Hydraulique Urbaine PDF

 

Chapitre : Alimentation en Eau Potable

GENERALITES SUR LES V.R.D

INTRODUCTION Les V.R.D (Voiries et réseaux Divers) constituent l’ensemble des travaux et aménagements dans le but d’assurer la viabilisation des immeubles et autres constructions en les raccordant aux différents réseaux urbains. Parmi les réseaux indispensables à la communauté urbaine, on distingue les voiries de desserte, la dotation en fluides et énergie électrique, la confection des espaces verts… Le présent cours est toute fois limité à deux réseaux en l’occurrence l’amenée et la distribution de l’eau potable, ainsi que le réseau d’assainissement. Ces deux réseaux sont considérés comme les plus importants en technique urbaine. L’hydraulique urbaine comprend un ensemble de réalisations et d’exploitation des installations en vue de doter les localités urbaines en eau potable. D’une façon générale, la consommation de cette eau n’est que temporaire, c'est-à-dire qu’il faudra  par la suite songer à son évacuation après usage. Le principe du système hydraulique comporte plusieurs étapes, il peut être schématisé comme suit :

Captage

Adduction

Traitement

Pompage

Epuration

Stockage

Distribution

Réseau d’assainissement

Utilisation

Figure N° 01 : les différentes étapes de l’hydraulique urbaine Au niveau de chaque étape l’écoulement des eaux peut être gravitaire (à surface libre) ou forcée. Le pompage ou le relèvement de l’eau est souvent sollicité. Le réseau d’assainissement prend en charge non seulement les eaux usées (souillées) mais également les eaux de précipitation (eaux pluviales) ainsi que les eaux industrielles. Il reste entendu que l’eau potable une fois utilisée devient très nocive  pour la santé publique et l’environnement, l’ environnement, il est de ce fait primordial de procéder à un traitement des eaux avant d’envisager leur rejet. Cours VRD, 3Lic GC/SC

Mme SOUDANI.K

1

 

Chapitre : Alimentation en Eau Potable

PREMIERE PARTIE : ALIMENTATION EN EAU POTABLE GENERALITES L’alimentation en eau potable en milieu urbain consiste à véhiculer l’eau depuis les points de captage jusqu’aux usagers. Cette eau doit être de bonne qualité et en quantité suffisante. Le cycle de l’eau comprend principalement les étapes suivantes : I - LE CAPTAGE DES EAUX C’est la toute première étape du cycle qui consiste à recueillir l’eau de différentes façon (sources, nappes, eau de surface, ou encore l’eau de mer). 1) - LES NAPPES SOUTERAINES Ce sont toutes les eaux souterraines circulant très lentement à travers les interstices des roches. Ces roches sont limitées vers le bas par des couches imperméables, vers le haut, l’eau peut être libre (nappes libres) ou compressées par une couche imperméables (nappes captives). Dans ce cas, et compte tenu de la hauteur de pression de l’eau à l’intérieur de la nappe, le puisage de l’eau s’effectue par simple forage à travers la couche supérieure d’où jaillira l’eau à la même hauteur de pression quelle possédait à l’intérieur de la nappe. Dans l’autre cas, c'est-à-dire au niveau des nappes libres, une pompe de relèvement ou de refoulement est indispensable. 2)- LES SOURCES Une source est obtenue lorsqu’une des parois de la nappe devient très perméable ou encore fissurée. L’eau apparait ainsi à la surface du sol : On distingue  principalement deux catégories de sources, les sources d’affleurement et les sources d’émergences. 2-1)- LES SOURCES D’AFFLEUREMENT

Alluvions

C’est le cas où la couche imperméable affleure le sol.

