Chapitre III :
Dimensionnement du
réseau
Le réseau d'AEPS fonctionnera en respectant le principe
suivant : « Des forages, l'eau sera pompée à l'aide
d'énergie thermique ou photovoltaïque pour alimenter le
château d'eau. Cette eau sera distribuée dans le réseau
pour alimenter les bornes fontaines. »
1. Dimensionnement du réseau de distribution
1.1. Structuration du réseau de distribution
Le réseau de distribution sera constitué :
1) Des conduites principales, secondaires et tertiaires en
PVC.
2) D'installation de sécurité et de
régulation telles que les ventouses, les vidanges, les vannes...
3) Des points de dessertes (Bornes fontaines uniquement).
4) Tout ce réseau sera alimenté par un
château d'eau situé à une altitude (ZTN) de 300,00m.
Remarque :
1) Nous n'avons pas exclu la possibilité de trouver
d'autres sources pour alimenter les populations, pour cela nous dimensionnerons
les conduites en prenant en compte les besoins en eau et des hommes et des
animaux.
2) Il n'y aura que des bornes fontaines pour ce qui est des
branchements sur ce réseau. Il n'y a pas de branchements privés.
Cela implique que le débit au niveau d'une conduite reliée
à une borne fontaine a la même valeur que le débit de
ladite borne fontaine.
31
Jean SAWADOGO, Mémoire de Licence Professionnelle en
Génie Civil BTP. IUT-UK/CINTECH
«Etude de Faisabilité d'un système
d'Approvisionnement en Eau Potable Simplifié -AEPS- Taffogo»
1.2. Dimensionnement des bornes fontaines
Le schéma du réseau nous montre neuf (09) Bornes
Fontaines.
Chaque borne fontaine alimente à l'horizon 2035 :
Population humaine : 15462/9 =1718hbts ;
Bovins : 6874/9=674 têtes ;
Caprins : 15959/9=1774 têtes ;
Ovins : 13673/9 =1520 têtes.
Nous pouvons alors estimer le débit au niveau de ses
bornes fontaines connaissant les consommations spécifiques des
différentes populations.
? ????*??
On a Q=
3600*???? ;
Cs : Consommation spécifique ;
N : Nombre d'habitant par borne fontaine ; Tbf : Temps de
fonctionnement
Q= 1718*10+674*5+1774*3+1520*3 ; Q=0.71 l/s
3600*12
Pour des raisons pratiques, nous allons considérer
QBF=0,75L/s pour la suite du dimensionnement et trois (03)
robinets par bornes fontaines.
1.3. Dimensionnement des conduites du réseau de
distribution
Le réseau de notre projet est de type ramifié.
Le dimensionnement des conduites sera fait par la méthode aval-amont. Le
tableau suivant est un récapitulatif des débits du réseau
de distribution.
Pour parvenir à adopter une conduite d'un diamètre
donné, il faut passer par des étapes :
Première étape : Il faut
déterminer les longueurs des différents tronçons,
repérer le nombre de bornes fontaines sur les tronçons et
calculer les débits théoriques sur ces tronçons. Nous
tenons à souligner qu'il n'y a pas de branchements privés sur le
réseau, le débit théorique sur un
32
Jean SAWADOGO, Mémoire de Licence Professionnelle en
Génie Civil BTP. IUT-UK/CINTECH
«Etude de Faisabilité d'un système
d'Approvisionnement en Eau Potable Simplifié -AEPS- Taffogo»
tronçon équivaut au débit en aval dudit
tronçon : Qtronçon = Qaval. On néglige le débit de
route et le débit fictif. Le tableau suivant est un récapitulatif
du calcul des débits.
