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Evacuation des eaux pluviales en système séparatif par caniveaux superficiels. Cas du versant droit de la rivière Mbinza dans sa limite comprise entre la ligne de crête et la route de Matadi au quartier Mbinza Pigeon et conception d'un bassin de retenue( Télécharger le fichier original )par Aimé BISUDI BAZOLA Institut national du batiment et des travaux publics de Kinshasa - Ingénieur en batiment et travaux publics ( bac + 5 ) 2011 |
Ø(u)=1-1/T=1-0,1=0,9; u=-ln(-ln Ø(u)) ;u=-ln(-ln(0,90))=2,2503673 Ainsi nous calculons la pluie(X) pour une période de 10 ans de la manière suivante : X=aU+b ; X=28,97946173U+87,
682383461,pour U=2,2503673 on a X=152,8968173mm/24h? Nous venons de trouver deux valeurs d'intensités qui
sont calculées par 2 méthode, par la méthode de Louis
Duret on a l'intensité d'une pluie d'une heure ayant une période
de retour de 10 ans qui a comme valeur
CHAPITRE .III. CARACTERISTIQUES REPRESENTATIVES DU BASSIN VERSANTIII.1. IntroductionUn bassin versant peut être défini comme étant une superficie qui reçoit toutes les eaux pour les conduire en un seul point appelé exutoire. Le bassin versant en un point ou, dans une section droite d'un cours d'eau, est défini comme étant la surface topographique drainée par ce cours d'eau et ses affluents de telle façon que tout écoulement prenant naissance à l'intérieur de cette surface doit traverser la section normale considéré pour poursuivre sa trajectoire vers l'aval.. Donc un bassin versant est nécessairement lié à un exutoire. Le bassin versant est le cadre général des études hydrauliques urbaines, d'analyse de la qualité des eaux, de prospection, des captages, des plans de prévention des risques d'inondation. Pour notre cas, il s'agit uniquement du bassin versant hydrographique ou topographique défini à partir des lignes de crêtes topographiques (eaux pluviales) mis à part le bassin hydrogéologique qui s'occupe des eaux souterraines ou bassin réel et défini à partir des lignes de crêtes piézométriques (hauteur d'eau dans le sol). Ainsi, pour une conception d'un réseau d'évacuation des eaux pluviales, il importe que le projecteur définisse soigneusement les limites du bassin de drainage, qu'il maîtrise parfaitement le mécanisme d'écoulement des eaux de ce bassin et qu'il détermine les caractéristiques représentatives de ce dernier, puisque une mauvaise délimitation du bassin de drainage conduira à des résultats, et mécanisme d'écoulement faux et non réel, le bassin versant est délimité par la ligne de crête ou la ligne de partage des eaux ainsi que la ligne de thalweg ou la ligne de concentration des eaux. Tout au long du temps de pluie, les eaux auront tendance à couler par gravité et en suivant les chemins les plus courts (lignes de plus grandes pentes) vers les zones les plus bas du relief. III.2. Caractéristiques représentatives du bassin versantLes caractéristiques du bassin versant influencent fortement sa réponse hydrologique, le mécanisme d'écoulement, précisément le régime des écoulements en période de crue et d'étiage. Chaque bassin versant se caractérise par différents paramètres suivants : Ø Topographique (surface, pente) ; Ø Pédologiques (nature et capacité d'infiltration des eaux) ; Ø Urbanistiques (présence des bâtiments, Voirie etc...). Les principales caractéristiques représentatives d'un sous-bassin versant sont les suivantes : Ø La zone d'intéressement ou superficie ; Ø La longueur des collecteurs ; Ø Les pentes ; Ø Le coefficient de ruissellement. III.2.1. Aire d'impluvium ou surface du bassin versant9(*)III.2.1.1. Méthode de délimitation des sous-bassinsLe découpage des bassins en sous bassins peut être lié ou défini par : v La topographie des lieux : l'eau coule des points hauts vers le point bas et le réseau doit suivre cette logique, il doit donc suivre les thalwegs en collectant au fur et à mesure des zones de plus en plus basses ; v Un plan d'urbanisation (si celui-ci existe) :le réseau doit suivre dans la mesure du possible les voies de circulation dans le cas de canal à surface libre(cas de notre projet). Il n'est pas toujours simple de délimiter les sous bassins, il ya toujours plusieurs solutions possibles de découpage en sous bassins en respectant les contraintes précédente, mais aussi l'expérience du projeteur est important. Ainsi, les lignes caractéristiques du terrain naturel (ligne de crête et ligne de thalweg) nous ont aidés à une