :

� Le risque de rupture ;

� Le risque de cassure élevé.

IV-2-4/ Tuyaux en PEHD : [8]

� Résistance a la corrosion

� Résistance à la condition climatique

� Souplesse a l’utilisation

� Légèreté et facilité de l’utilisation

� Facilité du transport et de stockage

� Possibilité de raccordement

� Un bon rapport qualité prié prix

� Durée de vie plus de 50 ans

� Peuvent supporter des pressions importantes (06, 10, 16, 20 et 25 bars).

Il ya d’autre avantage telle que

� Adapter à tout type des sols (sol agressif, terrain glissant).

� Leur disponibilité sur le marché.

�

�

Remarque :

Dans notre projet on utilise des conduites en P.E.H.D de pression 6 bars.

IV-3/Classification des réseaux [3]

� les restaus ramifiés

� les réseaux maillés

� Les réseaux étagés

� Les réseaux à alimentation distinctes

IV-3-1/Le réseau ramifié : [3]

Le réseau ramifié, dans lequel les conduites ne comportent aucune alimentation en

retour présente l’avenage d’être économique, mais il manque de sécurité et de souplesse en

cas de rupture : un accident sur la conduite principale prive d’eau tous les abonnée en aval

(fig. IV-1).

Fig. IV-1: réseau ramifie

IV-3-2/Le réseau maillé : [3]

Les réseaux maillés permet, au contrainte, une alimentation en route donc d’obvier a

l’inconvénient signalé ci-dessus (cas de réseau ramifié) une simple manœuvre de robinet

permet d’isolé le tronçon accidenté et de poursuivre, néanmoins, l’alimentation des abonnée

�

�

d’aval, il est bien entendu plus couteux d’établissement, mais en raison de la sécurité qu’il

procure il doit être toujours préférer aux réseaux ramifié (fig. IV-2)

Fig. IV-2: réseau maillé

IV-3-3/réseau étagé : [3]

Avec les réseaux étager il est possible ainsi que nous l’avons, vue de constituer des

réseaux indépendants avec une pression limitée a environ de 40 mètre de colonne d’eau (Fig.

IV-3)

Fig. IV-3 : réseau étagé [12]

IV-3-4/Les réseaux à alimentation distinctes :[3]

�

�

Les réseaux a alimentation distinctes distribuent, l’un, l’eau potable destinée a tous les

besoins domestique, et l’autre, l’eau non potable réservée au usage industriels et au lavage et

arrosage des rues et plantation, ces réseaux ne ce justifient que dans les installations

extrêmement importantes.

IV-4/Principe de tracé d’un réseau maillé :

Pour tracer le réseau, il y a un certain nombre de conditions qu’il faut respecter:

� Choisir le lien de consommation principale ;

� Déterminer le sens principal de masse ou des quantités totales d’eau ;

� Tracer les conduites maîtresses parallèles entre elles, ces conduites doivent être situées

sur les cotes géodésiques les plus élevées pour bien répartir l’eau ;

� Il faut tracer les conduites maîtresses à travers les quartiers les quelles il faut prévoir

les lignes secondaires.

IV-5/Calcul hydraulique du réseau:

Vu que la distribution est assurée avec un réservoir de tête, le calcul hydraulique du

réseau de distribution se fera pour les deux cas suivants :

� Cas de pointe.

� Cas de pointe plus incendie.

IV-6/Calcul des débits :

La détermination des débits dans un réseau maillé s’effectue de la manière suivante :

� On détermine la longueur de chaque tronçon du réseau.

� On calcule les débits en route pendant les heures considérées (l’heure de pointe,

l’heure de pointe +incendie. Cas réservoir de tête).

� On détermine le débit spécifique en tenant compte les débits en route.

IV-6-1/Calcul des débits en route :

Le débit en route se définit comme étant le débit réparti uniformément le long d’un

tronçon de réseau le débit en route est donné par la formule suivante :

� Q r = Q cons – � Q conc

Avec :

�

�

Q cons : débit consommé.

�Qr : somme des débits routes

�Q conc : somme des débits concentrés

Pour notre cas �Q conc =0

IV-6-2/Détermination du débit spécifique :

Défini comme étant le rapport entre le débit en route et la somme des longueurs des

tronçons du réseau :

Qsp = � Qr/ � Li

Tableau IV-1: Détermination de débit spécifique du POS B :

Q route (l/s) 172.8336

� Li ������

Heure de pointe

qsp (l/s/m) 0.01655166

IV-6-3/détermination des débits en route pour chaque tronçon :

Le débit en route se définit comme étant le débit réparti uniformément le long d’un tronçon

de réseau. le débit en route est donné par la formule suivante :

Q ri= Qsp × Li

Avec :

Q ri : débit en route dans le tronçon i (l/s).

Qsp : débit spécifique (l/s/ml).

Li : longueur du tronçon (m).

Tableau IV-2: Détermination des débits en routes (cas de pointe) :

tronçon Longueur (m) débit spécifique (l/s.ml) Débit en route (l/s) 2--3 116.54 1.92893046

3--4 16.74 0.27707479

4--5 139.5 2.30895657

5--6 432.2 7.15362745

6--7 244.24 4.04257744

7--8 337.57 5.58734387

8--9 347.27 5.74789497

9--10 10.53 0.17428898

10--11 378.2

0.0165517

6.25983781

�

�

11--12 250.64 4.14850806

12--13 384.84 6.36974083

13--14 95 1.5724077

14--15 149 2.46619734

15--16 207.25 3.43033154

19--20 203.47 3.36776626

12--21 130 2.1517158

15--20 337.4 5.58453008

20--22 110.7 1.83226876

21--22 120.88 2.00076466

19--25 219.2 3.62812387

18--26 339.1 5.61266791

25--27 37.4 0.61903208

26--27 44.6 0.73820404

23--27 183 3.02895378

20--23 246.2 4.07501869

23--28 65.05 1.07668548

24--28 45.4 0.75144536

24--29 119.4 1.9762682

11--29 177.23 2.9334507

22-24 247.72 4.10017722

18--30 206.6 3.41957296

30--31 65.41 1.08264408

31--33 56.65 0.93765154

32--33 107.7 1.78261378

9--32 141.2 2.33709439

23--30 373.6 6.18370018

28--31 375.6 6.2168035

29--32 375.66 6.2177966

4--35 255.95 4.23639738

34--35 22.65 0.3748951

30--34 307.87 5.09575956

35--37 140.64 2.32782546

8--37 176.07 2.91425078

35--36 140.84 2.33113579

7--36 285.2 4.72053343

33--37 331.62 5.48886149

5--36 219.73 3.63689625

14--21 342.79 5.67374353

16--19 362.67 6.00279053

17--18 285.68 4.72847823

�

�

2--17 131.67 2.17935707

IV-6-4/Détermination des débits nodaux (cas de pointe) :

C’est le débit concentré en chaque point de jonction des conduites du réseau, il est

déterminé comme suit :

Où : 2�

=r

n

QQ +�Qconc

Ou : Qn = 21 Qsp � Li + � Qconc

Avec : Qn : Débit du nœud considéré.

� Qr : La somme des débits en route convergents vers le nœud considéré l/s.

QSP : Débit spécifique.

�Li : La somme de longueurs convergent vers le nœud considéré (m).

Dans le cas de pointe le débit concentré égale à 0.

Tableau IV-3: Détermination des débits aux nœuds (cas de pointe) :

Nœud �Li(m) Débit de nœud (l/s) 2 248.21 2.0541 3 133.28 1.1030 4 412.19 3.4112 5 791.43 6.5497 6 676.44 5.5981 7 867.01 7.1752 8 860.91 7.1247 9 499 4.1296 10 388.73 3.2171 11 806.07 6.6709 12 765.48 6.3350 13 479.84 3.9711 14 586.79 4.8562 15 693.65 5.7405 16 569.92 4.7166 17 417.35 3.4539 18 831.38 6.8804 19 785.34 6.4993 20 897.77 7.4298 21 593.67 4.9131 22 479.3 3.9666

�

�

23 867.85 7.1822 24 412.52 3.4139 25 256.6 2.1236 26 383.7 3.1754 27 265 2.1931 28 486.05 4.0225 29 672.29 5.5638 30 953.48 7.8908 31 497.66 4.1185 32 624.56 5.1688 33 495.97 4.1046 34 330.52 2.7353 35 560.08 4.6351 36 645.77 5.3443 37 648.33 5.3655 172.8336

IV-6-5/ Détermination des débits nodaux (Cas de pointe plus incendie) : [6]

L’évaluation de la durée approximative pour l’extinction d’un sinistre moyen est de 2

heures, or, le débit horaire nécessaire pour combattre un incendie est de 17 l/s. qui est stocké

au niveau du réservoir

On suppose que le sinistre peut se produire pendant l’heure de pointe, d’où, le débit de

pointe plus incendie devient :

Qp + i = Qp + Qinc

Dans ce cas, il faut assurer le débit d’incendie dans le point le plus défavorable

IV-6-6/Débit en nœud Cas de pointe +incendie :

Dans ce cas le calcul se fait de la même manière que le cas précédent mais seulement on

doit assurer le débit d’incendie (17l/s).

Pour ce cas, nous avons considérés que l’incendie aura lien au nœud 6 (le nœud le plus

éloigné et le plus défavorable).

Tableau IV-4: Détermination des débits aux nœuds (cas de pointe) :

�

�

Nœud �Li(m) Débit de nœud (l/s) 2 248.21 19.0541 3 133.28 1.1030 4 412.19 3.4112 5 791.43 6.5497 6 676.44 5.5981 7 867.01 7.1752 8 860.91 7.1247 9 499 4.1296 10 388.73 3.2171 11 806.07 6.6709 12 765.48 6.3350 13 479.84 3.9711 14 586.79 4.8562 15 693.65 5.7405 16 569.92 4.7166 17 417.35 3.4539 18 831.38 6.8804 19 785.34 6.4993 20 897.77 7.4298 21 593.67 4.9131 22 479.3 3.9666 23 867.85 7.1822 24 412.52 3.4139 25 256.6 2.1236 26 383.7 3.1754 27 265 2.1931 28 486.05 4.0225 29 672.29 5.5638 30 953.48 7.8908 31 497.66 4.1185 32 624.56 5.1688 33 495.97 4.1046 34 330.52 2.7353 35 560.08 4.6351 36 645.77 5.3443 37 648.33 5.3655 172.8336

�

IV-7/Calcul du réseau maillé par la méthode de « HARDY – CROSS »

�

�

Le calcul d’un réseau maillé repose sur plusieurs méthode la méthode la plus adapté

est celle de HARDY – CROSS, qui par ajustement successif permet de donné le débit qui

passe dans chaque tronçon de la conduite du réseau maillé, ainsi que leur sens.

Cette méthode repose sur les deux lois suivantes :

1ere lois

En un nœud quelconque de conduite la somme des débits qui arrivent à ce nœud est

égale à la somme des débits qui en partent

C’est ainsi que l’on a pour le nœud A (fig. IV-4), et pour le sens d’écoulement supposé

indiqué par les flèches :

QA=q6+q1

2eme lois

Le lorsque d’un parcoure orienté et fermé, la somme algébrique des pertes de charge est nulle.

Telle que

ji : les perte charge

Fig. IV-4 : Sens supposés de Fig. IV-5 : Exemple simple de maille

L’écoulement Dans une maille

La méthode HARDY – CROSS consiste tout d’abord a se fixer dans chaque maille,

une répartition supposée des débit ainsi qu’un sens supposée d’écoulement, tout en respectant

la première loi. Un diamètre tout au moins provisoire, des canalisations peut être chois et l’on

calcule les pertes de charge correspondant

Supposant que l’on décompose arbitrairement

�

�

QA=q1+q2=QC fig. (IV-5)

Choisissons donc les diamètre écoulant les débit q1, q2 lesquels engendreront les perte de

charge j1sur ADC et j2 sur ABC fig. (IV-5)

On doit alors vérifier d’après la deuxième loi et compte tenu de l’orientation, de la maille,

que :

�

Telle que :

j1 : perte de charge des tronçons ADC

j2: perte de charge des tronçons ABC

Par ailleurs nous savons que les pertes de charges sont proportionnelles au carrée des débits,

de sort que l’on écrire :

q21

q22

R1 et R2 : représentant la résistance des conduites sur la longueur L1 et L2

En conséquence, la deuxième loi appliquée au débit rectifié donne :

R1 (q1+ ∆ q1)2- R2 (q2- ∆ q1)

2 = 0

En négligeant les termes en ∆ q12, on trouve :

∆ q1=-(R1q12+R2 q2

2 )/ 2(R1q1+R2q2)

Ou puisque : R1= j1/q12 et R2= j2/q2

2

Alors

Si - 0, ce qui suppose un débit q1 insuffisant, il faudra donc ajouter ∆ q1est alors positif

Si j1- 0, ce qui suppose un débit q1trop important, il faudra retrancher

∆ ; C’est également ce que montre l’expression, puisque ∆ q1 est alors négatif

�

�

Cette expression est donc générale, et en étendant le raisonnement a un contour fermé

quelconque et en désignant par la perte de charge total dans le circuit fermé de la maille

au cours de cette approximation et par la somme de terme tels que … etc. On

a :

Le calcule s’arrêt quant la valeur de correction devient négligeable.

IV-8/Donnés nécessaire pour la simulation par logiciel (EPANET) :

Les caractéristiques des conduites ont été présentées dans le tableau ci-dessous

Tableau IV-5: Caractéristique des conduites (cas de pointe) :

tronçon Longueur(m) Diamètre intérieur (mm) Diamètre extérieur

(mm) 2--3 116.54 147.6 160 3--4 16.74 147.6 160 4--5 139.5 115.4 125 5--6 432.2 67.8 75 6--7 244.24 101.6 110 7--36 285.2 101.6 110 36--35 140.84 67.8 75 35--34 22.65 115.4 125 34--30 307.87 147.6 160 30--18 206.6 101.69 110 18--26 339.1 184.6 200 26--27 44.6 230.8 250 27--25 37.4 290.8 315 25--19 219.2 290.8 315 19--16 362.67 461.8 500 16--15 207.25 461.8 500 15--20 337.4 290.8 315 20--23 246.2 290.8 315 23--28 65.05 230.8 250 28--31 375.6 147.6 160 31--33 56.65 147.6 160 33-37 331.62 184.6 200 37--8 176.07 101.6 110 8--9 347.27 230.8 250 9--10 10.53 67.8 75 9--32 141.2 115.4 125

�

�

32--29 375.66 184.6 200 29--11 375.66 101.6 110 11--12 250.64 290.8 315 12--13 384.84 290.8 315 13--14 95 230.8 250 14--21 342.79 147.6 160 21--22 120.88 184.6 200 22--24 247.72 184.6 200 2--17 131.67 147.6 160 17--18 285.68 184.6 200 4--35 255.95 67.8 75 5--36 219.73 67.8 75 35--37 140.64 101.6 110 7--8 337.57 184.6 200

10--11 378.2 230.8 250 33--32 107.7 230.8 250 30--31 65.41 115.6 125 30--23 373.6 230.8 250 12--21 130 230.8 250 19--20 203.47 290.8 315 27--23 183 230.8 250 15--14 149 290.8 315 20--22 110.7 290.8 315 29--24 119.4 230.8 250 28--24 45.4 230.8 250

Les caractéristiques des nœuds (cas de pointe) sont montrées dans le tableau ci-dessous :

Tableau IV-6: Caractéristique des nœuds (cas de pointe):

Nœud Altitude (m) Débit du Nœud (l/s) R 980.48 172.8336

N2 907.96 2.0541 N3 906 1.1030 N4 905.4 3.4112 N5 904.45 6.5497 N6 904 5.5981 N7 896.69 7.1752 N8 894.63 7.1247 N9 891.69 4.1296 N10 891.61 3.2171 N11 888.32 6.6709 N12 890.36 6.3350 N13 889.74 3.9711 N14 891.39 4.8562

�

�

Les caractéristiques des nœuds (cas de pointe+incendie) sont dans le tableau ci-dessous :

Tableau IV-7: Caractéristique des nœuds (cas de pointe+incendie):

N15 894 5.7405 N16 896.99 4.7166 N17 906.56 3.4539 N18 905 6.8804 N19 901.64 6.4993 N20 897.89 7.4298 N21 892.21 4.9131 N22 895.32 3.9666 N23 897.76 7.1822 N24 895 3.4139 N25 904.09 2.1236 N26 904.62 3.1754 N27 903.17 2.1931 N28 896 4.0225 N29 892.12 5.5638 N30 898.32 7.8908 N31 896.88 4.1185 N32 893.95 5.1688 N33 895.96 4.1046 N34 901.15 2.7353 N35 899.99 4.6351 N36 899.65 5.3443 N37 898.26 5.3655

172.8336

Nœud Altitude (m) Débit du Nœud (l/s) R 980.48 189.8336

N2 907.96 19.0541 N3 906 1.1030 N4 905.4 3.4112 N5 904.45 6.5497 N6 904 5.5981 N7 896.69 7.1752 N8 894.63 7.1247 N9 891.69 4.1296 N10 891.61 3.2171 N11 888.32 6.6709 N12 890.36 6.3350 N13 889.74 3.9711 N14 891.39 4.8562

�

�

Etats des nœuds du réseau après la simulation (cas de pointe)

Tableau IV-8: Etats des nœuds du réseau après la simulation (cas de pointe) :

N15 894 5.7405 N16 896.99 4.7166 N17 906.56 3.4539 N18 905 6.8804 N19 901.64 6.4993 N20 897.89 7.4298 N21 892.21 4.9131 N22 895.32 3.9666 N23 897.76 7.1822 N24 895 3.4139 N25 904.09 2.1236 N26 904.62 3.1754 N27 903.17 2.1931 N28 896 4.0225 N29 892.12 5.5638 N30 898.32 7.8908 N31 896.88 4.1185 N32 893.95 5.1688 N33 895.96 4.1046 N34 901.15 2.7353 N35 899.99 4.6351 N36 899.65 5.3443 N37 898.26 5.3655

189.8336

�

�

ID Nœud

Altitude (m)

Demande (LPS)

Charge (m)

Pression (m)

Nœud 2 907.96 2.05 941.63 33.67 Nœud 3 906 1.1 939.1 33.1 Nœud 4 905.4 3.41 938.8 33.4 Nœud 5 904.45 6.55 937.02 32.57 Nœud 6 904 5.6 934.08 30.08 Nœud 7 896.69 7.18 935.03 38.34 Nœud 8 894.63 7.12 936.51 41.88 Nœud 9 891.69 4.13 940.2 48.51 Nœud 10 891.61 3.22 940.24 48.63 Nœud 11 888.32 6.67 945.14 56.82 Nœud 12 890.36 6.33 946.84 56.48 Nœud 13 889.74 3.97 947.92 58.18 Nœud 14 891.39 4.86 948.07 56.68 Nœud 15 894 5.74 948.91 54.91 Nœud 16 896.99 4.72 949.08 52.09 Nœud 17 906.56 3.45 942.23 35.67 Nœud 18 905 6.88 944.16 39.16 Nœud 19 901.64 6.5 948.43 46.79 Nœud 20 897.89 7.43 948.18 50.29 Nœud 21 892.21 4.91 947.34 55.13 Nœud 22 895.35 3.97 948.03 52.68 Nœud 23 897.76 7.18 945.76 48 Nœud 24 895 3.41 945 50 Nœud 25 904.09 2.12 947.77 43.68 Nœud 26 904.62 3.18 947.5 42.88 Nœud 27 903.17 2.2 947.67 44.5 Nœud 28 896 4.02 945.25 49.25 Nœud 29 892.12 5.56 944.2 52.08 Nœud 30 898.32 7.89 943.15 44.83 Nœud 31 896.88 4.12 942.39 45.51 Nœud 32 893.95 5.17 942.53 48.58 Nœud 33 895.96 4.1 942.09 46.13 Nœud 34 901.15 2.74 940.52 39.37 Nœud 35 899.99 4.64 940.37 40.38 Nœud 36 899.65 5.34 939.34 39.69 Nœud 37 898.26 5.37 939.58 41.32 Réservoir

1 950 -172.83 952 2

Tableau IV9-: Etat des arcs du réseau après la simulation (Cas de pointe) :

ID Arc

Longueur

(m) Diamètre

(mm) Débit (l/s)

Vitesse (m/s)

Pert.Charge Unit.