Tableau N° IX: récapitulatif sur le calcul
des débits théoriques
|
Tronçon
|
Longueur (m)
|
NBF sur la
conduite
|
Q Aval
|
Q tronçon
|
|
BF10-N42
|
27,77
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N42-N31
|
1749
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
BF9-N31
|
32,1
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N31-N30
|
50
|
0
|
1,50
|
1,50
|
|
N30-N29
|
14,45
|
0
|
1,50
|
1,50
|
|
BF11-N41
|
13,38
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N41-N40
|
102,5
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N40-N39
|
74,75
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N39-N38
|
666
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N38-N37
|
200,5
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N37-N36
|
145,5
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N36-N35
|
267,35
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N35-N34
|
207,9
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N34-N33
|
83,5
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N33-N32
|
192,85
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N32-N29
|
70,6
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N29-N28
|
31
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
N28-N27
|
38,75
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
N27-N26
|
45
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
N26-N25
|
1024,1
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
N25-N22
|
412,65
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
BF7-N24
|
14,72
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N24-N23
|
426,35
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N23-N22
|
253,6
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N22-N21
|
274,9
|
0
|
3,00
|
3,00
|
|
N21-N20
|
315,35
|
0
|
3,00
|
3,00
|
|
N20-N19
|
317,16
|
0
|
3,00
|
3,00
|
33
Jean SAWADOGO, Mémoire de Licence Professionnelle en
Génie Civil BTP. IUT-UK/CINTECH
«Etude de Faisabilité d'un système
d'Approvisionnement en Eau Potable Simplifié -AEPS- Taffogo»
|
N19-N18
|
126,07
|
0
|
3,00
|
3,00
|
|
N18-N17
|
387,97
|
0
|
3,00
|
3,00
|
|
N17-N16
|
380,57
|
0
|
3,00
|
3,00
|
|
N16-N1
|
201,4
|
0
|
3,00
|
3,00
|
|
BF4-N15
|
23,6
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N15-N14
|
111,48
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N14-N13
|
945,87
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
BF3-N13
|
14,15
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N13-N10
|
14,12
|
0
|
1,50
|
1,50
|
|
BF5-N12
|
18,31
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N12-N11
|
955,67
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N11-N10
|
427,27
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N10-N9
|
342,12
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
N9-N8
|
593,67
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
N8-N6
|
212,93
|
0
|
2,25
|
2,25
|
|
BF2-N7
|
16,24
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N7-N6
|
99
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N6-N2
|
155,93
|
0
|
3,00
|
3,00
|
|
BF1-N5
|
31,55
|
1
|
0,75
|
0,75
|
|
N5-N4
|
195,4
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N4-N3
|
55,12
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N3-N2
|
204,22
|
0
|
0,75
|
0,75
|
|
N2-N1
|
64,4
|
0
|
3,75
|
3,75
|
|
N1-CH
|
169,94
|
0
|
6,75
|
6,75
|
|
Total
|
12798,73
|
9
|
|
6,75
|
Deuxième étape : Paramètres de
détermination de la hauteur du château
1) Les diamètres : Après avoir
déterminé les débits théoriques, nous calculerons
les diamètres
des conduites des différents tronçons par la
relation suivante de Bernoulli : D= f 4x2
irxV. Avec :
1) Q le débit sur tronçon (L/s) ;
2) V la vitesse maximale admissible (v=1m/s).
34
Jean SAWADOGO, Mémoire de Licence Professionnelle en
Génie Civil BTP. IUT-UK/CINTECH
«Etude de Faisabilité d'un système
d'Approvisionnement en Eau Potable Simplifié -AEPS- Taffogo»
Nous notons que les tuyauteries sont en Polychlorure de Vinyle
(PVC) de la classe de Pression Normale (PN) 10 bars.
2) Choix des diamètres normalisés des
tuyauteries et calcul des pertes de charges: Nous procédons par
le choix des diamètres normalisés puis nous calculons les pertes
de charges
)
engendrées sur les différents tronçons par
la relation de Manning Strickler:
J=Lx(10.29????2
16
3
????2????
Avec :
1) D le diamètre intérieur de la conduite ;
2) Ks le coefficient de Manning Strickler.
Les pertes de charges : En considérant des pertes de
charges singulières équivalant à 10°/o des
pertes de charges linéaires, nous déterminons les valeurs des
pertes de charges totale (LH) sur
).
chaque tronçon par la relation LH
=1,10xJ ? LH =1,10x Lx(10.29????2
16
3
????2????
