Réseaux Adduction

OUVRAGES CONSTITUTIFS DE SYSTEMES D’AEP  A DDUCTION DDUCTI ON - RESERVOI RS - RESEAUX DE DI STRI ST RIB B UTION UTION

LES RÉSEAUX D’ADDUCTION  Ils sont généralement sous pression. L'écoulement se fait,  A la faveur d'une dénivelée (énergie potentielle disponible), on parle d'écoulement Gravitaire (sous pression en ce qui concerne le présent cours).  A la

faveur d'une puissance hydraulique fournie par une pompe, on parle d'écoulement par refoulement r efoulement .

Adduction gravitaire

Il s'agit d'amener l'eau d'un point haut vers un point bas et l'énergie potentille disponible est suffisante pour le transport du débit souhaité au point bas. La dénivelée H et les limites techniques de vitesse imposent le diamètre. Jxl(m) ≤ H(m) ; V(m/s) ≤ (Di(mm) /50)0.5

Une pression résiduelle P est exigée à l’arrivée

2

2

V        B  Z       P   Z       P     A    A   B   B   g  

2 2

. En négligeant les termes

L’équation devient

V 

2

et sachant qu'on a P A = PB = Pression atmosphérique,

2 g 

 Z  A

Z  B  pdc H

Cela veut dire que l'on peut retenir un diamètre D qui laisserait passer le débit désiré en engendrant des pertes de charge au plus égale à H.

4

(10 / 3)

2

 xQ  xL

2

2  s

 xK   xD

(16 / 3)

2

 H 

 Dth

10,29 xQ  xL 2  s

 K   xH 

( 3 / 16 )

avec

Q(m3 / s )  Dth , L(m)

Calcul Dth = f(dénivelée, Q, Ks/matériau )

Choix de Dcommercial N.B. Si Dcommercial < Dth;

 Q < Qrecherché

→

Donc il faut Dcommercial ≥ Dth → Q > Qrecherché

Pour Dcommercial retenu on calcule le Q max qui pourrait passer et la vitesse qui en découlerait: V devrait satisfaire aux conditions de vitesse. Si le Q recherché est impératif on procède à une régulation

On vérifie qu’en tout point la ligne piézométrique est audessus de la canalisation

En tout point, la pression maximale dans le réseau ne doit pas dépasser la PN de la canalisation.

ADDUCTION PAR REFOULEMENT

Il faut apporter de l'énergie en A pour vaincre la dénivelée et les pertes de charge. La dénivelée est constante et dépend de la topographie des lieux. Le paramètre sur lequel on peut jouer reste les pdc qui, pour un débit donné varie en sens inverse du diamètre.

L’adduction par refoulement intervient quand il faut transporter un débit Q d’un point A vers un point B dans les cas ci-après : - La côte du point B est plus élevée que celle de A : il faut apporter de l’énergie pour vaincre la dénivelée entre A et B et les pertes de charge engendrées par l’écoulement du débit Q dans la canalisation de diamètre D

- La côte du point B est égale ou même plus basse que celle de A mais l’écoulement du débit Q demandé dans la canalisation de diamètre D engendre des pertes de charge supérieures à la dénivelée entre A et B : il faut apporter de l’énergie pour vaincre la différence entre dénivelée et perte de charge.

La puissance développée par une pompe pour élever un débit Q à une hauteur fictive est P = ρgQ(H + pdc) Pour élever le débit Q à la hauteur géométrique H donnée on peut à priori donner à la canalisation un diamètre quelconque car, en faisant varier la puissance du groupe élévatoire, on peut toujours obtenir le débit Q imposé.

Si on adopte un grand diamètre, le prix Pc de canalisation sera élevé; par contre j sera réduit et la puissance du groupe sera faible. On économisera sur le prix Pg du groupe et sur le prix Pe de l'énergie nécessaire au pompage. Si au contraire on adopte un petit diamètre, Pc (prix de canalisation) est plus faible, mais Pg et Pe seront plus élevés.

Le choix d'un diamètre de refoulement relève donc d’un compromis entre, d’une part le souci de réaliser le moins possible d’investissement (petit diamètre) et d’autre part le souci de réduire les charges d’exploitation: faible HMT engendre moins de charges énergétiques. Plusieurs approches de dimensionnement de la conduite de refoulement ont été proposées.

Formule de Bresse:

Formule de Bresse modifiée

 D( m )

 D( m )

0,5

1,5 xQ ( m 3 /  s ) (1 / 3)

0,8 xQ ( m 3 / s )

Formule simplifiée de Munier (1961):

 D( m )

(1 0,02 n) xQ (0m,53 /  s ) ; n : nbre d' heures de pompage /jour 

Condition de Flamant: V(m/s) ≤ 0.60 + D (m)

V ( m / s )

 Di ( mm )

50

0.50

Toutes ces formules donnent des D différents. Le choix du diamètre à mettre en place dépend des contraintes financières d’investissement et de charges d’exploitation Très on recherche un compromis entre les deux charges

En refoulement il est reconnu que les vitesses économiques sont comprises entre 0,70 et 0,80m/s

EXERCICE II

Pour l’alimentation en eau d’une ville dont les besoins journaliers de pointe sont de 3456m3, il est prévu le captage d’une source située au flan d’une colline. L’aménagement de la source comporte un trop plein permettant une côte constante de plan d’eau de 363,27m. Le débit de la source est supérieur au débit capté. Une canalisation en fonte acier revêtu (Ks = 90) relie l’ouvrage de captage de la source à une bâche. L’eau de la bâche est ensuite refoulée vers un réservoir. 1 / Dimensionner la conduite d’adduction et vérifier la position de la ligne piézométrique par rapport au sol. 2 / Il existe un important stock de conduites en fonte acier revêtu de diamètre 200 mm. Sachant qu’en tout point la côte piézométrique doit être supérieure ou égale à la côte du TN, quelle est la longueur maximale de conduites DN 200 mm qui puisse être utilisée en série avec du DN 250 mm. °

°

Tronçons

S -A

A – B

B-C

C-D

Côte T.N extrémité (m) Longueur(m)

346.27

346.27

346.27

342.27

500

700

300

500

EXERCICE III

Le projet d’AEP de la ville de Sourgbila prévoit entre autres les installations ci-après. - une station de pompage qui refoule 150m3/h dans une tour de répartition - une conduite en fonte revêtement ciment (12 000m) qui relie la station de pompage à la tour - une tour de répartition qui dessert gravitairement deux décanteurs - deux conduites en fonte revêtement ciment qui relie chacune la tour à un décanteur - un décanteur de 100m3/h: cote arrivée = 316,00m; Longueur conduite = 200m - un décanteur de 50m3/h: cote arrivée = 315,00m; Longueur conduite = 250m 323,00m

305,00m 316,00m L = 200m 100m3/h

298,000

315,00m L = 250m 50m3/h

323,00m

305,00m 316,00m L = 200m 100m3/h

298,000

315,00m L = 250m 50m3/h