(m/km)

�

�

Tuyau 1 362.67 369.4 100.77 0.94 1.79 Tuyau 2 285.68 147.6 18.16 1.06 6.75 Tuyau 3 131.67 147.6 14.71 0.86 4.58 Tuyau 4 116.54 101.6 12.66 1.56 21.67 Tuyau 5 16.74 101.6 11.56 1.43 18.31 Tuyau 6 139.5 101.6 9.5 1.17 12.75 Tuyau 7 432.2 83 3.93 0.73 6.8 Tuyau 8 244.24 67.8 1.67 0.46 3.89 Tuyau 9 337.57 101.6 5.31 0.65 4.4 Tuyau 10 347.27 101.6 8.6 1.06 10.62 Tuyau 11 10.53 115.4 6.36 0.61 3.29 Tuyau 12 378.2 101.6 9.58 1.18 12.95 Tuyau 13 250.64 147.6 18.24 1.07 6.8 Tuyau 14 384.84 147.6 11.22 0.66 2.79 Tuyau 15 95 184.6 15.19 0.57 1.64 Tuyau 16 149 184.6 29.73 1.11 5.6 Tuyau 17 207.25 369.4 67.34 0.63 0.85 Tuyau 18 203.47 230.8 23.45 0.56 1.22 Tuyau 19 130 147.6 13.35 0.78 3.84 Tuyau 20 337.4 230.8 31.87 0.76 2.14 Tuyau 21 110.7 230.8 25.59 0.61 1.43 Tuyau 22 120.88 115.4 8.58 0.82 5.68 Tuyau 23 219.2 290.8 70.82 1.07 3.01 Tuyau 24 339.1 184.6 40.31 1.51 9.85 Tuyau 25 37.4 290.8 68.7 1.03 2.84 Tuyau 26 44.6 230.8 43.49 1.04 3.79 Tuyau 27 183 147.6 23.01 1.34 10.45 Tuyau 28 246.2 147.6 -22.31 1.3 9.87 Tuyau 29 65.05 147.6 19.63 1.15 7.79 Tuyau 30 45.4 115.4 8.44 0.81 5.51 Tuyau 31 119.4 147.6 18.06 1.06 6.68 Tuyau 32 177.23 67.8 -1.99 0.55 5.28 Tuyau 33 247.72 115.4 13.03 1.25 12.22 Tuyau 34 206.6 147.6 15.27 0.89 4.91 Tuyau 35 65.41 83 5.25 0.97 11.54 Tuyau 36 56.65 115.4 8.3 0.79 5.34 Tuyau 37 107.7 83 2.95 0.55 4.06 Tuyau 38 141.2 83 6.37 1.18 16.45 Tuyau 39 373.6 147.6 18.51 1.08 6.99 Tuyau 40 375.6 101.6 7.17 0.88 7.61 Tuyau 41 375.66 147.6 14.49 0.85 4.46 Tuyau 42 255.95 57 1.35 0.53 6.13 Tuyau 43 22.65 147.6 17.9 1.05 6.57 Tuyau 44 307.87 147.6 20.64 1.21 8.54 Tuyau 45 140.64 67.8 2.05 0.57 5.6

�

�

Tuyau 46 176.07 67.8 3.83 1.06 17.4 Tuyau 47 140.84 115.4 9.86 0.94 7.32 Tuyau 48 285.2 67.8 3.54 0.98 15.1 Tuyau 49 331.62 101.6 7.15 0.88 7.57 Tuyau 50 219.73 45.2 0.98 0.61 10.54 Tuyau 51 1789 461.8 172.83 1.03 1.63 Tuyau 52 342.79 147.6 9.68 0.57 2.14

�

Fig. IV-6 : Réseau de distribution (cas de pointe)

Tableau IV-10: Etats des nœuds du réseau après la simulation (cas de pointe+incendie) :

ID Nœud

Altitude m

Demande LPS

Charge m

Pression m

�

�

Nœud 2 907.96 19.05 933.81 25.85 Nœud 3 906 1.1 932.31 26.31 Nœud 4 905.4 3.41 932.14 26.74 Nœud 5 904.45 6.55 930.93 26.48 Nœud 6 904 5.6 929.39 25.39 Nœud 7 896.69 7.18 931.88 35.19 Nœud 8 894.63 7.12 933.95 39.32 Nœud 9 891.69 4.13 938.44 46.75 Nœud 10 891.61 3.22 938.48 46.87 Nœud 11 888.32 6.67 944.15 55.83 Nœud 12 890.36 6.33 946.07 55.71 Nœud 13 889.74 3.97 947.26 57.52 Nœud 14 891.39 4.86 947.43 56.04 Nœud 15 894 5.74 948.33 54.33 Nœud 16 896.99 4.72 948.53 51.54 Nœud 17 906.56 3.45 935.86 29.3 Nœud 18 905 6.88 941.39 36.39 Nœud 19 901.64 6.5 947.72 46.08 Nœud 20 897.89 7.43 947.46 49.57 Nœud 21 892.21 4.91 946.61 54.4 Nœud 22 895.35 3.97 947.29 51.94 Nœud 23 897.76 7.18 944.49 46.73 Nœud 24 895 3.41 943.72 48.72 Nœud 25 904.09 2.12 946.84 42.75 Nœud 26 904.62 3.18 946.45 41.83 Nœud 27 903.17 2.2 946.7 43.53 Nœud 28 896 4.02 943.95 47.95 Nœud 29 892.12 5.56 942.84 50.72 Nœud 30 898.32 7.89 940.78 42.46 Nœud 31 896.88 4.12 940.36 43.48 Nœud 32 893.95 5.17 940.88 46.93 Nœud 33 895.96 4.1 940.09 44.13 Nœud 34 901.15 2.74 937.78 36.63 Nœud 35 899.99 4.64 937.61 37.62 Nœud 36 899.65 5.34 936.44 36.79 Nœud 37 898.26 5.37 937.16 38.9 Réservoir

1 950 -189.83 952 2

Tableau IV-11: Etat des arcs du réseau après la simulation (Cas de pointe+incendie) :

ID Arc

Longueur m

Diamètre mm

Débit LPS

Vitesse m/s

Pert.Charge Unit.

�

�

m/km Tuyau 1 362.67 369.4 113.23 1.06 2.22 Tuyau 2 285.68 147.6 32.03 1.87 19.33 Tuyau 3 131.67 147.6 28.58 1.67 15.63 Tuyau 4 116.54 101.6 9.53 1.18 12.83 Tuyau 5 16.74 101.6 8.43 1.04 10.24 Tuyau 6 139.5 101.6 7.72 0.95 8.7 Tuyau 7 432.2 83 2.75 0.51 3.56 Tuyau 8 244.24 67.8 2.85 0.79 10.19 Tuyau 9 337.57 101.6 6.38 0.79 6.14 Tuyau 10 347.27 101.6 9.57 1.18 12.93 Tuyau 11 10.53 115.4 7.16 0.68 4.08 Tuyau 12 378.2 101.6 10.38 1.28 15 Tuyau 13 250.64 147.6 19.45 1.14 7.65 Tuyau 14 384.84 147.6 11.86 0.69 3.09 Tuyau 15 95 184.6 15.83 0.59 1.76 Tuyau 16 149 184.6 30.97 1.16 6.04 Tuyau 17 207.25 369.4 71.88 0.67 0.96 Tuyau 18 203.47 230.8 23.94 0.57 1.27 Tuyau 19 130 147.6 13.92 0.81 4.14 Tuyau 20 337.4 230.8 35.17 0.84 2.56 Tuyau 21 110.7 230.8 26.78 0.64 1.55 Tuyau 22 120.88 115.4 8.55 0.82 5.63 Tuyau 23 219.2 290.8 82.79 1.25 4.02 Tuyau 24 339.1 184.6 50.4 1.88 14.93 Tuyau 25 37.4 290.8 80.67 1.21 3.83 Tuyau 26 44.6 230.8 53.58 1.28 5.57 Tuyau 27 183 147.6 24.89 1.45 12.09 Tuyau 28 246.2 147.6 24.9 1.46 12.1 Tuyau 29 65.05 147.6 20.25 1.18 8.25 Tuyau 30 45.4 115.4 8.11 0.78 5.13 Tuyau 31 119.4 147.6 18.96 1.11 7.31 Tuyau 32 177.23 67.8 2.4 0.67 7.4 Tuyau 33 247.72 115.4 14.26 1.36 14.44 Tuyau 34 206.6 147.6 11.48 0.67 2.92 Tuyau 35 65.41 83 3.8 0.7 6.42 Tuyau 36 56.65 115.4 7.8 0.75 4.77 Tuyau 37 107.7 83 4.09 0.76 7.31 Tuyau 38 141.2 83 6.55 1.21 17.3 Tuyau 39 373.6 147.6 22.36 1.31 9.91 Tuyau 40 375.6 101.6 8.12 1 9.55 Tuyau 41 375.66 147.6 15.8 0.92 5.22 Tuyau 42 255.95 57 2.69 1.06 21.38 Tuyau 43 22.65 147.6 19.42 1.13 7.63 Tuyau 44 307.87 147.6 22.16 1.29 9.74

�

�

Tuyau 45 140.64 67.8 1.51 0.42 3.23 Tuyau 46 176.07 67.8 3.93 1.09 18.22 Tuyau 47 140.84 115.4 10.58 1.01 8.32 Tuyau 48 285.2 67.8 3.66 1.01 16.01 Tuyau 49 331.62 101.6 7.79 0.96 8.85 Tuyau 50 219.73 45.2 1.58 0.98 25.09 Tuyau 51 1789 461.8 189.83 1.13 1.94 Tuyau 52 342.79 147.6 10.28 0.6 2.39

Fig. IV -7 : Réseau de distribution (cas de pointe+ incendie)

IV-9/Interprétation :

�

�

Nous constatons d’après ce calcul que les diamètres sont bien choisis, car ils donnent

des vitesses entre 0,5 et 1,5 m/s qui rentrent dans les normes,

Les pressions au niveau des nœuds sont acceptables, elles sont inférieur à la pression

admissible 6 bars (60 m).

Donc le réseau de distribution du POS peut fonctionner dans des meilleures conditions et

sans risque d’avoir des problèmes.

IV-10/Équipement du réseau de distribution :

IV-10-1/Type de canalisation :

Le réseau de distribution sera constitué d’un assemblage de tuyaux en PEHD, les

diamètres utilisés varient entre 63mm et 500 mm.

IV-10-2/Appareils et accessoires du réseau : [11]

Les accessoires qui devront être utilisé pour l’équipement du réseau de distribution sont les

suivants :

IV-10-2-1/Robinets vannes :

On distingue les robinets vannes à coin (à opercule) (figure IV-9) et les vannes papillon

(Figure IV-8).

Les robinets vannes à opercule sont des appareils de sectionnement qui doivent être

complètement ouverts ou fermés.

Les vannes papillon peuvent aussi bien servir pour le sectionnement que pour le réglage des

débits.

Fig. IV-8: vanne papillon Fig. IV-9: robinet vanne à coin

IV-10-2-2/Bouches ou poteau d’incendie :

�

�

Leur diamètre est normalisé à 100 ou 125 mm. Ils doivent être alimentés par des conduites

de même diamètre qui doivent assurer un débit minimal de 17 L/s sous 1 bar, la disposition du

réseau (réserve d’incendie) doit permettre aux pompiers de disposer de 120 m3.

IV-10-2-3/Ventouses :

Une accumulation d’air peut se faire aux points hauts d’une conduite. La poche d’air

provoque des perturbations qu’il s’agit d’éviter : diminution de la section, arrêt complet des

débits, diminution de la pression, coups de bélier.

L’évacuation de l’air se fait par l’intermédiaire d’une ventouse qui peut être à trois fonctions

ou à fonction unique.

Toutes ces ventouses sont disposées dans des regards visitables et leur bon fonctionnement

doit être vérifié périodiquement.

Ces ventouses, en dehors de la suppression des poches d’air en fonctionnement normal,

permettent également l’évacuation de l’air lors de la mise en eau de la canalisation et,

réciproquement, l’admission de l’air lors de la vidange provoquée de la canalisation, ce qui

permet d’éviter la mise en dépression de cette dernière.

Fig. IV-10: ventouse à fonction unique Fig. IV-11: ventouse à trois fonctions

IV-10-2-4/Bouche d’arrosage :

�

�

Ce sont des bouches situées aux alentours des jardins et dans les espaces verts.

IV-10-2-5/Clapets :

Les clapets ont un rôle d’empêcher l’eau en sens contraire de l’écoulement prévu.

On peut utiliser comme soupape pour éviter le choc à la forte pression.

IV-10-3/pièces spéciales de raccord :

� les Tés : on envisage des tés à deux ou trois emboîtements permettant le raccordement

des conduites présentant des diamètres différents.

� les coudes : utilisés en cas de changement de direction.

� Les cônes de réduction : ce sont des organes de raccord en cas de déférents diamètres IV-11/Conclusion :

Au cours de ce chapitre, on a déterminé les diamètres des tronçons en vérifiant les

vitesses au niveau des tronçons et les pressions au niveau des nœuds; pour assuré le bon

fonctionnement du réseau.

Après avoir fait une simulation pour l’année 2037, on a constaté que le réseau de distribution

de notre ville peut fonctionner normalement sans risque d’avoir des problèmes.

V-1/Introduction :

�

�

L'adduction d'eau regroupe les techniques permettant d'amener l'eau depuis sa source à

travers un réseau de conduites ou d'ouvrages architecturaux (aqueduc) vers les lieux de

stockage. Le terme adduction vient étymologiquement du latin : 'ad ducere' (mener ou

conduire vers, amener ...)

Le but de ce chapitre c’est le dimensionnement du système projeté de l’adduction qui

alimentera le POS B.

V-2/Choix du tracé : [14]

Le choix du tracé d’adduction doit tenir compte de certains impératifs que l’on se forcera

dans la mesure du possible de respecter.

� Le tracé doit être le plus court possible entre la zone de captage vers le

réservoir)

� Aux points hauts du tracé, peuvent se conformés des contentements d’air

difficile a évacuer ou des ventouses seront exigés ainsi apparaît la nécessité d’éviter autant

que possible les contres pentes.

� Eviter les profils horizontaux, qui peuvent perturber le régime d’écoulement

� Il serait préférable de suivre les accotements des routes, pour faciliter les

travaux ainsi que l’acheminement des matériaux.

� L’examen des conditions dans les quelles être établi cette canalisation, aussi

bien au point de vue technico-économique

V-3/Type d’adduction :

D’après leur fonctionnement, les adductions peuvent être classées en trois groupes :

� Adduction gravitaire ;

� Adduction par refoulement ;

� Adduction mixte.

V-3-1/Adduction gravitaire : [16]

Dans une adduction gravitaire le point de captage se situe à une altitude supérieure à

celle du réservoir de déserte de l’agglomération.

L’adduction gravitaire s’effectue, soit par aqueduc, soit par conduite forcée.

� Avec l’aqueduc, il fait appel à l’écoulement libre de l’eau (grâce a la pente)

� Avec les conduites forcées, il est fait appel à l’écoulement sous pression

�

�

V-3-2/Adduction mixte gravitaire-refoulement : [16]

Dans certaine cas, la topographie des lieux imposera une adduction mixte .ce pourra

être le cas lorsque la distance entre le captage et le réservoir est importante, ce qui suppose un

profile accidenté

Citons à titre d’exemple le cas de la fig. V-1 : Un réservoir R1 recevera l’eau provenant

de la conduite de refoulement SR1. L’eau s’écoulera en suite par gravité jusqu’au réservoir R2

Fig. V-1 : Adduction mixte

V-3-3/Adduction par refoulement [16]

Dans une adduction par refoulement le captage se situe à un niveau inferieure à celui

du réservoir d’accumulation. Les eaux de captage sont relevées par une station de pompage

dans une conduite de refoulement

V-3-4/Condition d’établissement de l’adduction par refoulement [16]

En vue de l’établissement de la conduite de refoulement, il y aura lieu de tenir compte

de certains impératifs que l’on s’efforcera dans la mesure du possible, de respecter.