3) Détermination de la cote
piézométrique Z*: Après avoir calculé les
pertes de charges sur chaque tronçon nous pouvons calculer la Cote
piézométrique de l'extrémité avale de chaque
tronçon (Z*). La pression de service (Pser) est fixée à
cinq mètre de Colonne d'Eau (5 mCE). Z* est donnée par la
relation suivante : Z*=ZTN+LH+Pser
4) Détermination de la cote maximale Zmax
: La détermination de Z* permet de retrouver la cote maximale
Zmax. Zmax= maximum entre les Z*.
5) Détermination des pressions réelles
dans les conduites : En déterminant la cote maximale Zmax nous
pouvons déterminer les pressions réelles dans les
différentes conduites par la relation : Pre= Zmax - (ZTN+
LH)
Nous calculons les vitesses réelles à partir de
la relation de Bernoulli avec les valeurs des diamètres
intérieurs (DI) des conduites.
NB : La vitesse
d'écoulement d'eau potable dans une conduite en plastique (PVC) doit
être comprise entre 0.3 et 1m/s.
Dans le cas où la vitesse ne respecte pas ces marges,
il faut passer au petit ou au grand diamètre de valeur plus proche.
6) Détermination de la hauteur sous radier du
château : elle est enfin obtenue par la relation Hr = Zmax-ZTN.
La côte TN de château étant connue. D'après les
calculs nous pouvons résumer les résultats sur les conduites du
réseau de distribution : Voir le tableau récapitulatif
suivant.
35
Jean SAWADOGO, Mémoire de Licence Professionnelle en
Génie Civil BTP. IUT-UK/CINTECH
«Etude de Faisabilité d'un système
d'Approvisionnement en Eau Potable Simplifié -AEPS- Taffogo»
Tableau N° X : Etape n°2 ; Paramètres de
détermination de la hauteur du château
|
Tronçon
|
Q
(l/s)
|
Long
(m)
|
Dcalculé (mm)
|
DN
(mm)
|
DI
(mm)
|
?H
(m)
|
Ztn
(m)
|
Pser
(mCE)
|
Z* (m)
|
Z max
(m)
|
Pression
réelle
(mCE)
|
V
(m/s)
|
ZTN CE (m)
|
Hauteur
du
château
(m)
|
|
BF10-N42
|
0,75
|
27,77
|
30,9
|
63
|
57
|
0,053
|
301,66
|
5
|
306,71
|
306,7
|
5
|
0,29
|
300,00
|
6,71
|
|
N42-N31
|
0,75
|
1749
|
30,9
|
75
|
67,8
|
1,324
|
301,31
|
0
|
302,63
|
4,079
|
0,21
|
|
BF9-N31
|
0,75
|
32,1
|
30,9
|
63
|
57
|
0,061
|
299,19
|
5
|
304,25
|
7,462
|
0,29
|
|
N31-N30
|
1,5
|
50
|
43,7
|
75
|
67,8
|
0,151
|
299,16
|
0
|
299,31
|
7,402
|
0,42
|
|
N30-N29
|
1,5
|
14,45
|
43,7
|
75
|
67,8
|
0,044
|
299
|
0
|
299,04
|
7,669
|
0,42
|
|
BF11-N41
|
0,75
|
13,38
|
30,9
|
63
|
57
|
0,026
|
301,34
|
5
|
306,37
|
5,347
|
0,29
|
|
N41-N40
|
0,75
|
102,5
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,078
|
300,22
|
0
|
300,3
|
6,415
|
0,21
|
|
N40-N39
|
0,75
|
74,75
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,057
|
300,99
|
0
|
301,05
|
5,666
|
0,21
|
|
N39-N38
|
0,75
|
666
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,504
|
299,92
|
0
|
300,42
|
6,289
|
0,21
|
|
N38-N37
|
0,75
|
200,5
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,152
|
298,23
|
0
|
298,38
|
8,331
|
0,21
|
|
N37-N36
|
0,75
|
145,5