bonne délimitation. Les limites du bassin de drainage, une fois définies, nous pouvons les diviser en 19 sous-bassins ou surfaces élémentaires, et chacun tributaire d'un point d'entrée du réseau. Coste et Loudet nous recommandent de commencer à esquisser le schéma d'ossature du réseau et les principaux points d'entrée dans la structure, puis délimiter les sous-bassins lesquels sont délimités par les lignes isochromes. A ce stade, la meilleure démarche consiste à tenir compte des informations suivantes à recueillir : Ø Occupation potentielle du territoire ou occupation de sols (actuelle et future) : nature des surfaces ; Ø Type de sol (configuration géologique et mécanique ou degré de perméabilité) ; Ø Couverture végétale et la longueur du plus long parcours des écoulements en surface rapportés à la pente. La longueur ou cheminement du drainage en surface et la pente déterminent le temps d'entrée des courants de ruissellement dans le réseau. Pour le cas de notre site, nous avons divisé notre bassin versant en 19 sous-bassins versants comme c'est indiqué dans le plan topographique annexé. III.2.1.2. Superficie d'intéressement des sous-bassinsLa superficie d'intéressement de chaque sous-bassin est déterminée par la subdivision de celle-ci en figures géométriques élémentaires dont nous savons calculer les surfaces à l'aide des formules géométriques élémentaires suivantes : Ø Rectangle : Où : S = surface en mètres carrés ; L = longueur en mètre et l = largeur en mètre Ø Carré : Où : C = côté en mètres Ø Triangle : Où : B = base en mètres et H = hauteur en mètres Ø Trapèze : Où : B = grande base en mètres ; b = petite base en mètres et H = hauteur en mètres. Tableau 7 : Superficie d'intéressement des sous-bassins
La superficie totale de notre site est de 110,78625 ha III.2.2. Longueur des collecteurs10(*)Cette longueur maximale représente la distance parcourue par les eaux des pluies depuis son extrémité amont jusqu'à son extrémité aval. C'est le cheminement du drainage en surface selon la pente qui détermine le temps d'entrée des courants de ruissellement dans le réseau. Nous signalons que la longueur maximale du plus long parcours de ruissellement par rapport à l'exutoire exprimée en mètre, si cette longueur est inférieure ou égale à 365m nous utilisons le modèle de Kerby , si cette longueur est supérieure à 365m nous utilisons le modèle de Kirpich. III.2.3. Les pentesLes pentes pour un collecteur constituent une donnée essentielle et propre à l'assainissement, puisque l'écoulement des eaux dans le réseau obéit à un certain nombre des règles et des paramètres dont la vitesse, la pente. détermination des pentes est importante car elle conditionne la pose des collecteurs, à noter que les pentes minimales (par mètre linéaire)à adopter pour les canalisations ne doivent descendre au-dessous de 0,004m/m à 0,005m/m et très exceptionnellement 0,003 ou 0,002m/m. L a pente ou la déclivité pour un tronçon se calcule de la manière suivante :
HA = altitude du point A HB = altitude du point B AB = distance entre le point A et le point B Les altitudes des points situés entre deux courbes de niveau sont déterminées par interpolation. Pour un bassin versant urbanisé dont le plus long cheminement hydraulique L de la canalisation d'évacuation est constitué des tronçons successifs ; la pente moyenne de ce cheminement est donnée par l'expression suivante :11(*)
Imoy = Pente moyenne Li = Les longueurs (L1, L2, .... Ln) entre courbes de niveaux successives sur la trajectoire du collecteur. La pente moyenne est une caractéristique importante qui renseigne sur la topographie du terrain. Elle est considérée comme variable indépendante et donne une bonne indication sur le temps de concentration et influence directement le débit de pointe lors d'une averse. III.2.4. Coefficient de ruissellementLe coefficient de ruissellement d'une surface donnée est le rapport du volume d'eau qui ruisselle au volume d'eau tombé sur elle. Ce coefficient de ruissellement C est à déterminer comme un facteur de contraction du débit. Aussi, dans l'application de la méthode rationnelle, C doit être évalué le plus justement possible car il doit englober de nombreux paramètres qui sont : - La nature de la surface du terrain ; - L'influence de la topographie et de la topo-urbanisation du bassin ; - La pente moyenne de la surface de ce terrain en direction de la décharge ; - L'intensité de la pluie ; - La' perméabilité des sols ; - Les