Couche im ér érmé méab able le

2-2) LES SOURCES D’EMMERGENCE Se sont les sources causées par la fissuration de la couche imperméable. Dans ce cas c’est un important débit d’eau qui jaillira par  bouillonnement à travers des trous. Calcaire fissuré Figure N° 02 : 02 types de sources

Couche im ér érm méabl éablee Cours VRD, 3Lic GC/SC

Mme SOUDANI.K

2

 

Chapitre : Alimentation en Eau Potable 3)- LES EAUX DE SURFACE Ce sont toutes les eaux de rivières, oueds, lacs et barrages, contrairement aux eaux des nappes et sources, les eaux de surfaces sont souvent polluées ou impropres à la consommation. Un traitement de ces eaux est donc indispensable avant la distribution. Il est préférable ainsi pour mieux atténuer le degré de pollution de ces eaux d’opérer par des captages en amont d’une agglomération quand il s’agit d’un oued ou d’une rivière, ou encore par un captage direct sur le fond d’un lit d’oued. II- TRAITEMENT D’UNE EAU POTABLE Une eau captée en surface ne peut être consommée sans un traitement  préalable. Ce traitement sera indispensable pour en améliorer les qualités physiques, chimiques et biologiques en conformité avec les exigences e xigences de la santé publique. Pour qu’une eau devienne potable, il est souvent nécessaire d’entreprendre un traitement qui comprend deux étapes. 1-  Elimination des matières solides en suspension : il d’agit là d’une épuration plutôt sommaire qui consiste en une simple décantation physique à très faible vitesse, comme on peut également procéder par une filtration à travers un milieu poreux (matériaux grenus). 2-  Le deuxième mode est la stérilisation qui consiste à éliminer les germes pathogènes contenues dans l’eau. Pour ce faire, le procédé le plus utilisé est le processus d’oxygénation chimique. Il s’agit de l’introduction dans l’eau de l’oxygène naissant  par l’intermédiaire du chlore et ses dérivées. Par une double réaction chimique le chlore forme avec l’eau de l’acide chlorhydrique et de l’oxygène naissant à partir d’une dose moyenne de 0,30 ml de chlore par litre d’eau à traiter. tr aiter. III- ADDUCTION D’EAU POTABLE C’est le transport de l’eau depuis la zone de captage jusqu’aux points d’utilisation ou encore réservoirs de stockage. L’adduction de l’eau peut avoir avant ou après le traitement de celle-ci, elle peut se réaliser de deux façons différentes : 1)- Adduction par écoulement à surface libre ou écoulement gravitaire : C’est le mode de transport le plus économique car un tel écoulement ne nécessite pas l’apport d’une machine hydraulique telle une pompe. En effet, lorsqu’il existe une dénivelée entre la zone de captage et celle de stockage, l’eau peut s’écouler par gravité et à surface libre moyennant une pente appropriée. Si ce type d’écoulement est assez rare en A.E.P, il est en revanche assez fréquent en assainissement. 2) - Adduction par écoulement en charge ou à partir de conduites forcées : C’est le mode d’écoulement le plus utilisé notamment lors de la distribution de l’eau  potable. L’eau est refoulée à l’intérieur l’intérie ur de conduites pleines et étanches, celles-ci sont soumises à des pressions différentes de la pression atmosphérique. Si l’adduction par refoulement est tributaire des pompes, elle assure en revanche une meilleure protection contre la pollution des eaux compte tenu de l’étanchéité des conduites en charges.

Cours VRD, 3Lic GC/SC

Mme SOUDANI.K

3

 