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,11
|
297,93
|
0
|
298,04
|
8,673
|
0,21
|
|
N36-N35
|
0,75
|
267,35
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,202
|
298,15
|
0
|
298,35
|
8,361
|
0,21
|
|
N35-N34
|
0,75
|
207,9
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,157
|
298,96
|
0
|
299,12
|
7,596
|
0,21
|
|
N34-N33
|
0,75
|
83,5
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,063
|
299,12
|
0
|
299,18
|
7,53
|
0,21
|
|
N33-N32
|
0,75
|
192,85
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,146
|
299,11
|
0
|
299,26
|
7,457
|
0,21
|
|
N32-N29
|
0,75
|
70,6
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,053
|
299,19
|
0
|
299,24
|
7,47
|
0,21
|
|
N29-N28
|
2,25
|
31
|
53,5
|
90
|
81,4
|
0,08
|
299,2
|
0
|
299,28
|
7,433
|
0,43
|
|
N28-N27
|
2,25
|
38,75
|
53,5
|
90
|
81,4
|
0,1
|
299,24
|
0
|
299,34
|
7,373
|
0,43
|
|
N27-N26
|
2,25
|
45
|
53,5
|
90
|
81,4
|
0,116
|
299,31
|
0
|
299,43
|
7,287
|
0,43
|
|
N26-N25
|
2,25
|
1024,1
|
53,5
|
90
|
81,4
|
2,631
|
299,29
|
0
|
301,92
|
4,792
|
0,43
|
|
N25-N22
|
2,25
|
412,65
|
53,5
|
90
|
81,4
|
1,06
|
296,86
|
0
|
297,92
|
8,793
|
0,43
|
|
BF7-N24
|
0,75
|
14,72
|
30,9
|
63
|
57
|
0,028
|
298,87
|
5
|
303,9
|
7,815
|
0,29
|
|
N24-N23
|
0,75
|
426,35
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,323
|
298,87
|
0
|
299,19
|
7,52
|
0,21
|
|
N23-N22
|
0,75
|
253,6
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,192
|
296,02
|
0
|
296,21
|
10,501
|
0,21
|
36
Jean SAWADOGO, Mémoire de Licence Professionnelle en
Génie Civil BTP. IUT-UK/CINTECH
«Etude de Faisabilité d'un système
d'Approvisionnement en Eau Potable Simplifié -AEPS- Taffogo»
|
N22-N21
|
3
|
274,9
|
61,8
|
90
|
81,4
|
1,256
|
295,62
|
0
|
296,88
|
|
9,837
|
0,58
|
300
|
|
N21-N20
|
3
|
315,35
|
61,8
|
90
|
81,4
|
1,44
|
295,05
|
0
|
296,49
|
10,223
|
0,58
|
|
N20-N19
|
3
|
317,16
|
61,8
|
90
|
81,4
|
1,449
|
294,6
|
0
|
296,05
|
10,664
|
0,58
|
|
N19-N18
|
3
|
126,07
|
61,8
|
90
|
81,4
|
0,576
|
294,43
|
0
|
295,01
|
11,707
|
0,58
|
|
N18-N17
|
3
|
387,97
|
61,8
|
90
|
81,4
|
1,772
|
294,45
|
0
|
296,22
|
10,491
|
0,58
|
|
N17-N16
|
3
|
380,57
|
61,8
|
90
|
81,4
|
1,738
|
295,81
|
0
|
297,55
|
9,165
|
0,58
|
|
N16-N1
|
3
|
201,4
|
61,8
|
90
|
81,4
|
0,92
|
296,46
|
0
|
297,38
|
9,333
|
0,58
|
|
BF4-N15
|
0,75
|
23,6
|
30,9
|
63
|
57
|
0,045
|
295,65
|
5
|
300,7
|
11,018
|
0,29
|
|
N15-N14
|
0,75
|
111,48
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,084
|
295,65
|
0
|
295,73
|
10,979
|
0,21
|
|
N14-N13
|
0,75
|
945,87
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,716
|
294,7
|
0
|
295,42
|
11,297
|
0,21
|
|
BF3-N13
|
0,75
|
14,15
|
30,9
|
63
|
57
|
0,027
|
294,7
|
5
|
299,73
|
11,986
|
0,29
|
|
N13-N10
|
1,5
|
14,12
|
43,7
|
90
|
81,4
|
0,016
|
294,59
|
0
|
294,61
|
12,107
|
0,29
|
|
BF5-N12
|
0,75
|
18,31
|
30,9
|
63
|
57
|
0,035
|
292,77
|
5
|
297,8
|
13,908
|
0,29
|
|
N12-N11