conditions atmosphériques antérieures à la pluie, etc. Le coefficient de ruissellement dépend principalement de la densité des constructions (K. IMHOFF, 1968). C'est un facteur de contraction du débit. On considère selon le cas que le coefficient de ruissellement ne varie pas au cours d'une pluie quelques soient les caractéristiques de celles-ci, il s'agit alors du « coefficient de ruissellement constant ». Si le coefficient de ruissellement varie au cours d'une pluie, on parle du « coefficient de ruissellement variable ». Certaines valeurs proposées par les auteurs sont : 1° Coste et Loudet proposent dans le tableau 8 les coefficients suivants les types de sol ou d'occupation des sols. Tableau 8 : Les coefficients de ruissellement selon les types d'occupation des sols12(*)
Tableau 9 : Les coefficients de ruissellement selon la nature de la surface
Pour notre cas C = 0,9 puisque le quartier Binza Pigeon est urbanisée et avec une prédominance des chaussées revêtues, piste en ciment. Dans la pratique, si la zone considérée est assez étendue et d'aspects variés, il est indispensable de la décomposer en zones partielles ayant chacune son coefficient de ruissellement. Le coefficient pondéré de la zone globale sera alors la moyenne pondérée de ceux des zones partielles (Guerre, Gomella et Ballette). Nous avons alors :13(*)
Cp = Coefficient de ruissellement pondéré Ci = Coefficient de ruissellement partiel relatif à chaque mode d'occupation Ai = Surface correspondante aux coefficients Ci. Pour notre site, nous avons constaté une diversité de mode d'occupation du sol, ceci implique l'affectation des différents coefficients de ruissellement. Nous considérons pour notre projet que la surface est totalement imperméable (toitures, chaussées, trottoirs) dans cette zone où l'habitation est très dense, C=0,90. Tableau 10 : Caractéristiques représentatives des sous-bassins
III.3. Calcul du débit à évacuerIII.3.1. IntroductionLe débit d'un bassin étant la quantité d'eau qui s'écoule dans l'intervalle d'un temps donné, sa gestion dans le milieu urbain a aussi pour but d'éviter des dommages aux propriétés. Dès le début d'une averse, les sols s'humidifient par rétention d'une partie de la pluie qu'ils reçoivent .Lorsque le phénomène de saturation apparait, c'est-à-dire lorsque la vitesse de pénétration dans le sol tend vers zéro, il ya stockage de l'eau dans les dépressions du sol, ce qui se traduit par la formation des flaques avant la génération du ruissellement. La transformation pluie-débit Les relations pluie-débit évoluent des différentes phases de l'averse : Ø L'imbibition est caractérisée par une infiltration qui dépend de la nature et de l'occupation de sols, du relief, du degré de saturation. La vitesse d'infiltration d'une pluie est obtenue en se référant au coefficient K de la formule de Darcy ; Ø La phase transitoire correspond à la constitution d'un stock d'eau qui peut être important sur les terrains plats(pente<1%),avant d'obtenir la mise en pression nécessaire au ruissellement ; Ø Le régime permanent est obtenu par une intensité, un ruissellement et un écoulement constant ; La vidange intervient à la fin de l'averse par un prolongement dans les temps des apports d'eau décroissants. Plus le parcours dans le bassin versant ne sera long et son relief faible, plus la phase de vidange sera long14(*). Ø Le phénomène de saturation se manifeste après le début de l'averse, en un temp d'entrée dans le système qui varie de 2 à 20 minutes selon les observations établies sur différents milieux urbains. III.3.2. Méthode de calculIl existe plusieurs méthodes de calcul des débits pluviaux sur une superficie à assainir, à savoir : Ø Méthode rationnelle ; Ø Méthode superficielle ; Ø Méthode linéaire. Pour notre étude, nous allons nous atteler à décrire les deux premières méthodes. III.3.2.1. Méthode rationnelle15(*)Cette méthode est appropriée en ce qui concerne les bassins versants urbains et permet de calculer rapidement les débits de ruissellement maximaux pour des pluies uniformes tombant sur des bassins versants de faible superficie La méthode rationnelle est un excellent outil pour la détermination d'un hydrogramme. En effet, elle permet tout au long du développement du calcul, de rationnaliser les résultats et de dégager ainsi les meilleures caractéristiques du projet à retenir. Elle a pour finalité essentielle à évaluer, à mesurer l'avancement des calculs, le temps de concentration aux divers