Chapitre : Alimentation en Eau Potable IV- ACCUMULATION (STOCKAGE DANS LES RESERVOIRS) La nécessité des réservoirs de stockage avant la distribution de l’eau potable a  plusieurs intérêts : -  Elle permet de fournir des débits d’eaux réguliers et à l’abri de toutes défections pouvant émaner d’un système de pompage par exemple. -  Elle fourni des débits appréciables pouvant satisfaire le service incendie. -  Elle assure une meilleure régulation des pompes qui de ce fait peuvent fonctionner uniquement la nuit. -  Placé dans des points élevés un réservoir assure des pressions de services satisfaisantes. Lorsqu’il y a de très fortes déclivités du terrain, il est nécessaire de prévoir un réservoir dans chaque région c'est-à-dire à des altitudes différentes. Cette mesure  permet d’éviter l’utilisation de réducteurs de pression. La distribution est alors dite « distribution étagée ». Pour ce qui est du dimensionnement de ces réservoirs, leur capacité tient compte de la consommation de pointe pouvant être desservie par ces derniers ainsi que du système de pompage utilisé. -  Pour ce qui est d’un pompage continu par exemple, la capacité du réservoir doit être supérieure à 50% de la consommation de pointe journalière sans tenir compte de la réserve pour la protection incendie.

 

-

Pour un pompage uniquement, la capacité des réservoirs doit être comprise entre 1,20nocturne et 1,50 fois la consommation journalière.

V – DISTRIBUTION D’EAU POTABLE La distribution consiste en la dotation des usagers en matière d’eau potable à  partir d’un réseau constitué de conduites forcées ainsi que d’un système de robinetterie et ouvrages accessoires. Le réseau de distribution peut être ramifié ou encore maillé. 1)- EVALUATION DES BESOINS EN EAU POTABLE Les besoins en eau potable sont définis comme suit :  

Usage domestique : 150l / j /h ; soit 900l / j /logement.

 

Services et équipements : références de « planification et infrastructure externe des Z.H.U.N » Ecole, maternelle, crèche, C.E.M et secondaire : 20l / j / élève Centre de formation à caractère technique : 80l / j / élève Centre commercial : 04l / j / m2  Locaux administratifs : 10l / j /m2  Centre de soin : 05l / j /m2  Cinéma et bibliothèque : 04l / j /m2  Terrains de sports : 01l / j / m2  Marché : 05 / j / m2  Petites mosquées : 100l / j Hôtel : 120l / j / lit.

-  -  -  -  -  -  -  -  -  - 

Cours VRD, 3Lic GC/SC

Mme SOUDANI.K

4

 

Chapitre : Alimentation en Eau Potable 2)- ESTIMATION DES DEBITS D’EAU POTABLE En considérant que les consommations d’eau ne sont pas linéaires (homogènes) durant les 24 heures de la journée, et afin de tenir compte d’éventuelles pertes dans le réseau de distribution, il est tenu compte dans le calcul du débit d’un coefficient de  pointe (P) ainsi que d’une valeur approximative pour pour la compensation des pertes. Le débit de pointe est donné par l’expression suivante :



 

, .  . .   

Formule dans laquelle : -  -  -  -  - 

QP = débit de pointe en (l / s) 1,15 = compensation à hauteur de 15% des pertes dans le réseau de distribution D = dotation individuelle journalière (150 l / j)  N = nombre d’habitants desservis par le réseau de distribution P = codifient de pointe (la valeur de P est souvent prise à 3)

3)- SERVICE INCENDIE Le service incendie nécessite une quantité d’eau de 120 m 3 qui doit être fournie de façon continue pendant une période de 02 heures, soit un débit de prés de 17 l / s. La bouche d’incendie ou encore le poteau d’incendie doivent débiter cette quantité sous une pression de 1 bar au minimum à partir de conduites dont le diamètre équivaut à 100 mm au minimum. Ces ouvrages doivent être implantés de telle sorte que chacun  puisse couvrir un rayon de 200 à 300 m. La pression nécessaire peut être ramenée exceptionnellement à 0,60 bar tout en admettant que durant un sinistre (incendie) la distribution d’eau aux usagers peut être affectée. Le principe est qu’une conduite assurant l’alimentation de certains riverains ainsi que d’une bouche d’incendie sera calculée pour un débit minimal de 17 l / s, sans  pour autant tenir compte du cumul.

Cours VRD, 3Lic GC/SC

Mme SOUDANI.K

5