Tout d’abord il est importe de cherche un profil en long aussi régulier que possible,

établi, de préférence, avec une rampe toujours dans le même sens vers le réservoir

d’accumulation.

-Il ya lieu d’éviter en effet les contres pentes qui au droit du point haut ainsi formé, peuvent

donner lieu, en exploitation, a des cantonnements d’air plus ou moins difficiles a évacuer.

�

�

Ainsi le tracé idéal est celui qui correspond a une rampe régulière de la station de pompage

vers le réservoir (fig. V-2- a)

Si le tracé ne peut être accepté que moyennant une succession de points hauts, des

cantonnements d’air seront à craindre en A et B (fig. V-2-b) et un ou plusieurs dispositifs anti-

bélier pourront être éventuellement installée.

Fig. V-2 : profil optimum d’un Adduction par refoulent

Par ailleurs dans un but d’économie du projet, il sera tenté d’ailleurs au meilleure

profil en long le tracé en plan le plut court, on y gagnera en frais de premier établissement

mais aussi en exploitation de la station, car les pertes de charge (et donc l’énergie consommé)

croissant avec la longueur

V-4/Choix des types des conduites : [14]

Le choix est porté sur les différentes conduites se fait en fonction de :

� Diamètre ;

� Pressions supportées ;

� Les conditions d’installation ;

� Les revêtements ;

� La disponibilité ;

� Du prix unitaire ;

� Du type de sol ;

� Ne pas omettre d’intégrer le coût de transport qui reste un paramètre important

� Les frais d’amortissement de la conduite varient dans le même sens que le diamètre de

celle ci, et dans les mêmes conditions du débit véhiculé ;

� Les frais d’exploitation qui seront inversement proportionnels au diamètre de la

conduite.

a-Profil idéal (régulièrement ascendant) ���profil quelconque�

�

�

Parmi les matériaux utilisés, nous pouvons citer: L’acier, la fonte, le béton, le PVC

(polychlorure de vinyle non plastifié) et le PE (polyéthylène) à haute densité PEHD ou à basse

densité PEBD.

Dans notre projet nous proposons d’utiliser les conduites de refoulement en PEHD avec

PN égale a 16 bars

�

�

A

C

B

���� ����

���� ����������

�������������

������������

��������

�����

������

�����

�������

�������

������

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�

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��������

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������

����������

����� ���

Fig. V-3: schéma général de l’adduction à partir des forages vers le réservoir R�

�

�

V-5/Conditions économique :

Du point de vue économique, la conduite de refoulement et de la station de pompage

sont dépendantes c’est à dire que :

Plus le diamètre de la conduite est petit pour un même débit à relever plus la perte de charge

sera grande d’où l’énergie dépensée sera importante.

Les frais d’exploitation de la station de pompage sont décroissants quand le diamètre

augmente, par suite la diminution des pertes de charge.

V-5-1/Choix du diamètre économique : [6]

Notre étude consiste à déterminer le diamètre économique depuis les forages vers le

réservoir .La détermination du diamètre économique est basée sur l’étude technico-

économique.

Il existe plusieurs formules qui donnent le diamètre économique qui sont : [6]

A- Formule de BRESSE :

QDéco ⋅= 50.1 (mm) , Q (m3/s)

B- Formule de BONNIN :

QDéco =

C- Formule de KOCH et VIBERT 1948 (conduites en fonte) :

46.0154.0)(547.1 Qf

eDéco ⋅⋅= (Pompage continu)

46.0154.0)(35.1 Qf

eDéco ⋅⋅= (Pompage de 10h/24h)

Avec : e : prix du kWh d’énergie.

f : prix de 1kg de fonte.

D- Formule de MUNIER 1961 :

QnDéco ⋅⋅+= )02.01(

Avec : n : nombre d’heures de pompage.

Q : débit en (m3/s).

�

�

G- Autre formule pour déterminé le diamètre économique:

mméco QED +

++ ⋅= α

βα

11

Remarque :

Dans notre cas, en utilisant la formule ci-dessus pour le calcule d’adduction :

: exposant tenant compte le régime d’écoulement ;

E : facteur économique incluant les caractéristiques économiques y compris certain exposant

hydraulique.

σδ ⋅⋅⋅= ME 10

M : facteur tenant compte du matériau de la canalisation.

σ : Prix de KWh.

δ : Coefficient dépendant de l’irrégularité de la consommation et le régime de travail de la

station de pompage.

Le coefficient δ est donné par la relation suivante :

hj KKK **

1

0

=δ

K0 : coefficient d’augmentation annuelle de la consommation d’eau : (K0=1,03 a 1,04);

Kj : coefficient de variation journalière de la consommation : (Kj =1,1 a 1,3);

Kh : coefficient de variation horaire de la consommation qui dépend de la courbe de

consommation.

K0 = 1.04 ; Kj =1.3 ; Kh = 1.5345

482.05345.1*30.1*04.1

1==δ

Sachant que le prix d’énergie (d’après SONALGAZ) est de :

� 06h au 17h : σ =1,34DA/KWh.

� 17h au 21h : σ = 6,06 DA/KWh.

� 21h au 06h : σ =0,74 DA/KWh.

Puisque notre pompe est fonctionnée dans les heures ou le prix de KWh est moins cher

c'est-à-dire de 4 h a 17 h et de 21 h a 00.00 h donc en prend la moyenne des deux périodes

c'est-à-dire de 06h au 17h et 21h au 06h

D’où σ = 1,04 DA/ KWh.

�

�

Tableau V-1 : valeur de M en fonction du type de matériau :

������ ��

!"#$�� � ��

%&'($� ����

!�#�'($�"#�$'(� ����

)*��(#+�$� ����

D’âpres le tableau M=0.13

Tableau : V- 2 : valeurs de αααα , m et � :

������ ,� �� -�

!"#$�� ���� ����.����� �� �.����

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!�#�'($�"#�$'(� �� �� ��� � �����

)*��(#+�$� �� �� ���� ���

Étant donné que le choix du type de la conduite d’adduction est en PEHD qui fait partie des

conduites plastique d’où :

� = 1.95, = 1.77 et m = 4.774.

Donc E = 10*0.13*0.482*1.04 = 0.6517.

La formule du diamètre économique sera :

412.09383.0 QDéco ⋅=

V-5-2/Formule de du diamètre le plus avantageux dans le cas de refoulement gravitaire:

Dans ce cas, nous parlons du diamètre le plus optimal et de la vitesse la plus adéquate.

L’équation du Darcy dans le régime turbulent est donnée par :

52

2

2

16

Dg

Qlh

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅=∆

π

λ

D’une façon générale :

n

B

D

Qlkh

⋅⋅=∆

n

B

n

B

ZZ

Qlk

h

QlkD

21 −

⋅⋅=

∆

⋅⋅=�

Z1 et Z2 : désignent les cotes piézométriques connues.

�

�

Tableau V-3 : Valeur des coefficients k, n et B :�

������ /� '� ��

!"#$�� �� �.������ ����.����� �� �.����

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!�#�'($�"#�$'(� ����� ��� � �����

)*��(#+�$� ����� ���� ���

Pour les conduites en plastique cas de PEHD:

774.4

77.1001052.0

h

QlD

∆

⋅⋅=

Tableau V-4 : Calcul des Diamètres économique et des vitesses

Tronçon Débit (l/s) Dcal (m) Dinter(mm) Dnor (mm) V (m/s)

BDJ1-A 50 0.27309727 257.8 315 0.95837289

BDJ2-A 17 0.17510021 163.6 200 0.8091195

BDJ4-A 16 0.17078084 163.6 200 0.76152423

BDJ8-A 15 0.16629964 163.6 200 0.71392897 A-B 98 0.36035194 409.2 500 0.74556441

BDJ6-C 25 0.20525465 204.6 250 0.76078001

BDJ5-C 32 0.22722887 257.8 315 0.61335865

B-C 57 0.28824525 257.8 315 1.0925451

B-R 155 0.43526964 409.2 500 1.17920902

Avec :

D cal : diamètre calculer (m);

D intérieur diamètre intérieur (mm) ;

D nor : diamètre normalisé (mm) ;

V : vitesse (m/s).

L'utilisation simultanée de ces deux relations fournit l ' intervalle des

diamètres optimaux.

V-6/Les conduites de la Colonne montante :

V-6-1/Définition de la Colonne montante :

La colonne montante est constituée de tubes assemblés selon la place disponible dans

le forage, soit par des brides soudées aux tubes. Soit par des manchons taraudés se vissant sur

les extrémités filetés des tubes.

�

�

Les tubes sont généralement en acier de forte épaisseur pour des raisons de longévité

face au risque de la corrosion plus que pour des réactions chimique.

V-6-2/Dimensionnement de la Colonne montante :

Pour dimensionner la conduite de la colonne montante, on doit imposer des diamètres tel

que la vitesse doit être environ de 3 m/s et inférieur à 5 m/s.

. D = v

Q

.

4

π

D’où : Q= débit refoulé (m3/s)

V= vitesse de refoulement (3 ÷5) m/s

- On peut calculer la langueur de la conduite de la colonne montante à l’aide de la formule

suivante :

Lcm = Cf – CND +0.5 d’ou.

Lcm: La longueur de la colonne montante,

Cf: côte du forage ;

CND: côte du niveau dynamique ;

�

�

Tableau V -5 : Calcul du diamètre de la conduite de la colonne montante :

Forage Q (l/s) (Ø mm) (V m/s)

BDJ1 50 150 2.83085633

BDJ2 17 100 2.1656051

BDJ4 16 100 2.03821656

BDJ5 32 125 2.6089172

BDJ6 25 100 3.18471338

BDJ8 15 100 1.91082803

Tableau V- 6:longueurs de la conduite de la colonne montante :

Forage Cf(m) CND(m) H security(m) Lcm(m)

BDJ1 895 835 0.5 60.5

BDJ2 895 839 0.5 56.5

BDJ4 925 848 0.5 77.5

BDJ5 895 827 0.5 68.5

BDJ6 915 865 0.5 50.5

BDJ8 940 880 0.5 62.5

V-7/Calcul de la hauteur manométrique totale:

La hauteur manométrique totale représente la somme de la hauteur géométrique (Hg), des

pertes de charges totales de refoulement (HTR) et des pertes de charges à l’aspiration (�Hasp)

HMT = Hg+�HTR +�Hcm + �Hasp

Avec :

Hg : Hauteur géométrique :

�HTR : La somme des pertes de charge sur toute la longueur de refoulement

�Hasp : pertes de charges à l’aspiration

�Hcm : la somme des pertes de charge de conduite de la colonne montante

V-7-1/Hauteur géométrique (Hg) :

Hg = (Cr – Cf) + (Hr + 0, 5) + (ND + Hs)

D’ou:

Cr: Cote du radier de réservoir

Hr: Hauteur d’eau dans le réservoir.

�

�

Hs : profondeur de sécurité de la pompe (0,5 ÷ 2m)

En prend Hs = 0,5 m

ND : Niveau dynamique du forage.

0,5: Hauteur de sur verse.

Tableau V-7 : calcule des hauteurs géométriques :

Forage Cr Cf Hr Hsurverse. Hsecurity ND Hg BDJ1 950 895 6 0.5 0.5 60 122 BDJ2 950 895 6 0.5 0.5 56 118 BDJ4 950 925 6 0.5 0.5 77 109 BDJ5 950 895 6 0.5 0.5 68 130 BDJ6 950 915 6 0.5 0.5 50 92 BDJ8 950 940 6 0.5 0.5 60 77

V-7-2/La perte de charges :

V-7-2-1/Perte de charge linéaire :[16]

Due au frottement des molécules liquide entre elles et celle de la paroi du conduite

V-7-2-1-1/Formule de DARCY – WEISBACH: [16]

La perte de charge J est définie par la formule universelle suivante

Soit une perte charge par mètre linéaire de la conduite

gD

Vj

2

2

⋅

⋅=

λ

Avec : λ : Coefficient de perte de charge

L : longueur du tronçon examiné (m).

V : vitesse moyenne (m/s).

A/Formules générales pour déterminer le Coefficient de perte par frottement λ : [16]

Ecoulement laminaire :

�

�

λ =64/Re pour une conduite de forme circulaire : formule de Poiseuille ;

λ = 96/Re pour une conduite de forme rectangulaire.

A-1/Ecoulement turbulent :

A-2/Formule de Colebrook -White : [16]

���

����

�⋅+

⋅⋅−=

D

KsLog

*7.3Re

51.22

1

λλ

Avec D : diamètre de la conduite (m) ;

Re : nombre de Reynolds sans unité ;

Ks : la rugosité de la paroi (mm).

Tableau V-8 : rugosité de la paroi en fonction de type de matériaux :

matériaux Ks (mm) Matériaux Ks (mm) -Acier neuf revêtement plastique Revêtement lisse nom poreux -Font neuve Revêtement bitume Revêtement ciment -Plastique

0.1 0.03 0.03 0.1-1 0.03-0.2 0.03-0.1 0.03-0.1

Laiton-cuivre plombe Aluminium neuf Béton neuf centrefigé Neuf/moules lisses Neuf/moules grossières Fibro-ciment neuf Grés vernissé

0.01 0.015-0.06 0.03 0.2-0.5 1.0-2.0 0. 03-0.1 0.1-1

Il ya d’autre formule telle que

A-3/Formule de Nikuradsé: [17]

=λ2

86,014,1−

��

���

���

�−

D

KLn

D’ou

K : la rugosité

D : diamètres des tançons de forage vers le réservoir.

A-4/Formule d’ACHOUR : [17]

�

�

��

�

�

��

�

�+⋅−=

97.6

Re

Re

5.47.32

1LogdLog

ε

λ

Avec : �: Rugosité absolue (m).

D : Diamètre de la conduite (mm).

Re : nombre de Reynolds, qui donne par la formule suivant :

ν

DV ⋅=Re

ν ���viscosité cinématique

Dans notre cas on utilisant la formule d’Achour

A-5/Formule d’ALTCHULE : [17]

25.0

Re

6811.0 �

�

���

�+⋅=

d

ελ

Remarque : dans notre cas on utilisant la formule d’ALTCHULE pour déterminer les

Coefficient de perte par frottement λ

V-7-2-2/Perte de charge singulière : [16]

Les pertes de charge singulière sont dues à la singularité brusque (changement de la

direction, de la forme de la section transversale, ou appareils divers intercalés dans

l’installation)

A/Calcul du coefficient de perte de charge locale (singulière) k :

Le coefficient de perte de charge locale est calculé pour une résistance locale donnée,

avec la perte de charge locale est :

g

ukhs

2

²⋅=∆

Ou k : le coefficient de perte de charge locale pour une résistance locale donnée.

V : vitesse moyenne (m/s) ;

�

�

�hc : la perte de charge locale (m)

A-1/Départ d’une conduite à partir d’un réservoir :

Dans le cas d’un Départ d’une conduite a partir d’un réservoir k=1/2

Fig. V- 4 : Départ d’une conduite à partir d’un réservoir

A-2/Cône divergent

Avec k= (4/3)*tg

Fig. V-5 : Cône divergent

A-3/Cône convergent

= H1+ H2

Fig. V-6 : Cône convergent

Perte par frottement : H1=X. H-1

0��

0��

0��

0��

�

�

Avec H-1perte de charge linéaire dans un tuyau de même longueur et de section égale a la

grande section :

Ou n=D/4

Perte par décollement H2=k2* /2*g)

Tableau V-9 : valeur de K2en fonction de l’angle :

Valeur de K2

N=L/d 1.15 1.25 1.5 1.75 2 2.5 60

80

100

150

200

0

0.006 0.009 0.012 0.022 0.045 0.28

0.018 0.028 0.04 0.07 0.12 0.25

0.3085 0.138 0.20 0.344 0.60 1.25

0.23 0.373 0.53 0.934 1.73 3.4

0.5 0.791 1.05 1.98 3.5 7.0

1.5 2.42 3.4

6.07 11 -

A-4/Coude

A-4-1/Coude arrondie �

�

Fig. V-7 : coude arrondie

Tableau V-10 : valeur de K (coude arrondie) :

Valeur de k (coudes arrondis) r/D 1 1.5 2 3 4

220 450

600

900

1350

0.11 0.19 0.25 0.33 0.41 0.48

0.10 0.17 0.22 0.29 0.36 0.43

0.09 0.16 0.21 0.27 0.35 0.42

0.08 0.15 0.20 0.26 0.35 0.42

0.08 0.15 0.19 0.26 0.35 0.42

�

�

1800

A-4-2/Coude brusque

Fig. V-8 : Coude brusque

Tableau V-11 : Valeur de K (coudes brusques) :

Valeur de K coudes brusques

2205 300 450 600 750 900

k 0.17 0.20 0.40 0.70 1.0 1.50

Le tableau ci-dessus donnent le coefficient de perte de charge singulière mais il est préférable de retourner aux table des fabriquant pour plus de précision

A-5/Vanne tournant ou papillon

Fig. V-9 : vanne tournante

Tableau V-12 : Valeur de k (vannes tournantes ou papillons) :

Valeur de k (vannes tournants ou papillons)

0-50 100 200 300 400 450 500 600 700

k 0.25-0.3 0.52 1.54 3.91 10.8 18.7 32.6 118 751

A-6/Diaphragmes

0��

�

�

Pour Re 105

Fig. V-10 : diaphragme

V-7-3/Calcule des pertes de charges :

V-7-3-1/Pertes de charges linéaires : sont déterminé par la formule DARCY –

WEISBACH :

Soit une perte charge par mètre linéaire de la conduite

gD

Vj

2

2

⋅

⋅=

λ

Avec : λ : Coefficient de perte de charge

V : vitesse moyenne m/s.

=j. L.

L: La longueur de la conduite de refoulement

L = 0.5 + Heau+ LF.R

D’où : 0,5 est la hauteur de surverse

- Heau : La hauteur d’eau dans le réservoir H eau= 6 m

- L F.R: la longueur entre le forage et le réservoir.

�

�

V-7-3-2/Pertes de charges singulières :

Sont estimées de (10 a 15%) de pertes charges linéaires et on prend 15 %

Donc : �hS=15% = 0.15 = 0.15

Avec :

: pertes de charges linéaires sur toute la longueur de la conduite de refoulement

�HS : pertes de charges singulières sur toute la longueur de la conduite de refoulement

L : longueur de la conduite de refoulement

V-7-3-3/Pertes de charges du coté aspiration :

Pertes de charges du coté aspiration sont estimées à 0.50 m.