points caractéristiques de parcours d'un réseau et toute modification dans la résolution, entraîne nécessairement une itération de calcul. Elle admet que le débit de ruissellement est fonction à la fois de l'intensité et la durée de l'orage. Les hypothèses de la méthode rationnelles sont par conséquents les suivantes : Ø L'intensité de l'averse en mm/h est uniforme, dans les temps et dans l'espace, sur l'ensemble du bassin drainé ; Ø Le débit de pointe Qp en m3/s de l'hydrogramme de ruissellement est une fraction du débit précipité iA ; Ø L'intervalle de récurrence du débit de pointe Qp est le même que celui de l'averse d'intensité uniforme i ; Ø Le coefficient de ruissellement est invariable d'une averse à l'autre. Principes et Limite de la méthode rationnelle16(*) Elle est applicable à des petits bassins versants dont la superficie ne dépasse pas 4 km2soit 40 hectares, conditions de validité des considérations théoriques qui ont permis d'élaborer cette méthode. Cependant, on peut trouver certaines études où la méthode rationnelle est mise en oeuvre sur des surfaces allant jusqu'à 1000ha. Le projeteur devra dans ce cas extrême bien prendre conscience de l'incertitude sur les débits calculés en fonction de l'hétérogénéité de la surface réceptrice (François Noel CRES : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative, Assainissement Pluvial, Ecole Inter-états d'Ingénieur de l'Equipement Rural page 39) On démontre ainsi que pour une averse homogène dans le temps et dans l'espace, d'intensité i, le dédit maximum Q est atteint si la durée de l'averse est au moins égale au temps de concentration Tc du bassin. Nous calculons le débit de pointe en recourant à la formule originale améliorée par la notion d'abattement spatial :
Avec : Qp = Débit de pointe de l'hydrogramme en m3/s Ki = Constante d'homogénéité se rapportant aux unités C = Coefficient de ruissellement variant entre 0 et 0,95 å = Coefficient d'ajustement de l'intensité en fonction de la fréquence de l'averse, pour une averse d'une fréquence décennale, sa valeur est de 0,05 A = Superficie du bassin versant en ha I = Intensité de la précipitation en mm/h Détermination de ki en admettant les différentes étapes : Ø Le débit exprimé en m3/s ; Ø L'intensité en mm/h ; On aura : Ø La superficie en D' où l'expression :
D'où
Théoriquement la méthode rationnelle surestime les débits à évacuer dans la mesure où elle n'intègre en rien d'effet dynamique du réseau et notamment les effets de stockage. Par ailleurs, cette méthode est incapable de prendre en compte toute complexité structurelle du réseau (notamment l'existence d'ouvrages spéciaux) et toute complexité fonctionnelle du réseau (mise en charge, influence aval)( Source : François Noel CRES : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative, Assainissement Pluvial, Ecole Inter-états d'Ingénieur de l'Equipement Rural page 39). III.3.2.2. Méthode superficielle ou modèle de Caquot17(*)La méthode superficielle ou modèle de Caquot est une évolution de la méthode rationnelle. En faisant intervenir tous les mécanismes de l'écoulement, cette méthode permet de calculer, aux divers points caractéristiques des tronçons, le débit de pointe qui servira à détermination ultérieure des dimensions hydrauliques des ouvrages évacuateurs. C'est une des caractéristiques de la méthode qui oblige, dans le cours du calcul, la détermination des caractéristiques essentielles pour évaluer le temps de concentration. C'est un modèle déterministe de définition du débit de pointe prenant en considération l'effet de capacité du réseau, ce qui est important du point de vue des investissements. Il s'agit d'un modèle global s'appliquant à toute la surface considérée d'où l'expression courante de modèle superficiel de Caquot. Mais à la différence de la méthode rationnelle, il ne s'adresse qu'aux surfaces urbaines drainées par des réseaux. Caquot démontre, à propos de l'effet de capacité, que le débit, à l'instant où le réseau fonctionne au maximum (réseau plein), correspond exactement au volume tombé dans l'unité de temps, tandis que le volume tombé antérieurement a servi à la fois à l'écoulement, au remplissage des canalisations et à l'humidification de toutes les surfaces du bassin de réception, la capacité correspondante pouvant être grande s'il s'agit de terrains particulièrement perméables. III.3.2.3. Formules superficielles d'utilisation18(*)Pour élaborer les formules superficielles, l'on