|
0,75
|
955,67
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,723
|
292,77
|
0
|
293,49
|
13,22
|
0,21
|
|
N11-N10
|
0,75
|
427,27
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,323
|
292,11
|
0
|
292,43
|
14,28
|
0,21
|
|
N10-N9
|
2,25
|
342,12
|
53,5
|
90
|
81,4
|
0,879
|
294,7
|
0
|
295,58
|
11,134
|
0,43
|
|
N9-N8
|
2,25
|
593,67
|
53,5
|
90
|
81,4
|
1,525
|
292,58
|
0
|
294,11
|
12,608
|
0,43
|
|
N8-N6
|
2,25
|
212,93
|
53,5
|
90
|
81,4
|
0,547
|
293,25
|
0
|
293,8
|
12,916
|
0,43
|
|
BF2-N7
|
0,75
|
16,24
|
30,9
|
63
|
57
|
0,031
|
295,17
|
5
|
300,2
|
11,512
|
0,29
|
|
N7-N6
|
0,75
|
99
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,075
|
295,17
|
0
|
295,24
|
11,468
|
0,21
|
|
N6-N2
|
3
|
155,93
|
61,8
|
75
|
67,8
|
1,888
|
294,91
|
0
|
296,8
|
9,915
|
0,83
|
|
BF1-N5
|
0,75
|
31,55
|
30,9
|
63
|
57
|
0,06
|
295,23
|
5
|
300,29
|
11,423
|
0,29
|
|
N5-N4
|
0,75
|
195,4
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,148
|
294,96
|
0
|
295,11
|
11,605
|
0,21
|
|
N4-N3
|
0,75
|
55,12
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,042
|
295,89
|
0
|
295,93
|
10,781
|
0,21
|
|
N3-N2
|
0,75
|
204,22
|
30,9
|
75
|
67,8
|
0,155
|
295,82
|
0
|
295,97
|
10,738
|
0,21
|
|
N2-N1
|
3,75
|
64,4
|
69,1
|
90
|
81,4
|
0,46
|
296,16
|
0
|
296,62
|
10,093
|
0,72
|
|
N1-CH
|
6,75
|
169,94
|
92,7
|
110
|
99,4
|
1,354
|
296,55
|
0
|
297,9
|
8,809
|
0,87
|
37
Jean SAWADOGO, Mémoire de Licence Professionnelle en
Génie Civil BTP. IUT-UK/CINTECH
«Etude de Faisabilité d'un système
d'Approvisionnement en Eau Potable Simplifié -AEPS- Taffogo»
Remarque :
1) Les vitesses d'écoulement de l'eau dans les
différents tronçons sont comprises entre 0.21 et 0,87 m/s. Bien
que la marge inférieure de la condition de vitesse (0,3= v= 1m/s) ne
soit pas respectée, les vitesses sont acceptables. En effet, les
vitesses d'écoulement inférieures à 0,3m/s entrainent
seulement des dépôts solides ; mais comme l'eau dans les conduites
est supposée « potable », nous admettons que ces
dépôts sont négligeables.
2) La pression au niveau des bornes fontaines est
égale à 5mCE, les pressions de l'eau dans les différentes
conduites sont comprises entre 4.79 et 13,908mCE. Soit 0,479 et 1,39 bar.
L'on considère qu'il y'a surpression dans une conduite
donnée si la pression de l'eau dans ladite conduite est
supérieure à 2 bars. Suivant cette logique, nous trouvons qu'il
n'y a pas de surpression dans une seule des conduites de ce réseau. Par
conséquent, le système est « en sécurité en
terme de pression »
Les calculs nous donnent une hauteur sous radier (Hr) du
château de 6,71m, mais comme nous admettons une possibilité
d'extension du réseau, nous convenons de prendre Hr =10m.
Tableau N° XI: récapitulatif sur les
conduites de distribution
|
Diamètre
|
PVC 63
|
PVC 75
|
PVC 90
|
PVC 110
|
LT
|
|
Longueur
|
191,82
|
7654,81
|
4782,16
|
169,94
|
12798,73
|
|
|