V-7-4/Calcul de la hauteur manométrique pour chaque forage :

Tableau V-13: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ1-A -B -R :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ1-A 50 257.8 0.9584 247068.5 0.0150757 40 0.1095 0.0164 0.1259

A-B 98 409.2 0.7456 305085 0.0141235 5041 4.9294 0.7394 5.6688

B-R 155 409.2 1.1792 482532.3 0.0129112 428 0.9571 0.1436 1.1007

total 5.9960 0.8994 6.8954

Tableau V-14: perte de charge de conduite de la colonne montante :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m) BDJ1 �� 150 2.8309 ���������� ���� �� 60.5 ������ ������ �����

V-7-4-1/Calcul de la hauteur manométrique pour le forage BDJ1:

HMT = Hg+�HTR +�HCM + �Hasp

HMT =122+6.8954+2.7276+0.5=132.1 (m)

Tableau�V-15��pertes de charges des conduites de refoulement BDJ2-A -B -R :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ2-A 17 163.6 0.8091 132372 0.0174682 41 0.1461 0.0219 0.1680

A-B 98 409.2 0.7456 305085 0.0141235 5041 4.9294 0.7394 5.6688

�

�

B-R 155 409.2 1.1792 482532.3 0.0129112 428 0.9571 0.1436 1.1007

total 6.0326 0.9049 6.9375

Tableau�V-16��Perte de charge de la conduite de la colonne montante :�

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ2 17 100 2.1656 216560.51 0.0165628 56.5 2.2369 0.3355 2.5724

V-7-4-2/Calcul de la hauteur manométrique pour le forage BDJ2:

HMT = Hg+�HTR +�HCM + �Hasp

HMT =118+6.9375+2.5724+0.5=128 (m)

Tableau V-17: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ4-A -B -R :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ4-A 16 163.6 0.7615 124585.4 0.0176847 2380 7.6043 1.1406 8.7449

A-B 98 409.2 0.7456 305085 0.0141235 5041 4.9294 0.7394 5.6688

B-R 155 409.2 1.1792 482532.3 0.0129112 428 0.9571 0.1436 1.1007

total 13.4908 2.0236 15.5144

Tableau�V-18��Perte de charge de la conduite de la colonne montante :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ4 16 100 2.0382 203821.66 0.0167187 77.5 2.7435 0.4115 3.1550

V-7-4-3/Calcul de la hauteur manométrique pour le forage BDJ4:

HMT = Hg+�HTR +�HCM + �Hasp

HMT =109+15.5144+3.1550+0.5=128.2 (m)

Tableau�V-19��pertes de charges des conduites de refoulement BDJ8-A -B -R :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ8-A 15 163.6 0.7139 116798.8 0.0179207 2070 5.8905 0.8836 6.7741

A-B 98 409.2 0.7456 305085 0.0141235 5041 4.9294 0.7394 5.6688

B-R 155 409.2 1.1792 482532.3 0.0129112 428 0.9571 0.1436 1.1007

total 11.7770 1.7666 13.5436

Tableau V-20: Perte de charge de la conduite de la colonne montante :�

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ8 15 100 1.9108 191082.8 0.0168902 62.5 1.9645 0.2947 2.2592

V-7-4-4/Calcul de la hauteur manométrique pour le forage BDJ8 :

�

�

HMT = Hg+�HTR +�HCM + �Hasp

HMT =77+13.5436+2.2592+0.5=93.3 (m)

Tableau�V-21: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ6-C -B -R :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ6-C 25 204.6 0.7608 155655.6 0.0167264 1140 2.7493 0.4124 3.1617

B-C 57 257.8 1.0925 281658.1 0.0147009 3747 12.9994 1.9499 14.9493

B-R 155 409.2 1.1792 482532.3 0.0129112 428 0.9571 0.1436 1.1007

total 16.7058 2.5059 19.2117

Tableau�V-22��Perte de charge de la conduite de la colonne montante :

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ6 25 100 3.1847 318471.34 0.0156862 50.5 4.0950 0.6142 4.7092

V-8-4-5/Calcul de la hauteur manométrique pour le forage BDJ6:

HMT = Hg+�HTR +�HCM + �Hasp

HMT =92+19.2117+4.7092+0.5=116.4 (m)

Tableau V-23� pertes de charges des conduites de refoulement BDJ5-C -B -R���

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ5-C 32 257.8 0.6134 158123.9 0.0165112 273 0.3353 0.0503 0.3856

B-C 57 257.8 1.0925 281658.1 0.0147009 3747 12.9994 1.9499 14.9493

B-R 155 409.2 1.1792 482532.3 0.0129112 428 0.9571 0.1436 1.1007

total 14.2918 2.1438 16.4355

Tableau V-24��Perte de charge de la conduite de la colonne montante :�

tronçon Q(l/s) Ø(mm) V(m/s) Re �(m) L(m) �HL(m) �hs(m) �HT(m)

BDJ5 32 125 2.6089 326114.65 0.0152408 68.5 2.8974 0.4346 3.3320

V-7-4-6/Calcul de la hauteur manométrique pour le forage BDJ5:

HMT = Hg+�HTR +�HCM + �Hasp

HMT =130+16.4355+3.3320+0.5=150.2 (m)

�

�

Tableau V-25:caractéristiques des forages :�

������� ����� ������

� �����������

������

� ���������

������

�������������

���� �

������� !�����

BDJ1 895 48 60 50 "#$%"�

BDJ2 895 48 56 17 "$&�

BDJ4 925 65.07 77 16 "$&%$�

BDJ5 895 47 68 32 "'(%$�

BDJ6 915 32 50 25 "")%��

BDJ8 940 46 60 15 *#%#�

V-8/Choix des pompes :

V-8-1/Définition :

Une pompe, est un appareil transformateur d’énergie mécanique du fluide en énergie de

pression hydraulique (énergie cinétique)

La pompe est destinée à transformer l’énergie donnée par le moteur d’entraînement en

énergie hydraulique en projetant de l’eau en périphérie et par la suite un écoulement continu

de la veine liquide. L’aspiration du liquide continu dans le réservoir est faite à très faible

dépression, la pompe est alors produit un débit

V-8-2/Différentes types de pompe centrifuges :

Il existe une nuée de pompes centrifuges. On peut les classer suivant plusieurs manières

notamment

Classification tenant compte du nombre de roue.

� pompes monocellulaires ;

� pompes multicellulaires ;

Selon la forme des aubes de la roue, on distingue :

� roue à aubes ;

� roue à canaux.

Selon la forme du corps de la pompe :

� pompes à volute ou colimaçon ;

�

�

� Pompes à diffuseur circulaire.

Et en fonction de la position de l’axe ;

� pompes à axe horizontal ;

� pompes à axe vertical.

Sens de rotation

� pompe à sens direct;

� pompe à sens inverse.

V-8-3/Choix d’une pompe :

Il est établi tout en respectant les conditions suivantes :

� Le débit et la hauteur manométrique totale doivent être assures ;

� Durant son fonctionnement, la pompe doit garder un rendement optimal ;

� Assurer un espacement de 05cm entre le forage et la pompe pour faciliter le montage

et le démontage de la pompe.

Donc pour le meilleur choix de la pompe il faut :

� Un meilleur rendement ;

� Puissance absorbée minimale.

Remarque

Nous avons choisi des pompes immergées, tant qu’elles présentent les avantages suivants :

Commodité d’installation.

� Le refroidissement du moteur est assuré par la circulation de l’eau ;

� On peut s’en servir pour des hauteurs importantes ;

� Ne nécessite pas d’entretiens ;

� Ne pose pas le problème d’amorçage.

V-8-4/Courbe caractéristique d’une canalisation de refoulement : [18]

�

�

Connaissant les caractéristiques d’une canalisation équipant une pompe (longueur,

diamètre, rugosité des parois) et des accessoires qui s’y trouvent intercalés, il est possible de

calculer, pour différents débits Q possibles qui la traversent, la perte de charge totale j qui

résulte (pour l’ensemble de la canalisation d’aspiration et de la canalisation de refoulement).

On peut traduire résultats en traçant avec l’axe des abscisses et l’axe des ordonnées H

en fonction du Q

Fig. : V-11 : courbe caractéristique d’une canalisation de refoulement [18]

Ordonnée à l’origine OA représente la hauteur géométrique d’élévation.

Cette courbe constitue la courbe caractéristique de canalisation considérée.

Si les hauteurs géométriques d’aspiration et de refoulement de la conduite restent

constantes en fonction du débit, on obtient une courbe AB dont l’ordonnée et en chaque point

la somme de la hauteur géométrique d’élévation et de la perte de charge j.

V-8-5/Courbe caractéristique d’une pompe : [14]

Elle représente la variation de la hauteur manométrique totale d’élévation susceptible

d’être fournie par la pompe en fonction du débit.

Cette courbe est sensiblement une parabole plongeante appelée : Q-H

Le point de rencontre de la courbe (Q-H) avec l’axe des ordonnées est le point à débit nul

(M)

On ne l’appelle point à vanne fermée ou encor point de barbotage.

�

�

Fig. V-12: Courbe caractéristique d’une pompe. [14]

V-8-6/Point de fonctionnement d’une pompe centrifuge : [18]

Point de fonctionnement d’une pompe centrifuge en service sur un réseau de

canalisations donné. Une seule pompe débitant sur une conduite unique et la hauteur

géométrique d’élévation ne varie pas en fonction du débit

Fig. V- 13 : Pompe en service sur une conduite unique [18]

Soit, dans le système d’axes (H, Q) :

OA : la hauteur géométrique d’élévation supposée constante,

(AB) : la caractéristique de l’ensemble des canalisations d’aspiration et de refoulement,

(C) : la caractéristique H (Q) de la pompe à la vitesse N donnée.

(C) coupe (AB) au point M qui est le point de fonctionnement de la pompe sur la

conduite donnée.

�

�

V-8-7/Caractéristiques des pompes choisies :

V-8-7-1/Caractéristique de la 1ère pompe (Forage BDJ1)

�

�

V-8-7-2/Caractéristique de la 2ème pompe (forage BDJ2)

�

�

V-8-7-3/Caractéristique de la 3ème pompe (forage BDJ4)

�

�

V-8-7-4/Caractéristique de la 4ème pompe (forage BDJ5)

�

�

V-8-7-5/Caractéristique de la 5ème pompe (forage BDJ6)

�

�

V-8-7-6/Caractéristique de la 6ème (pompe forage BDJ8)

�

�

V-9/Conclusion :

Dans ce chapitre, nous avons étudié le système de l’adduction qui assure le remplissage

du réservoir 2000 m3 du POS B de la ville D’Oum Bouaghi

Cette dernière est caractérisé par :

Le calcul des diamètres économique pour chaque partie d’adduction, la totalité des

pertes de charge le long du trajet, les différents caractéristiques des pompes nécessaires

assurant un bon fonctionnement à l’aide du logiciel (CAPRARI).

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

VI-1/Définition : [3]

Le coup de bélier est un phénomène oscillatoire dont les causes les plus fréquentes

sont les suivantes :

� Arrêt brutal, par disjonction inopinée, d’un ou de plusieurs groupes électropompes

alimentant une conduite de refoulement débitant sur un réservoir, démarrage d’une pompe ;

� Fermeture instantanée ou trop rapide d’une vanne de sectionnement ou d’un robinet

d’obturation placé en bout d’une conduite d’adduction.

Les conduites de refoulement doivent toujours être examinées du point de vue protection

contre les coups de bélier. Il en sera de même pour les conduites d’adduction dont le débit se

trouve réglé à l’aval par un robinet dont les caractéristiques de fermeture sont connues.

Le coup de bélier, dont la brutalité est susceptible d’entraîner des ruptures de tuyaux, peut

atteindre, nous le verrons, des valeurs très élevées pouvant être égales à plusieurs fois la

pression de service sur les réseaux à basse pression.

Il est donc de toute première importance d’étudier des moyens propres à limiter ses effets

puisqu’il en résultera une économie dans la construction des tuyaux, lesquels sont calculés,

notamment, pour résister à une pression intérieure donnée.

VI-2/risques dus aux coups de bélier :

En pratique les risques dus au coup de bélier sont importants

� Risque de forte pression :

Les surpressions dues aux coups de bélier peuvent être engendrées aux plus de la pression

initiale si leur somme dépasse la pression maximale admissible de la conduite il peut y avoir

fissuration de cette dernière et dislocation des points.

� Pression négative :

Cette pression peut apparaître soit après une forte surpression, soit à la suite d’un arrêt

instantanée d’une pompe si cette pression devient inférieure à 10 m.c.e , il produit une poche

de cavitation. Des conséquences néfastes peuvent être dans la conduite à la suite de cette

pression négative, telle que l’implosion de la conduite, l’aspiration des joints et le décollement

de l’enduit de protection interne.

�

�

� Fatigues des conduites :

Le passage successif d’une surpression à une dépression et inversement peut

provoquer la fatigue des conduites ce phénomène est très compliqué dans le cas ou les

conduites sont enterrées.

VI-3/Moyens de protection contre le coup de bélier :

Les moyens de protection appelée couramment appareils anti-bélier, ne peuvent

supprimer le coup de bélier, mais seulement ils diminuent son intensité par atténuation des

surpressions et de dépressions, il en résulte, donc une économie dans la construction des

tuyaux lesquels sont calculés notamment pour résister à une pression intérieure donnée.

Les appareils les plus utilisées sont :

� Les volants d’inertie qui interviennent dans la protection contre les dépressions ;

� Les soupapes de décharge qui interviennent dans la protection des surpressions ;

� Les réservoirs d’air et les cheminées d’équilibre qui interviennent à la fois dans la

protection contre les dépressions et les surpressions.

VI-3-1/ volants d’inertie :

Le volant d’inertie calé sur l’arbre du groupe constitue l’un de ces moyens grâce à

l’énergie qu’il accumule pendant la marche normale.

Le volant d’inertie la restitue au moment de la disjonction et permet ainsi d’allonger le

temps d’arrêt de l’ensemble donc de diminuer l’intensité du coup de bélier.

VI-3-2/Soupapes de décharges :

Les soupapes de décharges sont des équipements mécaniques qui s’ouvrent pour

réduire la surpression à une valeur acceptable.

Ces dispositifs sont généralement constitués d’une soupape maintenue par un ressort

dont la pression est ajustée à une valeur légèrement supérieur (5%) à la pression maximale

d’opération. L’ouverture de la soupape laisse passer un débit qui doit être évacué à l’extérieur.

Ce type de soupape est inefficace pour protéger les conduites contre la dépression et la

cavitation.

�

�

Fig. VI-1: Soupape de décharge

VI-3-3/réservoir d’air :

Les réservoirs d’air sont des réservoirs dans lesquels le volume d’eau est équilibré par

la pression de fonctionnement en régime permanent. Cette réserve d’eau permet de réduire les

pressions en refournissant une quantité d’eau demandée par la dépression sous forme d’un

débit contrôlé par un orifice, une tuyère ou un clapet percé.

Il est en effet essentiel d’introduire dans le système un amortissement fonte de quoi, les

oxydations dureraient sur une longue période, l’expérience à démontré qu’il est préférable

d’avoir une plus grande perte de charge au retour qu’à l’aller, dans le sens du réservoir vers la

conduite.

Donc le réservoir d’air a l’avantage de protéger l’installation, aussi bien contre la

dépression que contre la surpression.

Fig. VI-2: réservoir d’air

�

�

VI-3-4/cheminées d’équilibre :

A la place d’un réservoir d’air sous pression, il peut être établi à la station de

pompage .un réservoir à l’air libre appelé cheminée d’équilibre cette cheminée jouera le

même rôle mais dans le cas de hauteurs de refoulement même moyennes on arrive rapidement

à des ouvrages d’art importants puisque l’eau s’élèvera déjà en régime normal à la hauteur

géométrique augmentée des pertes des charges.

Remarque :

Dans ce projet, nous proposerons comme moyen de protection un réservoir d’air.

VI-4/Analyse physique du phénomène du coup de bélier : [3]

Survient l’arrêt brusque où instantané, quatre phases peuvent être envisagées :

VI-4-1/Phase 01 :

Une onde de dépression prend naissance au départ de la pompe et se propage jusqu’au

réservoir à une vitesse où célérité désignée par a.

Si la distance entre la pompe et le réservoir est : L, le temps mis par cette onde pour atteindre

le réservoir est a

L.Au bout de ce temps, la conduite est en dépression sur toute sa longueur et

l’eau alors immobile.

VI-4-2/Phase 02 :

Par suite de son élasticité la conduite reprend son diamètre primitif et cela de proche

en proche, on considère les tranches successives à partir du réservoir. L’eau revient alors dans

la conduite et au bout d’un nouveau temps a

L c'est-à-dire à

a

L2 depuis l’origine du

phénomène toute l’eau est redescendue mais va se trouver arrêtée par le clapet de la pompe

qui entre temps s’est fermé.

VI-4-3/Phase03 :

En raison de cet arrêt la première tranche en contact avec le clapet va se trouver

comprimée entraînant une dilatation de la conduite le tranchet qui suivent vont subir le même

sort avec la même conséquence pour la conduite l’onde de pression gagnant de proche on

proche, dans le sens pompe réservoir, tout la canalisation. Au bout d’un nouveau temps a

L

c’est-à-dire à a

L3 depuis l’origine toute la conduite sera dilatée avec une eau sur pressée

immobile.

�

�

VI-4-4/Phase 04 :

Grâce à l’élasticité de la conduite celle-ci agissant à la manière d’un ressort reprend de

proche en proche à partir du réservoir et en allant vers la pompe, son diamètre primitif.

Les tranches d’eau successives reprenant leurs dimensions premières au bout d’un nouveau

temps a

L c’est-à-dire à

a

L4 depuis l’origine nous nous retrouvons dans la même situation

qu’au moment de l’arrêt brusque de la pompe la période du mouvement est donca

L4.

VI-5-1/Calcul de la célérité d’ondes :

La célérité est la vitesse de propagation des ondes .Elle est donnée par la formule suivante :

(m/s)

e

DK48,3

9900a

+

=

Où D : diamètre intérieur de la conduite en (m).

E : épaisseur du tuyau en (m).

K : coefficient dépendant du matériau constituant la canalisation.

Tableau VI-1: coefficient k pour divers matériaux [16]

Matériau Acier Fonte L’Asbest

ciment Béton Plombe P.V.C P.E.H.D P.E.B.D

K 0,5 1 4 5 7 35 70 300

VI-5-2/ valeur maximale du coup de bélier « b » :

b = gs

aVo

Avec : b : la valeur maximale du coup de bélier. a : célérité.

Vo : vitesse d’écoulement.

g : accélération de la pesanteur = 9.81m/s2.

• Cas de la surpression :

(m) 0max

g

aVHgH +=

• Cas de la dépression :

(m) 0g

aVHgH −=min

�

�

VI-6/Méthodes de calcul du réservoir d’air :

VI-6-1/Méthode de VIBERT :

Le calcul est basé sur l’abaque de VIBERT qui donne le volume U0 de l’air contenu

dans la cloche sous un régime de marche à la vitesse V0.

En marche normale les caractéristiques de l’air dans le réservoir sont données par Z0 et

Zmax.

Z0 : pression absolue (hauteur géométrique de refoulement +10 m).

Zmax : pression absolue relative à la surpression.

L’expression donnant U0 est la suivante :

)/(.

2 00

02

0ZZf

LS

gZ

VU =

U0 : volume de l’air en (m3)

V0. : Vitesse d’écoulement (m /s)

L : longueur de la conduite en (m)

S : section de la conduite en (m)

La charge statique absolue :

Z0=Hg+ 10 La charge maximale absolue :

Zmax= PN+10.

Remarque :

La méthode de VIBERT est une méthode graphique simplifiée de détermination du

volume du réservoir d’air ; cette méthode ne donne que des volumes approximatifs au volume

exact de réservoir d’air.

�

�

�

�

�

VI-6-2/Méthode de Bergeron :

La méthode utilisée pour le calcul des réservoirs d’air est celle de BERGERON qui est

universellement connue, une fois fixées les caractéristiques du réservoir d’air et celle du

dispositif d’étranglement, on procède à la résolution par tâtonnement.

La méthode consiste à déterminer par approximation successive la vitesse de l’eau dans la

conduite au niveau du réservoir d’air. L’intervalle de temps entre les vitesses successives est

de � = a

L2 temps d’un aller – retour de l’onde.

En partant d’un volume initial du réservoir d’air, et en utilisant la valeur choisie pour la

vitesse final Vf de l’eau dans l’intervalle de temps considéré *�* on calcul successivement à

la fin de cet intervalle la pression dans le réservoir d’air, puis celle en aval du diaphragme

fictif représentant les pertes de charge dans la conduite, une pression dans la conduite est ainsi

trouvée. Nous vérifions alors, en menant une horizontale passant par la valeur de cette

pression finale, que cette droite coupe biengs

a à la droite de Vf.

Pour le premier intervalle Vmi = 2

VfiVo +

Vo : vitesse de l’eau en fonctionnement normal ;

Vfi : vitesse finale choisie ;

Pour les autres intervalles de temps : Vmi = 2

1 VfiVfi +− .

Il faudra faire attention aux vitesses négatives lorsque l’eau revient vers le réservoir d’air.

• Variation de volume d’air

�Ui = S .�. Vmi.

Avec : S : section de la conduite (m2).

• volume d’air emprisonné dans la cloche

iUiUiU .1 ∆+= − Montée de l’eau.

iUiUiU .1 ∆−= − Descente de l’eau.

• pression dans le réservoir d’air

La nouvelle pression dans le réservoir d’air sera exprimée en admettant que la

détente du fluide s’effectue conformément à la loi de POISSON.

(Z0 + δ 0) U4,1

0= Z. U

4,1

oδ : Pertes de charge dans la conduite. En régime de fonctionnement normal.

�

�

Donc Z =( )

4,100

U

z δ+. U

4,1

0

Zo : Etant la pression absolue exprimée en mètre d’eau (si on néglige la hauteur d’eau dans le

réservoir d’air au dessus de l’axe de la conduite).

Zo = Hg + 10(m).

Hg = Hauteur géométrique de refoulement.

0U = Volume de l’air comprimé en fonctionnement permanent choisi arbitrairement.

U = Volume d’air dans le réservoir à la fin de l’intervalle considéré.

• Perte de charge dans la conduite de refoulement

Les pertes de charge sont représentées sur l’épure de Bergeron par la parabole classique

qui n’est autre que la caractéristique de la conduite.

Dans l’application de l’épure de Bergeron, ces pertes de charge sont supposées concentrées

en un point (au départ de la pompe). Comme s’il existe à cet emplacement un diaphragme

fictif donnant la même perte de charge exprimée en fonction de la vitesse qui se forme en ce

point.

• Perte de charge au niveau de la tuyère

� Montée de l’eau

Dans ce cas on a la valeur de la vitesse V1 en fonction de la vitesse finale Vf dans le

cas d’une tuyère, le coefficient de débit est de 0,92.

fV

V1 = 2/

2

d

D =

( )2

2

92.0 d

D = K

D : Diamètre de la conduite de refoulement.

d : Diamètre de la tuyère.

V1 : Vitesse de l’eau au niveau de la tuyère lors de la montée de l’eau.

Vf : Vitesse finale de l’eau dans la conduite de refoulement a la fin de l’intervalle de temps.

d : sera choisi pour que K reste compris entre 15 et 20

La perte de charge singulière à la montée de l’eau sera : g

vch

2

21

1 =∆

Elle est évaluée en fonction du rapport (m) des sections de veine contractée (d�) et de la

tubulure ( Dt ).

m = 22

2'D

DtavecD

d

t

=

�

�

Ayant ce coefficient (m) de l’abaque on tire le coefficient de la perte de charge (c)

correspondant.

� Descente de l’eau

g

Vch

2

22

2 =∆

En ce qui concerne la tuyère agit comme un ajutage rentrant de BORDA avec un coefficient

de 0,5.

'2

2

2

2

2 2

4

5,04 K

d

D

d

D

V

V

f

===π

π

V2 : vitesse de l’eau au niveau de la tuyère lors de la descente de l’eau ayant (m´) de l’abaque

on tire le coefficient de la perte de charge C'.

• Pression dans la conduite avec pertes de charge :

Montée : 1hZ ∆−

Descente : Z 2h∆+ .

• Pression dans la conduite sans pertes de charge :

Pour la vitesse finale Vf considéré, on cherche sur la caractéristique de la conduite la

valeur.

Montée : δ−∆− 1hZ

Descente : δ+∆+ 2hZ

Pour calcul du réservoir anti bélier, nous prendrons comme exemple la conduite BDJ5-C –B-R

Pour la conduite BDJ1-A -B -R, BDJ2-A -B -R, BDJ4-A -B –R, BDJ6-C -B -R et BDJ8-A -B

-R, les résultats de calcul sera représente sous forme de tableaux ;

�

�

�

�

�

VI-7/Méthode de calcul :

VI-7-1/Calcul du réservoir anti - bélier pour la conduite BDJ5-C -B –R :

VI-7-1-1/Méthode du diamètre équivalent :

Connaissant la perte de charge totale ‘�H’ en régime permanant, on donne un diamètre

et on calcule la perte de charge, jusqu’à l’obtention d’un diamètre équivalent est trouvé au

moyen de l’équation de continuité, nous pourrons déterminer la vitesse équivalente

d’écoulement, ainsi la valeur du coup de bélier ‘b’, la dépression et la surpression maximale,

selon le diamètre déterminé au préalable.

Dans cette étude les deux pompes sont en marche et s’arrêtent ensemble (arrêt brusque)

VI-7-1-2/Détermination du diamètre équivalent pour la conduite BDJ5-C -B –R :

Lorsque les deux pompes s’arrêtent ensemble, les pertes de charges totale en régime

permanent dans la conduite (BDJ5-C -B –R) est de 16.44m on cherche un diamètre

équivalent qui doit occasionner la même perte de charge, pour cela en procède comme suit :

En n’imposant des diamètres jusqu'à l’obtention de 0δ = 16.44m.

0δ = �H BDJ5-C +�HC-B++�HB-R = 16.4355

Tableau VI-2: Diamètre équivalent pour la conduite BDJ5-C -B –R

Deq(mm) Q (m3/s) Veq(m/s) L(m) Re � HT(m)

150 0.032 1.81174805 4448 271762.208 0.0153939 87.8247122 175 0.032 1.3310802 4448 232939.035 0.01561636 41.2205431 225 0.032 0.80522136 4448 181174.805 0.0161463 12.1306652 210 0.032 0.92436125 4448 194115.863 0.01598142 16.9528689 215 0.032 0.88186763 4448 189601.541 0.01603607 15.1227227 211 0.032 0.9156203 4448 193195.883 0.01599232 16.5662231

211.1 0.032 0.91475303 4448 193104.364 0.01599341 16.5281498 211.2 0.032 0.91388699 4448 193012.932 0.0159945 16.4901825 211.3 0.032 0.91302218 4448 192921.586 0.0159956 16.452321 211.4 0.032 0.9121586 4448 192830.327 0.01599669 16.4145649

Telle que

Deq : diamètre équivalent (mm)

Q : débit d’exploitation du forage (m3/s)

Veq : vitesse équivalente (m/s)

�HT : perte de charges totale (m)

�

�

Les données :

L : longueur de la conduite = 4448m.

D : diamètre équivalent de la conduite =211.3 mm.

Q : débit d’exploitation du forage = 0.032m3 /s.

Vo : vitesse d’écoulement = 0.912m/s.

Hg : hauteur géométrique = 130m

• Calcul de la célérité d’ondes :

.Elle est donnée par la formule suivante :

(m/s)

e

DK48,3

9900a

+

=

Où

D : diamètre intérieur de la conduite en (m).

e : épaisseur du tuyau en (m).

K : coefficient dépendant du type de matériau constituant la canalisation .k=70

Calcule de l épaisseur de tuyau

Tableau VI-3 : Différent épaisseur des conduites en fonction de leurs diamètres

(Cas de PEHD PN 16) [8]

Diamètre (mm) Epaisseur (mm) 90 8.2 110 10 125 11.4 160 14.6 200 18.2 250 22.7 315 28.6 400 36.3 500 45.4 630 57.2

Pour notre cas le diamètre équivalent du tronçon BDJ5-C -B –R égal a 211.4 mm

200 (mm) 18.2 (mm)

250 (mm) 22.7 (mm)

211.3 (mm) e (mm)

Par la méthode des interpolations l’épaisseur de la conduite équivalente e =19.226 mm

Calcule de la célérité d’ondes a

�

�

����������� sm

e

DK

/148.346

226.19

4.211703.48

9900

3.48

9900=

×+

=

+

������

• La valeur maximale du coup de bélier « b » :

b = g

aVo

Avec :

b : la valeur maximale du coup de bélier (m)

a : célérité (m/s)

Vo : vitesse d’écoulement (m/s)

g : accélération de la pesanteur = 9.81 (m/s2)

b = m18.3281.9

912.0148.346=

×.

b =32.18 m

• La valeur maximale de la surpression

(m) 0max

g

aVHgH +=

Hmax = Hg + b = 130 +32.18 = 162.18 m

Hmax = 162.18 >160 (pression nominale de la conduite)

• La valeur maximale de la dépression

(m) 0

ming

aVHgH −=

Hmin = Hg – b = 130 – 32.18 = 97.82 m

D’on la nécessiter de prévoir une protection anti-bélier contre la surpression.

Choix du 0

U (par la méthode de VIBERT) :

�

�

)/(.

2 00

02

0ZZf

LS

gZ

VU =

Z0=Hg+10=130+10=140 m.

La charge maximale absolue :

Zmax= PN+10=170 m.

2143.1140

170

0

max ==Z

z

0424.081.92

)912.0(

2

220

0 =×

==g

Vh

4

0

0 10028.3 −×=Z

h

Abaque de VIBERT (voire annexe 03)

VI-7-1-3/Construction de l’épure de Bergeron :

• Le temps d’un aller – retour de l’onde « � »

� = 2 sa

L7.25

148.346

44482 ==

Vitesse moyenne �Vm�

21 ii

m

VfVfV

+= −

Avec :

1−iVf et iVf : Les vitesses dans la conduite de refoulement à la fin des périodes i – 1 et i

Pour i = 1 : Vm = 2

10 VfV +

Avec : V0 : vitesse initiale d’écoulement.

• Variation du volume d’air dans le réservoir u∆

u∆ = S. �. Vm. avec : ²035.04

2

mD

S ==π

u∆ = 0,035 .25.7. Vm = 0.8995 Vm

Les pertes de charge dans la conduite de refoulement :

0δ = 16.4355 m.

�

�

• Calcul du coefficient de résistance de la conduite

On soit que : ²RV=δ

Avec :

δ : Perte de charge dans la conduite de refoulement.

R : coefficient de résistance de la conduite.

V : Vitesse de l’écoulement.

Pour V = V0.

On a : ( )

76.19912.0

4355.1622

0

0200 ===�=

VRRV

δδ

²76.19 V=� δ

La pression dans le réservoir d’air �Z�

( )

4,1

4,1000

µ

µδ+=

ZZ

Avec :

Z : La pression absolue dans le réservoir d’air.

Z0 : Pression absolue a l’état initial.

0µ = 3.1221 m3.

00 δ+Ζ = Hauteur manométrique absolue.

( )( )4,14,1

4,1 744.769121.34355.16140

µµ=

+=Z

VI-7-1-4/Caractéristique de l’organe d’étranglement :

• Diamètre de la tubulure

mmD

D t 7.1052

4.211

2===

• La montée de l’eau

( )

Kd

D

d

D

V

V

f

===²92,0

²

)(

²2'

1

�d� sera choisi pour que �K� reste compris entre 15 et 20 m on prend : d = 55 mm

( )( ) f

f

VVV

V45.1745.17

5592,0

4.21112

21 =�=

×=

D’autre part on a :

�

�

m =( )( )

229.07.105

55.92,02

2

2

2'

==tD

d

Pour m = 0,229 on lit sur l’abaque (voire annexe 04) C = 0.59

On à : 21

21

21

1 03,081,9.2

59,0

2V

V

g

CVh ===∆

• La descente de l’eau

( )( )

55.2955

4.2112

²

²2'

2

22 ====

d

D

Vf

VK

VfV 68.272 =

m’=( )

( )135.0

7.105

555,0²5,02

2

2==

tD

d

Pour m’ = 0.135 on lit sur l’abaque (voire annexe 04) C’=0,75

Donc : ( )

22

22

22

2 038,081,92

.75,02

' VV

g

VCh ===∆

• Pression dans la tubulure :

Monter de l’eau : 1hZ ∆−

Descente de l’eau : 1hZ ∆+

Pression absolue finale dans la conduite de refoulement :

Monter de l’eau : δ−∆− 1hZ

Descente de l’eau : δ+∆+ 1hZ

• Détermination de la pente gs

a� :

( )( )²/149.1008

035,081,9

148.346ms

gs

a==

sm

mpente

gs

aTg

/1

149.10083

===α

L’échelle des pressions :

1cm → 10 m

X → 1008.149 m� x = 368.795cm

L’échelle des vitesses :

1cm → 0.1 m/s

�

�

1cm → 0.0035 m3/s

X → 1 m3/s cmx 714.285=�

Tg �=714.285

795.368=1.291

( ) °== 238.52291,1tgarcα �52

Tableau VI-4: calcul de réservoir d’aire du forage BDJ1 :

Inte

rva

lle

de

te

mp

s (

θθ θθ)

Va

ria

tio

n d

u v

olu

me

d'a

ir (

∆∆ ∆∆U

)

Vo

lum

e d

'air

(U

)

Pre

ss

ion

da

ns

le

ré

se

rvo

ir d

'air

(Z

)

Vit

es

se

da

ns

la

tu

bu

lure

V

1

(V2)

Pe

rte

de

ch

arg

e

tuy

ère

∆ ∆ ∆ ∆h

1

( ∆∆ ∆∆h

2)

Pre

ss

ion

da

ns

la

co

nd

uit

e a

ve

c

pe

rte

s d

e c

ha

rge

(

Z- ∆∆ ∆∆

h)

Pe

rte

de

ch

arg

e a

u r

efo

ule

me

nt

( δδ δδ)

Pre

ss

ion

da

ns

la

co

nd

uit

e s

an

s

pe

rte

s d

e c

ha

rge

(

Z- ∆∆ ∆∆

h- δδ δδ

)

Vit

es

se

lu

e s

ur

le g

rap

hiq

ue

(V

f)

Dé

sig

na

tio

n d

u p

oin

t

Vit

es

se

mo

ye

nn

e (

Vm

)

Vit

es

se

fin

ale

ch

ois

ie (

Vf)

Vit

es

se

ult

éri

eu

re (

Vf')

Eq

ua

tio

n (

a ∆∆ ∆∆

V/g

)

0 0.00 3.12 156.44 0.00 0.00 156.44 16.44 140.00 0.91 1R 0.00 0.91 0.91

25.70 0.58 3.70 123.36 5.43 0.89 122.47 2.68 119.80 0.37 2R 0.64 0.37 -0.18 -1.01

51.40 0.03 3.72 122.15 -7.75 2.29 124.44 1.90 126.34 -0.31 4R 0.03 -0.31 -0.44 -8.94

77.10 -0.34 3.39 139.48 -10.92 4.56 144.04 3.77 147.81 -0.44 6R -0.37 -0.44 -0.43 7.57

102.80 -0.26 3.13 155.97 -3.49 0.47 156.44 0.39 156.83 -0.14 8R -0.29 -0.14 0.15 6.59

128.50 0.00 3.13 155.63 2.23 0.15 155.48 0.45 155.03 0.15 10R 0.01 0.15 0.15 15.02

154.20 0.17 3.30 144.52 3.35 0.34 144.18 1.02 143.17 0.23 12R 0.19 0.23 0.30 0.50

179.90 0.12 3.42 137.41 0.62 0.01 137.40 0.03 137.37 0.04 14R 0.13 0.04 -0.22 6.56

205.60 -0.05 3.37 140.30 -3.85 0.57 140.87 0.47 141.34 -0.15 16R -0.06 -0.15 -0.09 -0.94

231.30 -0.14 3.24 148.72 -3.77 0.54 149.27 0.45 149.72 -0.15 18R -0.15 -0.15 -0.21 11.89

257.00 -0.06 3.17 152.92 0.14 0.00 152.92 0.00 152.92 0.01 20R -0.07 0.01 0.23 5.07

282.70 0.06 3.24 148.66 1.97 0.12 148.54 0.35 148.19 0.13 22R 0.07 0.13 0.03 11.67

308.40 0.10 3.34 142.26 1.41 0.06 142.20 0.18 142.01 0.10 24R 0.11 0.10 0.16 -0.13

334.10 0.02 3.36 140.94 -1.16 0.05 140.99 0.04 141.04 -0.05 26R 0.02 -0.05 -0.25 8.20

359.80 -0.07 3.29 145.45 -2.98 0.34 145.79 0.28 146.07 -0.12 28R -0.08 -0.12 0.01 1.47

385.50 -0.08 3.21 150.36 -1.28 0.06 150.42 0.05 150.47 -0.05 30R -0.09 -0.05 -0.11 12.67

411.20 0.01 3.22 149.98 0.95 0.03 149.96 0.08 149.87 0.06 32R 0.01 0.06 0.24 3.60

436.90 0.07 3.29 145.34 1.45 0.06 145.28 0.19 145.09 0.10 34R 0.08 0.10 -0.05 10.17

0.00 0.05 3.34 142.18 0.26 0.00 142.18 0.01 142.17 0.02 36R 0.06 0.02 0.08 -0.07 �

�

�

�

Fig. VI-3: calcul d’un réservoir d’air (forage BDJ1)

)1�2�

0�1�3�2�

�

�

VI-7-2/Explication du tableau :

La chronologie des opérations est comme suit :

On choisit une vitesse finale (Vf) légèrement inférieure à la vitesse en marche normale

(V0), et on l’inscrit à la colonne 13.

On calcule la vitesse moyenne 2

VVV f0

m+

= (colonne 12)

On calcule la variation du volume ( U) qui est une fonction de (Vm) (colonne2)

Choisissant auparavant le volume initial (en marche normale) U0 du réservoir d’air, on y

ajoute ou on retranche, à chaque fois la valeur dz. Au correspond, ainsi on a le volume d’air

(u) de cette étape (colonne 3)

A partir de la colonne 3, nous remplaçons tout simplement les valeurs dans chaque expression

selon la montée ou la descente de l’eau dans le réservoir d’air.

On obtient ainsi les valeurs des colonnes 4, 5, 6, 7,9. Pour la colonne 8, il suffit de

remplacer Vf par sa valeur

6- la valeur de la pression obtenue dans la colonne 9 est reportée sur l’axe des coordonnées

du diagramme de BERGERON et projetée sur la droite a/gs qui doit être projetée ensuite sur

l’axe des abscisses (axe des vitesses)

7- si cette dernière projection (sur axe des vitesses) coïncide avec la même valeur que vitesse

choisie (Vf), on considère que notre choix de vitesse pour cette étape était bon (c’est à dire

que Vf choisie est égale Vf lue).

Dans ce cas on inscrit alors la valeur en colonne 10, et on choisit de nouveau une nouvelle

vitesse vf toujours largement inférieure à la vitesse précédente, en répétant les mêmes

calculs.

8- si la vitesse choisie ne coïncide pas avec la même valeur que sur l’axe des vitesses, nous

concluons que le choix de la vitesse n’est pas exacte,

En doit choisir une autre vitesse (Vf) de cette manière, on effectue le calcul du tableau en

combinaison avec le diagramme de BERGERON.

D’après Tableau VII -2 : variation de coup de bélier (BDJ5-C -B -R) : Umax = 3.72m3

On adopte Umax = 4 m3

�

�

VI-8/Calcul du réservoir anti-bélier pour les autres conduites :

Les calculs sont récapitulés dans le tableau suivant

Tableau VI-5: Calcul du réservoir anti-bélier pour déférentes conduites :

tronçon Désignation

BDJ1-A -B -R BDJ2-A -B -R BDJ4-A -B -R BDJ6-C -B -R BDJ8-A -B -R L (m) 5509 5510 7849 5315 7539 �Ht (m) 6.8954 6.9375 15.5144 19.2117 13.5436 D (mm) 312 209 186 194 185 V (m /s) 0.654 0.496 0.589 0.846 0.558 Hg (m) 122 118 109 92 77 a (m/s) 345.889 346.168 360.37 346.3 346.39 b (m/s) 23.06 17.5 21.637 29.86 19.7

Hg+b (m) 145.06 135.5 130.637 121.86 57.3 Hg-b (m) 98.94 100.5 87.363 62.14 96.7

Donc Il n’y a aucun risque de coup de bélier

VI-9/Conclusion :��

Dans ce chapitre, nous avons essayé de donner une description physique du

phénomène du coup de bélier, et les causes qui le produisent, et comment nous pouvons

éviter et limiter le risque sur la conduite de refoulement, et en fin nous avons déterminé le

volume de réservoir d’air.

�

�

VII-1/Introduction :

Afin que notre projet soit exécuté dans les meilleures conditions technique et économique, une opération dite « Organisation De Chantier » doit être étudiée, afin de déterminer et de coordonner la mise en œuvre des moyens nécessaires pour une réalisation et une exécution des travaux aussi conforme que possible tout en respectant les meilleurs délais d’exécutions. Dans ce chapitre, nous abordons les principales étapes à suivre pour l’exécution de tels

travaux de pose.

VII-2/Les charges appliquées sur les conduites : [11]

Les conduites sont soumises à plusieurs types de charge qui peuvent entraîner leur

détérioration, et que l'exécuteur doit tenir compte afin d'assurer le bon fonctionnement du

réseau.

Ces charges sont dues :

� Au poids du remblai ;

� Au poids propre de l'eau dans la conduite ;

� Aux charges roulantes ou permanentes de surface ;

� Aux tassements différentiels du terrain.

� Aux variations du niveau des nappes phréatiques ;

� A l'action des racines des arbres ;

� Aux chocs lors de la mise en œuvre ;

VII-3/Exécution des travaux : [11]

Les principales opérations pour la réalisation du réseau d’AEP est par ordre chronologique

sont comme suit :

� Décapage de la couche végétale ou de goudron.

� Implantation des axes des canalisations sur terrain.

� Excavation des tranchées et des fouilles pour les regards.

� Aménagement du lit de pose des conduites.

� Pose des joints et des conduites.

� Réalisation des essais d'étanchéité pour les conduites et les joints.

� Remblaiement des tranchées.

�

�

VII-4/profondeur (H tr) : [14]

La profondeur de la tranchée dépend du diamètre de la conduite .Elle est donnée par la

relation suivante :

1tr hhDH ++=

H tr : profondeur de la tranchée (m).

D : diamètre de la conduite (m).

h : hauteur de la génératrice supérieure de la conduite par rapport a la surface du sol.

On prend : h=0.8 m.

h1 : épaisseur du lit de pose de 0.1 m a 0.15 m (en prend h1 = 0,1 m.)

D’où : Htr = 0.9 + D. (m).

Fig. VII-1 : pose de la conduite dans la tranchée

VII-5/Largeur de la tranchée :

La largueur de la tranchée sera calculée en fonction du diamètre de la conduite on laisse

a=30 cm d’espace de chaque côté de la conduite.

b = D + 2a.

b : largeur de la tranchée (m).

D : diamètre de la conduite (m).

a : distance entre la génératrice latérale et la base du talus (30 cm).

VII-6/Choix du coefficient du talus :

4�(����

5�

��

5��

��

��

�

�

Le coefficient du talus est choisi en fonction de la profondeur de la tranchée et de la

nature du sol (limon argileux m = 0) [4]. Pour notre région, le talus de la tranchée pour tout le

système sera uniforme et de coefficient m=0, c’est à dire qu’on retient la variante dont la

section transversale.

Tableau VII-1: choix du coefficient du talus : [14]

profondeur de la tranchée sols

jusqu'à1.5 m jusqu'à 3m

sable m=0,5 m=1

limon sableux m=0,25 m=0,67

limon argileux m=0 m=0,5

VII-7/Calcul du volume de terrassements :

VII-7-1/Décapage de la couche végétale :

Le volume de la couche à décaper est :

V = b.h.L (m3)

b : largeur de la couche végétale (m)

h : hauteur de la couche (h=0.1m)

L : longueur totale des tranchées (m)

Tableau VII-2: calcul du volume de la couche végétale (réseau de distribution et adduction) :

Diamètre (mm) Longueur de la conduite (m) Largeur du tranchet (m) Volume de la couche végétale (m3) 50 219.73 0.65 14.28245 63 255.95 0.663 16.969485 75 1023.38 0.675 69.07815 90 746.51 0.69 51.50919 110 2043.04 0.71 145.05584 125 622.02 0.725 45.09645 160 3425.65 0.76 260.3494 200 5002.1 0.8 400.168 250 1836.17 0.85 156.07445 315 4316.6 0.915 394.9689 400 569.92 1 56.992 500 7258 1.1 798.38

Total 2408.92432

�

�

VII-7-2/Calcul du volume de déblai :

Tableau VII-3: Calcul du volume de déblai (réseau de distribution et adduction) :

Diamètre (mm) longueur de la conduite (m) Largeur d’une tranchée (m) hauteur de tranché en (m) volume de déblai (m50 219.73 0.65 0.95 135.683275 63 255.95 0.663 0.963 163.416141 75 1023.38 0.675 0.975 673.511963 90 746.51 0.69 0.99 509.940981 110 2043.04 0.71 1.01 1465.06398 125 622.02 0.725 1.025 462.238613 160 3425.65 0.76 1.06 2759.70364 200 5002.1 0.8 1.1 4401.848 250 1836.17 0.85 1.15 1794.85618 315 4316.6 0.915 1.215 4798.87214 400 569.92 1 1.3 740.896 500 7258 1.1 1.4 11177.32

Total 29083.3509

VII-7-3/Choix de l’excavateur:

Comme il a été mentionné précédemment l’excavation sera réalisée mécaniquement

alors le choix de l’engin (pelle mécanique équipée en rétro où en butée) se base sur leur

champ d’application et l’exigence du chantier.

Pour notre cas l’excavateur sera une pelle mécanique équipée dont les caractéristiques sont

représentées dans le tableau suivant. :

Tableau VII-4: Capacité du godet en fonction du volume de terrassement :

volume du terrassement par une pelle (m3) �10000 �10000 >20000 >100000

capacité du godet (m3) 0,25-0,35 0,5-0,65 1-1,25 1,5

Comme le volume total de déblai est supérieur à 20000 m3 on choisit une pelle de

capacité du godet 1.2 m3.

VII-7-4/Rendement d’exploitation de rétro chargeur choisie :

Le rendement de la pelle est donné par la relation :

fc

tr

pKT

KKqR

×

×××=

3600 (m3/h).

�

�

Avec : q : capacité du gobet 1.2 m3.

Kr : coefficient de remplissage du godet Kr = 0,8-0,9 on prend Kr = 0 ,85

Kt : coefficient d’utilisation du temps dépend de la nature du sol et de l’habilité du

Conducteur. : K t = 0,7- 0,9 prenons K t = 0,8.

Kf : Coefficient de foisonnement dépend de la nature de sol

Tableau VII-5: Coefficient de foisonnement :

Type de sol K f

sable, matériaux fins 1,08-1,17

Limon argileux 1,14-1,28

Argileux 1,25-1,3

D’après le tableau et tant que notre sol est limon argileux donc nous prenons :

Kf = 1,25.

Tc : la duré d’un cycle de remplissage du godet Tc= (15-30) s, on prend Tc = 20 s.

hmR p

3504.11725,120

8,085,02.13600=

×

×××=

• Si on prend une durée de travail de 8 heures par jour R p= 940.032 m3/j.

VII-7-5/duré d’excavation :

Connaissant le volume de terre à excaver et le rendement de l’engin le temps d’exploitation

sera :

pR

VT = (Heure)

V : volume du sol excavé (m3).

joursT 31032.940

29083.3509==

VII-8/Aménagement du lit de pose des conduites :

Avant la pose de la conduite on procède aux opérations suivantes :

• Eliminer les grosses pierres sur les côtes de la tranchée.

• Respecter les côtes du profil en long.

�

�

• Niveler soigneusement le fond de la tranchée pour que la pression soit constante entre

les points de changement de pente prévue.

• Etablir en suite le niveau du fond de la fouille en confectionnant un lit de pose bien

donnée avec la terre meuble du sable.

VII-8-1/calcul de volume du sable :

Le fond de la tranchée est normalement, arasé avec une couche du sable de 10cm

d’épaisseur.

Le lit de pose doit être constitué de sable contenant au moins 12%de particules de diamètres

inférieures à 0,1mm, c’est-à-dire bien gradué.

Le volume du sable est calculé par la formule suivante :

Vs = L. b. e

Avec :

Vs = volume du sable en (m3)

e : épaisseur du sable, e = 10 cm

Tableau VII-6: Calcul du volume de sable (réseau de distribution et adduction) :

Diamètre (mm) longueur de la conduite (m)

Largeur d’une tranchée (m)

Volume de sable (m3)

50 219.73 0.65 14.28245 63 255.95 0.663 16.969485 75 1023.38 0.675 69.07815 90 746.51 0.69 51.50919 110 2043.04 0.71 145.05584 125 622.02 0.725 45.09645 160 3425.65 0.76 260.3494 200 5002.1 0.8 400.168 250 1836.17 0.85 156.07445 315 4316.6 0.915 394.9689 400 569.92 1 56.992 500 7258 1.1 798.38

Total 2408.92432

VII-8-2/Choix de chargeur et de camion à benne :

Pour notre chantier, on utilise un chargeur qui est utilisé pour les grands travaux de ce

type.

Ces type d’engin sont des tracteurs sur les quels monte à l’avant deux bras articulés,

actionnées par des vérins et porte un godet.

�

�

VII-8-3/Les caractéristiques de chargeur choisi :

Capacité du godet q = 3.5m3

Puissance P = 265 ch.

Rendement a

urch KKKnqR

1....= [m3/h]

n : nombre de cycle de chargeur

cTn

3600=

Avec

Tc : la duré d’un cycle de remplissage du godet

On prend Tc= 60 s

6060

36003600===

cTn Cycles.

Kr : Coefficient de remplissage du godet ( 9.08.0 ÷=rK ) ;

Ku : Coefficient de l’utilisation du temps ( 9.07.0 ÷=uK ) ;

Ka : Coefficient d’ameublissement du sol ( 3.124.1 ÷=aK ).

Donc :

24.1

19.09,0605.3 ××××=chR

Rch = 137.177 m3/h

VII-8-4/Rendement de l’engin du transport (semi remorque) :

Pour le transport du sable, on a choisi un camion semi remorque (MAN) d’une capacité de 18

m3, le rendement de ce dernier est calculé comme suit:

le rendement de ce dernier sera : [ ]hm

T

KKqRcb ud /3

...60=

D’où :

Kd : coefficient de dis portion de la mise en charge de l’engin (Kd = 0.9)

�

�

Ku : coefficient d’utilisation du temps (Ku = 0.8) ;

T : durée d’un cycle de travail du camion à benne :

T = t1 + t2 + t3 + t4 + t5

t1 : durée de la mise en chargement du camion à benne (t1 = 01 min) ;

t2 : durée de chargement Rch

Kqt i⋅⋅

=60

2

q = 18m3

Ki : coefficient de retard involontaire du temps de chargement (Ki = 1.1) ;

min66.82 =t

t3 : durée de mise au cours du trajet (t3 = L. K2 / Vch) ;

Où

L : longueur du chemin de parcours L = 26 km

K2 : coefficient de changement de vitesse ( 1.105.1 ÷=K )

Vch : vitesse du camion en charge (Vch = 50 km/h)

D’ou

t3 = 26× 1.1 / 50 = 0.0.572

min32.343 =t

t4 : durée de déchargement du camion à benne (t4 = 2 min) ;

t5 : durée de retour à vide du semi remorque

chV

Lt

⋅=

30.15

t5= 26/ 1,3 ×50

t5 = 0.4 heurs = 24 min

Alors on trouve :

T=1+8.66+34.32+2+24=69.98min

T=1.1663 heur

D’où

hmRcb /724.6661663.1

8,09,06018 3=×××

=

�

�

Rc b=666.724m3 /h

VII-8-5/Calcul de la durée de transport pour le camion à benne :

724.666

2408.92432==

cb

t

R

VT

T= 3.613 heures

VII-9/Pose des conduites :

Le principe de pose de la canalisation est pratiquement le même, par contre, le mode de

pose est variable d’un terrain à l’autre.

Avant la descente des conduites en fouille on procède à un treillage des conduites de façon à

écarter celle qui ont subit un choc et aussi pour les débarrassées de tous corps étranger (Terre,

pierre…etc.).

Les conduites seront par la suite posées lentement à l’aide d’un pose tube dans le fond de

fouille. Cette pose s’effectuera par tronçon successif du cours de la pose on vérifie

régulièrement l’alignement des tuyaux pour opérer correctement on utilise des nivelettes.

A chaque arrêt de la pose on bouche les extrémités du tronçon de la conduite.

VII-9-1/Epreuve de joint et de la canalisation :

Pour plus de sécurité l’essai de pression des conduites et des joints se fait avant le

remblaiement on l’effectue l’aide d’une pompe d’essai qui consiste au remplissage en eau de

la conduite sous une pression de 1,5 fois. La pression de service à laquelle sera soumise la

conduite en cours de fonctionnement.

Cette épreuve doit durer 30 minutes environ où la variation ne doit pas excéder 0,2 bar.

�

�

Regards de R.V

Galerie

R.V R.V

Salle en béton amé

Fig. V-03

Route

Fig. VII-2: pose de la conduite dans la tranchée

VII-9-2/cas particulier de pose de canalisation en galerie :

Dans certains cas le tracé de la canalisation peut rencontrer des obstacles qui nous

obligent à placer la conduite dans une galerie (cas de traversée d’une route ou voie ferrée)

Les conduites de diamètre important (sauf aqueducs) doivent être placées sur des madriers

(bois) et calées de part et d’autre part pour éviter leurs mouvement.

Les canalisations de petit diamètre peuvent être placées dans un fourreau de diamètre

supérieur et reposant sur des tasseaux en béton. Les robinets vannes sont placés des deux

côtés de la route.

Fig. VII-3: Pose de canalisation en galerie

Salle en béton armé

�

�

VII-9-3/Traversée d’une rivière ou oued : [11]

La pose de canalisation à la traversée d’une rivière demande certains travaux spécifiques qui

dépendent de l’état de la traversée et de l’importance de l’adduction.

L’existence d’un pont-route servira également de support pour la canalisation, ou celle-ci sera

accrochée au tablier.

Dans le cas ou le pont-route n’existe pas la canalisation pourra suivre le lit de rivière, qui sera

aménagé sur des ouvrages spéciaux soit par création d’un siphon (voir la figure VII-5), soit par

la réalisation d’un pont pour amener à bien l’extension de la conduite (voir la figure VII-4).

Fig. VII-4:traversée d’une rivière ou oued

Fig. VII-5 : Traversée par siphon

�

�

VII-9-4/Rendement de la pelle à remblai :

Pour le remblaiement on propose d’utiliser une pelle de type « bulldozer » sur pneumatique

dont les conditions sont les :

� Langueur de la lame L = 2,56 m.

� Hauteur de la lame H = 0,8 m.

� q=3m3 (capacité du godet)

� Rendement (Rbull) : est calculé comme suit :

am

urbullK

KKnqR1

⋅⋅⋅⋅= [m3/h]

D’où : Kr : Coefficient de remplissage du godet ( 9.08.0 ÷=rK ).

Ku : Coefficient de l’utilisation du temps ( 9.07.0 ÷=uK ).

Kam : Coefficient d’ameublissement du sol ( 3.124.1 ÷=amK ).

q=3 m3.

6060

36003600===

cTn Cycles.

Rbull = 3 × 60 × 0.9 × 0.9 × (1/1.24)

Rbull = 117.58 m3/h.

VII-9-5/Calcul du volume de remblai :

Ce volume est déduit a partir du volume du déblai est le volume qu’occupe la conduite et le

volume occuper par lit de sable

Vr = Vd-(Vc+Vs)

Vr : Volume du remblai compacté (m3) ;

Vd : Volume du déblai (m3) ;

Vs : Volume du sable (m3) ;

Vc : Volume occuper par la conduite (m3) ; 4

= Vc2φπ ×

×L

Vc.v : Volume de la couche végétale (m3)

L : Longueur de la conduite

Ø : Diamètre de la conduite.

�

�

Donc les volumes des travaux pour la conduite sont tablés dans le tableau VII-7 Volume

de remblai réseau et adduction

Tableau VII-7: Calcul du volume de remblai (réseau de distribution et adduction):

Diamètre (mm) Volume de déblai (m3) Volume de sable (m3) Volume occupé par la conduite (m3) Volume du remblai (m50 135.683275 14.28245 0.43122013 63 163.416141 16.969485 0.79745446 75 673.511963 69.07815 4.51886231 90 509.940981 51.50919 4.74668384 110 1465.06398 145.05584 19.4058154 125 462.238613 45.09645 7.62946406 160 2759.70364 260.3494 68.8418624 200 4401.848 400.168 157.06594 250 1794.85618 156.07445 90.0870906 315 4798.87214 394.9689 336.226988 400 740.896 56.992 71.581952 500 11177.32 798.38 1424.3825

Total

VII-9-6/Calcul de la durée de remblaiement des tranchées :

Le remblaiement des tranchés est assuré par un chargeur.

bull

r

R

VT =

Ra : rendement du bulldozer =117.58m3/h

Vr : Volume total du remblai ;

Donc hR

VT

a

r 2727.20858.117

24488.7108===

Si on prend une durée de travail de 8 heures par jour

jT 034.268

7108.208==

T = 27jours

VII-10/Volume excédentaire :

VII-10-1/calcul du volume des terrains excédentaire :

Vexc = Vf -Vr

Vexc : Volume du sol excédentaire en (m3).

�

�

Vf : Volume du sol foisonné en (m3).

Avec : Vf = Vd. Kf

Vd : Volume du déblai en (m3)

Kf : Coefficient de foisonnement dépend de la nature de sol pour notre cas on a : Kf = 1,25.

Tableau VII-8: Calcul du volume des terrains excédentaire (réseau de distribution et

adduction)

Diamètre (mm)

Longueur de la conduite

(m)

Volume du déblai (m3)

volume du remblai (m3)

Volume du sol foisonné (m3)

Volume excédentaire

(m3) 50 219.73 135.683275 120.969605 169.604094 48.6344888 63 255.95 163.416141 145.649202 204.270176 58.6209743 75 1023.38 673.511963 599.914951 841.889954 241.975003 90 746.51 509.940981 453.685107 637.426226 183.741119 110 2043.04 1465.06398 1300.60232 1831.32998 530.727655 125 622.02 462.238613 409.512699 577.798266 168.285567 160 3425.65 2759.70364 2430.51238 3449.62955 1019.11717 200 5002.1 4401.848 3844.61406 5502.31 1657.69594 250 1836.17 1794.85618 1548.69464 2243.57023 694.875585 315 4316.6 4798.87214 4067.67625 5998.59018 1930.91393 400 569.92 740.896 612.322048 926.12 313.797952 500 7258 11177.32 8954.5575 13971.65 5017.0925

Totale 11865.4779

Pour le transport du volume excédentaire, on a choisi un camion semi remorque d’une

capacité de 18 m3, le rendement de ce dernier est calculé comme suit:

le rendement de ce dernier sera : [ ]hm

T

KKqRcb ud /3

...60=

D’où :

Kd : coefficient de dis portion de la mise en charge de l’engin (Kd = 0.9)

Ku : coefficient d’utilisation du temps (Ku = 0.8) ;

T : durée d’un cycle de travail du camion à benne :

T = t1 + t2 + t3 + t4 + t5

t1 : durée de la mise en chargement du camion à benne (t1 = 01 min) ;

t2 : durée de chargement Rch

Kqt i⋅⋅

=60

2

q = 18m3

�

�

Ki : coefficient de retard involontaire du temps de chargement (Ki = 1.1) ;

min66.82 =t

t3 : durée de mise au cours du trajet (t3 = L. K2 / Vch) ;

Où

L : longueur du chemin de parcours L = 2000 m

K2 : coefficient de changement de vitesse ( 1.105.1 ÷=K )

Vch : vitesse du camion en charge (Vch = 25 km/h)

D’ou

t3 = 4× 1.1 / 50 = 0.088

min28.53 =t

t4 : durée de déchargement du camion à benne (t4 = 2 min) ;

t5 : durée de retour à vide du semi remorque chV

Lt

⋅=

30.15

t5= 4 / 1,3 ×50

t5 = 0.0615 heurs = 3.692 min

Alors on trouve :

T=1+8.66+5.28+2+3.692=20.632min

T=0.344heures

D’où

hmRcb /138.2305344.0

8,09,06018 3=×××

=

Rc b=2260.465m3 /h

VII-10-2/Calcul de la durée du transport du volume excédentaire :

465.2260

11865.4779==

cb

t

R

VT T= 5.249 heures

Tableau VII-9:volume Total des travaux (réseau de distribution et adduction)

Diamètre (mm)

Volume de la couche végétale

(m3)

volume de déblai (m3)

Volume de sable (m3)

Volume du remblai (m3)

Volume excédentaire

(m) 50 14.28245 135.683275 14.28245 120.969605 48.6344888 63 16.969485 163.416141 16.969485 145.649202 58.6209743

�

�

75 69.07815 673.511963 69.07815 599.914951 241.975003 90 51.50919 509.940981 51.50919 453.685107 183.741119 110 145.05584 1465.06398 145.05584 1300.60232 530.727655 125 45.09645 462.238613 45.09645 409.512699 168.285567 160 260.3494 2759.70364 260.3494 2430.51238 1019.11717 200 400.168 4401.848 400.168 3844.61406 1657.69594 250 156.07445 1794.85618 156.07445 1548.69464 694.875585 315 394.9689 4798.87214 394.9689 4067.67625 1930.91393 400 56.992 740.896 56.992 612.322048 313.797952 500 798.38 11177.32 798.38 8954.5575 5017.0925 total 2408.92432 29083.3509 2408.92432 24488.7108 11865.4779

VII-11//Evaluation du cout de projet (devis quantitatif et estimatif) :

L’évaluation du devis estimatif et quantitatif est très important car elle nous permet

d’avoir une idée sur le coût de réalisation de notre projet, ce calcul consiste à déterminé les

quantités élémentaires de toutes les opérations effectuer sur le terrain et compter tous les

pièces apporter pour assurer le bonne exécution de l’ouvrage ce travaille est effectué sur la

base de la multiplication des volumes élémentaires des travaux par sont prix unitaires et la

somme de ces derniers permet de trouver le coute totale de projet

Tableau VII-10: Volumes et coût des travaux total :

Désignation des travaux Unité Quantité Prix unitaire DA Montant DA

couche végétale m3 2430.93 200 486186

déblai m3 29668.6 500 14834300

sable m3 2430.93 800 1944744

remblai m3 24851.7 400 9940680

volume excédentaire m3 12234.1 200 2446820

grillage avertisseur bleu m 27319.07 50 1365953.5 50 (PEHD) PN6 m 219.73 94.73 20815.0229 63 (PEHD) PN6 m 255.95 148.5 38008.575 75 (PEHD) PN6 m 1023.38 209.96 214868.865 90 (PEHD) PN6 m 746.51 260.96 194809.25 110 (PEHD) PN6 m 2043.04 379.59 775517.554 125 (PEHD) PN6 m 622.02 490.29 304970.186 160 (PEHD) PN6 m 3425.65 809.25 2772207.26 200 (PEHD) PN6 m 583.1 1,249.46 728560.126 250 (PEHD) PN6 m 696.17 1,950.62 1357963.13 315 (PEHD) PN6 m 256.6 3,110.47 798146.602 400 (PEHD) PN6 m 569.92 5,641.08 3214964.31 500(PEHD) PN 6 m 1789 7,773.16 13906183.2 200 (PEHD) PN16 m 4419 2,794.15 12347348.9

�

�

250 (PEHD) PN16 m 1140 4,323.02 4928242.8 315 (PEHD) PN16 m 4060 6,565.32 26655199.2 500 (PEHD) PN16 m 5469 16,486.28 90163465.3

somme 189439954 TVA 17 32204792.1 TOTALE 221644746

VII-12/Conclusion :

Dans ce chapitre nous avons calculé les volumes des terres à excaver, a remblais et

excédentaire pour faire estimer le temps de réalisation du projet ; ainsi que le devis estimatif

et quantitatif de notre projet.

Tout ca nous permet d’assurent une réalisation facile et un bonne fonctionnement du

réseau.

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

�

VIII-1/Introduction :

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A l'heure actuelle la préservation des ressources en eau est devenue un enjeu partagé

par l'ensemble de la population, la promotion, l’économie et la maîtrise de la gestion et la

distribution de l’eau ainsi que les prélèvements pour effectuer des analyses deviennent

indispensables, notamment dans le domaine de l'alimentation en eau potable où la dégradation

de certains équipements devient parfois génératrice d’importantes pertes.

Il s'agit aujourd'hui d'assurer la rénovation des canalisations de la manière la mieux

adaptée.

VIII-2/Définition : [9]

Donc gérer c’est d’effectuer des opérations qui permettent de conserver le potentiel

du matériel et d’assurer la continuité et la qualité de la production telle que la maintenance,

l’entretien et la bonne exploitation des ouvrages et des équipements, bien gérer c’est rassurer

cette opération au coût global minimum.

VIII-3/But de la gestion :

La gestion des réseaux d’alimentation en eau potable à pour objet d’assurer :

� La pérennité des ouvrages par des options de conservation.

� L’entretien courant des réseaux et des ouvrages mécaniques par des interventions

de nettoyage, de dépannage et de maintenance.

� L’exploitation par la régulation des débits et la synchronisation, relevage,

traitement, stockage et distribution.

VIII-4/Maintenance : [9]

La maintenance est un ensemble des mesures servant à préserver l’état initial ainsi

qu’à constater et évaluer l’état réel des dispositifs technique d’un système d’alimentation en

eau potable, en procédant régulièrement aux opérations d’entretien, d’inspection et de remise

en état de service.

VIII-4-1/maintenance curative :

Elle consiste à la remise en état d’un équipement ou d’une installation à la suit d’une

défaillance ou à une mise hors service accidentelle totale ou partielle.

Gestion des forages :

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Pour gérer et exploiter correctement un forage ou un champ de captage d’eau sous

terrain on doit impérativement considérer que le captage et le pompage sont

indispensablement liés. On ne saurait en, aucun cas gérer l’un sans l’autre.

Il faut que chaque forage soit équipé techniquement de :

� Un compteur d’eau

� Un compteur horaire par pompe

� Un ampèremètre par pompe

� Un voltmètre

� Un manomètre

� Un dispositif de protection des pompes contre le désamorçage

� Une prise d’échantillon pour l’analyse

VIII-4-2/maintenance préventive :

La maintenance préventive est une programmation programmée et en se basant sur la

définition de la maintenance préventive on peut distinguer trois concepts principaux :

VIII-4-2-1/L’entretien courant :

Cela concerne les opérations qui interférent le plus souvent avec le fonctionnement

quotidien de l’installation telle que les mesures de surveillance, de contrôle, et de détections

des anomalies (bruit, fuites etc.…)

VIII-4-2-2/L’entretien préventif systématique :

Il s’agit d’un programme minimum obligatoire dans la mesure où :

� Son coût inférieur aux dépenses de dépannage ou de renouvellement.

� Sa mise en œuvre est indispensable pour assurer aux équipements une durée de vie

normale.

VIII-4-2-3/L’entretien préventif exceptionnel :

C’est un préventif d’où il n’a pas été programmé longtemps à l’avance (démonter une

pompe de forage à la suite d’une baisse significative des performances par exemple).

VIII-5//Périmètres de protection qualitative : [19]

— Il est établi autour des ouvrages et installations de mobilisation, de traitement et de

stockage d'eau souterraine ou superficielle ainsi que de certaines parties vulnérables des

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nappes aquifères et des oueds, une zone de protection qualitative comprenant, selon les

nécessités de prévention des risques de pollution:

Un périmètre de protection immédiate dont les terrains doivent être acquis par l'Etat et

protégés par une personne physique ou morale chargée de l'exploitation des ouvrages et

installations concernés ;

Un périmètre de protection rapprochée à l'intérieur duquel sont interdits ou

réglementés les dépôts, activités ou installations susceptibles de polluer les eaux, de façon

chronique ou accidentelle ;

Un périmètre de protection éloignée à l'intérieur duquel sont réglementés les dépôts,

activités ou installations visés à l'alinéa précédent. (Vue à l’article 38 de la loi des eaux)

— A l'intérieur des périmètres de protection qualitative, l'ensemble des activités, y

compris les activités agricoles ou industrielles, peuvent être réglementées ou interdites.

Peuvent faire l'objet de mesures particulières de contrôle, de restriction ou d'interdiction, les

activités concernant notamment :

� L’installation de canalisations d'eaux usées ;

� L’installation de canalisations, réservoirs et dépôts d'hydrocarbures, de

stations-service de distribution de carburant ;

� L’installation de centrales d'asphalte ;

� L’établissement de toutes constructions à usage industriel ;

� Le dépôt de déchets de toutes natures ;

� L’épandage d'effluents et, d'une manière générale, tous produits et matières

susceptibles d'altérer la qualité de l'eau, y compris, le cas échéant, les produits

destinés à l'agriculture ;

� L’installation et l'exploitation de carrières. (Vue à l’article 39 de la loi des

eaux)

VIII-6/Gestion des ouvrages de stockage : [9]

Le problème d’exploitation ou de la gestion des réservoirs trouve le plus souvent leur

origine dans les insuffisances.

VIII-6-1/Equipement des réservoirs :

Les équipements susceptibles d’être installes dans un réservoir et leur fonction est

indique dans le tableau XI-1.

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Tableau VIII-1: les équipements d’un réservoir :

Fonctions Equipements

Hydraulique � Clapet

� Vidange

� Vanne déverse

� Equipement de trop plein

� Siphon pour réserve incendie

� Canalisation de liaison

� Compteur

� Clapet à rentrée d’air

� Purgeur d’air

Exploitation � Débit

� Télécommande

� Poste de livraison électrique

� Niveau

� Equipement de télétransmission

Nettoyage � Equipements spécieux pour

nettoyage

� Pompe

� Trappes de visite pour le personnel

et le matériel

Entretien � Eclairage

� Joint de montage

� Appareils de manutention

Généralement les opérations de contrôle et d’inspection sur les ouvrages de stockage

sont

� Contrôle hebdomadaire

� Contrôle semestriel

VIII-6-2/Nettoyage des ouvrages de stockage :

La désinfection des réservoirs comporte les diverses phases, tel que

� Décapage des dépôts

� Rinçage des parois et des radiers avec un jet sous pression,

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�

Donc une bonne gestion des ouvrages de stockages nécessite l’application de tous les critères

cités auparavant,

VIII-6-3/Gestion et exploitation des réservoirs :

Il faut assurer une bonne gestion de réseau d’adduction et du réseau de distribution.

Donc il faut respecter les normes de condition de pose des conduites, d’équiper le réseau de

différents organes et accessoires.

VIII-7/Contrôle de la qualité d’eau : [9]

La composition de l’eau est étudie par le laboratoire qui en effectue l’analyse à la suite

de prélèvement qu’il aura lui même effectués.

VIII-7-1/contrôle mensuel :

� Ouvrages de croisements, étanchéité

� Ouvrages en ligne, état d’étanchéité de la fermeture des trappes ; regards et des

portes.

VIII-7-2/Contrôles semestriels :

� Ouvrage en ligne ; état d’étanchéité de la fermeture des trappes, regards et des

portes

� Organes et réducteurs de robinetterie à l’intérieur des regards, des coûts

d’exploitation :

VIII-8/Surveillance et l’entretien courant des adductions et des réseaux :

VIII-8-1/Conduites d’adduction :

La surveillance des conduites d’adduction en milieu urbain est associée au contrôle

général du réseau de distribution qu’effectue le responsable du secteur et le fontainier à

l’occasion de leurs passages sur la trace des conduites de ce réseau.

Par contre au milieu rural ou isolé, il est nécessaire de réaliser une vérification périodique

particulière permettant de contrôler, l’évolution de la végétation à l’aplomb de la conduite, le

respect de l’utilisation de la bande de servitude crée au moment de la pose et le bon

fonctionnement des matériels de fontainerie installés sur l’ouvrage de transport.

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VIII-8-2/Surveillance et entretien du réseau de distribution : [9]

Le coût et l’organisation du réseau dépend du linéaire du réseau, et de sa consistance

(diamètre et type de tuyaux), de l’encombrement des voies dans les quelles ils sont placés, de

sa vétusté et de son état.

Les coûts globaux d’entretien intègrent les divers éléments détailles dans le tableau suivant :

Tableau VIII-2: éléments du coût d’entretien :

Détection � Coût de surveillance (détection)

� Coût des compagnes de recherche de fuite

Entretient courant � Coût d’entretient des branchements

� Coût d’entretien de la fontainerie

� Coût d’entretien des compteurs

Réparation � Coût de réparation des fuites

VIII-9/Dispositions spécifiques à l'alimentation en eau potable : [19]

—Toute personne physique ou morale, de droit public ou privé, fournissant de l'eau de

consommation humaine, est tenue de s'assurer que cette eau répond aux normes de

potabilité et/ou de qualité fixées par voie réglementaire.

—La nature, la périodicité et les méthodes d'analyse de l'eau pratiquées au niveau des

ouvrages et installations de production, de traitement, d'adduction, de stockage et de

distribution de l'eau de consommation humaine, ainsi que les conditions d'agrément des

laboratoires devant effectuer ces analyses, sont fixées par voie réglementaire

— Les méthodes et les produits chimiques utilisés pour le traitement et la correction

des eaux de consommation humaine sont définis par voie réglementaire.

— Toute personne exerçant au niveau des ouvrages et installations d'exploitation d'un

service public de l'eau doit faire l'objet d'un suivi médical selon des modalités fixées par voie

réglementaire ; ne peuvent y exercer les personnes atteintes de maladie pouvant être

transmise par voie hydrique. (Vue aux articles 112, 114, 116,117 de la loi des eaux)

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VIII-10/Conclusion :

La gestion d’un réseau d’alimentation en eau potable a pour but principale d’augmenter le rendement de celle-ci

Le vieillissement d’une conduite correspond à sa dégradation dans le temps, du soit au

mauvais fonctionnement hydraulique du réseau (chute de pression, chute de rendement de

réseau coupures…), soit à d’autres dommages (dégradation de la qualité de l ‘eau,

inondation, déstabilisation, des lits de pose).

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A travers l’étude que nous avons présentée nous avons intégré l’ensemble des problématiques qui touchent le plan spécifique à la réalisation d’un projet d’alimentation en eau potable

Dans notre étude, on a fait une analyse sur le site de la région d'étude, et d'après l'évolution

de POS B, on a déterminé les besoins pour l'horizon 2037, le tracé et les calculs du système

d'AEP (adduction, stockage, distribution) était fait et le réseau fonctionne en bonne état.

Nous avons aussi cité les différents travaux a réalisé (excavation, La mise en place des

canalisations et Assemblage des tuyaux et Remblai etc.…),

Enfin, j’espère que ce modeste travail servira comme une référence pour l’étude du système

d’alimentation en eau potable du POS B��

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Tableau I-1 : Organisation administrative.................................................................................. 3

Tableau I-2 : Principales Montagnes ......................................................................................... 6

Tableau I-3 : Principaux Oueds.................................................................................................. 8

Tableau I-4 : Répartition des ressources hydriques ................................................................... 8

Tableau I-5 : précipitation du station d’Oum ElBouaghi ......................................................... 11

Tableau I-6: Températures moyennes à Oum El Bouaghi ....................................................... 12

Tableau I-7 : Températures maximales et minimales à Oum El Bouaghi ............................... 12

Tableau I-8 : Humidités moyennes mensuelle à Oum El Bouaghi .......................................... 13

Tableau I-9 : Insolation mensuelles à d’Oum El Bouagh ........................................................ 14

Tableau I-10 : Evaporation nette : station d’Oum El Bouaghi................................................. 14

Tableau II-1 : Taux d'accroissement en % ............................................................................... 16

Tableau II-2 : Evaluation de la population .............................................................................. 17

Tableau II-3: Besoins domestiques .......................................................................................... 17

Tableau II-4: Evaluation des besoins scolaires ........................................................................ 18

Tableau II-5: Evaluation des besoins sanitaires ....................................................................... 18

Tableau II-6: Evaluation des besoins administratifs ............................................................... 18

Tableau II-7: Evaluation des besoins socioculturels ............................................................... 18

Tableau II-8: Evaluation des besoins commerciaux ............................................................... 19

Tableau II-9: Evaluation des besoins sportifs ......................................................................... 19

Tableau II-10: Evaluation des besoins d’arrosage .................................................................. 19

Tableau II-11: Récapitulation de la consommation domestique et des équipements .............. 20

Tableau II-12: max en fonction du nombre d’habitants .......................................................... 21

Tableau II-13: min en fonction du nombre d’habitants............................................................ 22

Tableau II-14: Calcul de la consommation maximale journalière .......................................... 23

Tableau II-15: réparation des débits horaires en fonction du nombre d’habitants .................. 26

Tableau II-16: détermination le débit maximum horaire ........................................................ 27

CCHHAAPPIITTRREE II Présentation de la zone d’étude

CCHHAAPPIITTRREE IIII Estimation des besoins en eaux�

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Tableau III- 1: Détermination de la capacité de réservoir........................................................ 35

Tableau III- 2:caractéristiques de réservoir calculé ............................................................... 37

Tableau III-3: Calcul de la conduite de vidange ...................................................................... 42

Tableau III-4: Coefficient de débit........................................................................................... 43

Tableau III-5: caractéiristique de tuyau d’évacuateur.............................................................. 45

Tableau IV-1: Détermination de débit spécifique du POS B ................................................... 51

Tableau IV-2: Détermination des débits en routes (cas de pointe) .......................................... 52

Tableau IV-3: Détermination des débits aux nœuds (cas de pointe) ....................................... 54

Tableau IV-4: Détermination des débits aux nœuds (cas de pointe) ....................................... 55

Tableau IV-5: Caractéristique des conduites (cas de pointe) ................................................... 58

Tableau IV-6: Caractéristique des Nœuds (cas de pointe) ...................................................... 59

Tableau IV-7: Caractéristique des Nœuds (cas de pointe+incendie) ...................................... 61

Tableau IV-8: Etats des nœuds du réseau après la simulation (cas de pointe)......................... 62

Tableau IV9-: Etat des arcs du Réseau après la simulation (Cas de pointe) ............................ 63

Tableau IV-10: Etats des nœuds du réseau après la simulation (pointe+incendie).................. 65

Tableau IV-11: Etat des arcs du Réseau après la simulation (Cas de pointe+incendie) .......... 66

Tableau V-1 : valeur de M en fonction du type de matériau ................................................... 78

Tableau V-2 : valeurs de α , m et ........................................................................................ 78

Tableau V-3 : Valeur des coefficients k, n et B ...................................................................... 79

Tableau V-4 : Calcul des Diamètres économique et des vitesses ............................................ 79

Tableau V-5 : Calcul du diamètre de la conduite de la colonne montante .............................. 81

Tableau V-6:longueurs de la conduite de la colonne montante........................................... 81

Tableau V-7 : calcule des hauteurs géométriques.................................................................... 82

Tableau V-8 : rugosité de la paroi en fonction de type de matériaux ..................................... 83

Tableau V-9 : valeur de K2en fonction de l’angle ............................................................... 86

Tableau V-10 : valeur de K ( coude arrondie ) ........................................................................ 86

CCHHAAPPIITTRREE IIIIII Etude du réservoir�

CCHHAAPPIITTRREE IIVV Réseau de distribution�

CCHHAAPPIITTRREE VV Adduction et pompage�

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Tableau V-11 : Valeur de K (coudes brusques) ...................................................................... 87

Tableau V-12 : Valeur de k (vannes tournantes ou papillons) .............................................. 87

Tableau V-13: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ1-A -B -R ...................... 89

Tableau V-14: perte de charge de conduite de la colonne montante ...................................... 89

Tableau V-15: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ2-A -B -R ...................... 89

Tableau V-16: Perte de charge de la conduite de la colonne montante .................................. 90

Tableau V-17: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ4-A -B -R ...................... 90

Tableau V-18: Perte de charge de la conduite de la colonne montante .................................. 90

Tableau V-19: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ8-A -B -R ..................... 90

Tableau V-20: Perte de charge de la conduite de la colonne montante .................................. 90

Tableau V-21: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ6-C -B -R ...................... 91

Tableau V-22: Perte de charge de la conduite de la colonne montante ................................... 91

Tableau V-23: pertes de charges des conduites de refoulement BDJ5-C -B -R ..................... 91

Tableau V-24: Perte de charge de la conduite de la colonne montante .................................. 91

Tableau V-25:caractéristiques des forages .............................................................................. 92

Tableau VI-1: coefficient k pour divers matériaux ................................................................ 107

Tableau VI-2: Diamètre équivalent pour la conduite BDJ5-C -B –R .................................... 112

Tableau VI-3 : Différent épaisseur des conduites en fonction de leurs diamètres ................. 113

Tableau VI-4: calcul de réservoir d’aire du forage BDJ1 ...................................................... 118

Tableau VI-5: Calcul du réservoir anti-bélier pour déférentes conduites ............................ 121

Tableau VII-1: choix du coefficient du talus ........................................................................ 124

Tableau VII-2: calcul du volume de la couche végétale ........................................................ 124

Tableau VII-3: Calcul du volume de déblai .......................................................................... 125

Tableau VII-4: Capacité du godet en fonction du volume de terrassement ........................... 125

Tableau VII-5: Coefficient de foisonnement ........................................................................ 126

Tableau VII-6: Calcul du volume de sable............................................................................. 127

Tableau VII-7: Calcul du volume de remblai......................................................................... 133

Tableau VII-8: Calcul du volume des terrains excédentaire .................................................. 135

Tableau VII-9:volume Total des travaux ............................................................................... 136

Tableau VII-10: Volumes et coût des travaux total .............................................................. 137

CCHHAAPPIITTRREE VVII Protection contre le coup de bélier�

CCHHAAPPIITTRREE VVIIII ���������������Organisation de chantier

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Tableau VIII-1: les équipements d’un réservoir ................................................................... 142

Tableau VIII-2: éléments du coût d’entretien ....................................................................... 144

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CCHHAAPPIITTRREE VVIIIIII ���������������Gestion de réseau

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Fig. I-1 : Plant de situation de POS B ........................................................................................ 5

Fig. I-2 : Extrait de carte du réseau hydroclimatologique.......................................................... 9

Fig. I-3 : Répartition mensuelle des précipitations (en %) à Oum El Bouaghi........................ 11

Fig. I-4 : Distribution mensuelle des températures moyennes de la station d’Oum El Bouaghi

.................................................................................................................................................. 12

Fig. I-5 :Distribution mensuelle de l’humidité moyenne de l’air à Oum El Bouaghi.............. 13

Fig. I-6 : Distribution mensuelle de l’ensoleillementa Oum el Bouaghi ................................. 14

Fig. I-7 : Distribution mensuelle de l’évaporation a Oum El Bouaghi .................................... 15

Fig. II-1: graphique de consommation ..................................................................................... 29

Fig. II-2: courbe intégrale......................................................................................................... 29

Fig. III-1: graphique du cumul de consommation et pompage ................................................ 36

Fig. III-2: Adduction avec chute libre et arriver en pipe.......................................................... 38

Fig. III-3: adduction noyée....................................................................................................... 38

Fig. III-4 : Départ de la conduite de distribution...................................................................... 38

Fig. III-5 : Conduite trop-plein et vidange ............................................................................... 39

Fig. III-6 : Siphon trop plein .................................................................................................... 43

Fig. III-7: by-pas ...................................................................................................................... 46

Fig. III-8 : Matérialisations d’incendie .................................................................................... 46

Fig. IV-1: réseau ramifie .......................................................................................................... 49

Fig. IV-2: réseau maillé............................................................................................................ 49

Fig. IV-3 : réseau étagé ............................................................................................................ 50

Fig. IV-4 : Sens supposés de L’écoulement Dans une maille .................................................. 57

Fig. IV-5 : Exemple simple de maille ...................................................................................... 57

CCHHAAPPIITTRREE II Présentation de la zone d’étude

CCHHAAPPIITTRREE IIII Estimation des besoins en eaux�

CCHHAAPPIITTRREE IIIIII Etude du réservoir�

CCHHAAPPIITTRREE IIVV Réseau de distribution�

�

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Fig. IV-6 : Réseau de distribution (cas de pointe)................................................................... 64

Fig. IV-7 : Réseau de distribution (cas de pointe+ incendie).................................................. 67

Fig. IV-8: vanne papillon ......................................................................................................... 68

Fig. IV-9: robinet vanne à coin ................................................................................................ 68

Fig. IV-10: ventouse à fonction unique.................................................................................... 69

Fig. IV-11: ventouse à trois fonctions...................................................................................... 69

Fig. V-1 : Adduction mixte ...................................................................................................... 72

Fig. V-2 : profil optimum d’un Adduction par refoulent ......................................................... 73

Fig. V-3: schéma général de l’adduction à partir des forages vers le réservoir R ................... 75

Fig.V- 4 : Départ d’une conduite à partir d’un réservoir ......................................................... 85

Fig. V-5 : Cône divergent......................................................................................................... 85

Fig. V-6 : Cône convergent ...................................................................................................... 85

Fig. V-7 : coude arrondie ......................................................................................................... 86

Fig. V-8 : Coude brusque ......................................................................................................... 87

Fig. V-9 : vanne tournante........................................................................................................ 87

Fig. V-10 : diaphragme ............................................................................................................ 88

Fig. V-11 : courbe caractéristique d’une canalisation de refoulement..................................... 94

Fig. V-12: Courbe caractéristique d’une pompe ...................................................................... 95

Fig. V-13 : Pompe en service sur une conduite unique............................................................ 95

Fig. VI-1: Soupape de décharge............................................................................................. 105

Fig. VI-2: réservoir d’air ........................................................................................................ 105

Fig. VI-3: calcul d’un réservoir d’air (forage BDJ1) ............................................................. 129

Fig. VII-1 : pose de la conduite dans la tranchée .................................................................. 123

Fig. VII-2: pose de la conduite dans la tranchée .................................................................... 130

Fig. VII-3: Pose de canalisation en galerie ............................................................................ 131

Fig. VII-4:traversée d’une rivière ou oued............................................................................. 132

Fig. VII-5 : Traversée par siphon ........................................................................................... 132

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CCHHAAPPIITTRREE VV Adduction et pompage�

CCHHAAPPIITTRREE VVII Protection contre le coup de bélier�

CCHHAAPPIITTRREE VVIIII ���������������Organisation de chantier

�

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Planche N°1: Plan de masse avec réseau d’AEP à projeter de POS B willaya d’Oum El

Bouaghi

Planche N°2: Détail du tracer du réseau d’AEP à projeter de POS B willaya d’Oum El

Bouaghi

Planche N°3: Détail du tracer du réseau d’AEP à projeter de POS B willaya d’Oum El

Bouaghi

Planche N°4: Profils en long du réseau de distribution à projeter de POS B willaya d’Oum El

Bouaghi (A du point n°2 au point n°2, B du point n°12 au point n°35)

Planche N°5: Profils en long du réseau de distribution à projeter de POS B willaya d’Oum El

Bouaghi (C du point n°35 au point n°5, D du point n°7 au point n°29)

Planche N°6 : Profils en long d’adduction par refoulement à projeter de POS B willaya

d’Oum El Bouaghi (forage BDJ1 – R) (forage BDJ2 – R)

Planche N°7 : Profils en long d’adduction par refoulement à projeter de POS B willaya

d’Oum El Bouaghi (forage BDJ4 – R) (forage BDJ5 – R)

Planche N°8 : Profils en long d’adduction par refoulement à projeter de POS B willaya

d’Oum El Bouaghi (forage BDJ6 – R) (forage BDJ8 – R)

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T"SUD$�V56'B&/$'�W"JD>D$X

����Notre mémoire de fin d’étude consiste à englober touts les points qui touchent

le plan spécifique de l’étude d’A.E.P du POS B de la ville d’Oum El Bouaghi a

fin de répondre qualitativement et quantitativement aux besoins croissants de la

population.

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[1] Document de la DUC wilaya d’Oum El Bouaghi

[2] Direction de Planification�et de l’Aménagement du Territoire de la wilaya d’Oum El Bouaghi

[3] André Dupont, Hydraulique urbaine : tome 2, 6èmeédition, Paris 1988.

[4] DHW de la wilaya d’Oum El Bouaghi

[5] Etude de la surpression dans les tours de Ouled Yaich (w. Blida) Aouya Badreddine

MFE ENSH 2005

[6] Mr Maarouf, Cours : alimentation en eau potable 2010/2011

[7]Monographie 2008 de la wilaya d’Oum ElBoughi

[8] Catalogue et tarif de Chiali

[9] Etude du système d’alimentation en eau potable de la ville de Oued el Alleug (W.Blida)

Samir Ababsa mémoire de fin d’étude, ENSH 2003

[10] Dimensionnement du réseau d'alimentation en eau potable de Bir Chohada Briza Mourad MFE OEB 2010- 2011

[11] Etude d’alimentation en eau potable du POS III (Batna) Bilal Elamri MFE OEB 2010/2011

[12] PDEAU de la wilaya d’Oum El Bouaghi

[14] Etude d’alimentation en eau potable de la zone A commune De Ain Fakroun wilaya d’Oum El Bouaghi MFE OEB 2010- 2011

[15] Degremont : Mémento du gestionnaire de l’AEP et de l’assainissement :

tome 1, Editions Eyrolles, Paris.

[16] Hydraulique cours exercices Souha Bahlous el Ouafi 2002

[17] Mr Messa cours : Hydraulique générale 2010/2011

[18] Pierre Schulhof, les stations de pompage de l’eau ,5 eme édition

[19] journal Officiel de la République Algérienne N° 60 (4 septembre 2005) [http://www.droit-afrique.com/images/textes/Algerie/algerie_loi_eau.pdf]