doit d'abord découper le pays en région de pluviométrie homogène raccordées à une évaluation statistique des paramètres a(F) et b(F) représentatifs de la pluie pour des périodes de retour de 1 an,2,5 et 10 ans, alors il est facile d'établir le catalogue des formules superficielles d'application courante correspondant aux bassins versants d'allongement moyen(L étant la valeur en hectomètre du plus long cheminement hydraulique et A la surface du bassin en hectares) M= L/ Les formules superficielles sont de la forme Mais il faudra corriger en tenant compte de la répartition spatiale des pluies et pour une fréquence décennale. Compte tenu qu'il est quelquefois nécessaire d'envisager des degrés de protection supérieure à la période de retour de 10 ans, voir inférieurs à la période de retour de 1 an, il a été admis d'affecter aux résultats obtenus sur la base de la période de retour de 10 ans des coefficients repris dans le tableau 11 ci-après : Tableau 11 : Tableau des coefficients f (T)
Cette relation dite de Caquot établie pour la Ville de Kinshasa est complétée par celle déterminant le débit par la méthode superficielle déjà citée. Si le débit est déterminé en m3/s, la formule est intitulée de la manière suivante :
Q0 = Débit de pointe en m3/s C = Coefficient de ruissellement pondéré. I = Pente en m/m, évaluée par sa valeur moyenne sur le développement total du parcours de l'eau, la prudence conduisant toutefois à recommander une estimation par excès en cas d'irrégularités accusées dans les déclivités des tronçons successifs. A = Superficie du bassin versant ou sous-bassin versant en ha. Cette formule est valable pour des bassins versants
d'allongement moyen où le rapport du plus long parcours d'eau L au
coté du carré équivalent Tableau 12 : Coefficient de correction du débit19(*)
Ce tableau traduit quantitativement le fait que pour une même surface A, plus le bassin est de forme allongée, plus le débit est très faible et inversement, car le temps de ruissellement se trouve augmenté ou réduit en conséquence. Par ailleurs, si l'on désire calculer le débit d'un bassin pour une périodicité probable différente de la périodicité décennale, il conviendra de multiplier le débit Q0 par le facteur ë donné par un abaque qui traduit une formule complexe de Caquot. Tableau 13 : Coefficient de correction ë21(*)
Limite de la méthode de Caquot Tout comme la méthode rationnelle, Caquot ne donne qu'une indication du débit maximum à l'exutoire du bassin versant, et rien sur la forme de l'hydrogramme (variation du débit en fonction du temps)ou le volume de la crue. Elle ne s'applique qu'à des bassins versants urbains, homogènes et équipes d'un réseau d'assainissement correctement dimensionné sans complexité structurelle et ou fonctionnelle. III.3.3. Choix de la méthode de calculPour le cas de notre projet, nous adaptons la méthode rationnelle parce qu'elle permet, tout au long du calcul de réseau, de rationaliser, d'optimiser et de dégager les meilleures caractéristiques du projet à retenir, et puisque les surfaces de nos bassins versants sont inférieures à 40km². Elle a pour finalité essentielle à évaluer, à mesurer de l'avancement des calculs, le temps de concentration aux divers points caractéristiques de parcours d'un réseau et toute modification dans la résolution, entraîne nécessairement une itération de calcul. III.3.4. Calcul du débit de pointe par la méthode rationnelleLe débit de pointe est le débit maximal. C'est le volume d'eau qui traverse une section perpendiculaire à l'axe du chenal par unité de temps. Ce débit de projet QP permet de déterminer les caractéristiques du canal comme : · La pente de l'ouvrage dans le sens d'écoulement ; · la forme et les dimensions de l'ouvrage (section) ; · la nature du revêtement de l'ouvrage. A savoir que pour notre réseau d'assainissement nous avons les collecteurs secondaires qui sont alimentés directement par les eaux drainées par les sous bassins et les collecteurs principaux qui collecte les eaux provenant des différents collecteurs secondaires.
1° Sous-bassin 1 : Collecteur 1-4
2° Sous-bassin 2 : Collecteur 2-3
3° Sous-bassin 3 : Collecteur 3-4
4° Sous-bassin 4 : Collecteur 5-6
5° Sous-bassin 5 : Collecteur 6-7
Q6-7=S4+S5=0,439+0,458=0,897 6° Sous-bassin 6 : Collecteur 8-9
7° Sous-bassin 7 : Collecteur 9-10
Q9-10=S6+S7=1,095+1,199=2,294 8° Sous-bassin 8 : Collecteur 11-12
9° Sous-bassin 9 : Collecteur 12-13
Q12-13=S8+S9=1,446+1,507=2,953 10° Sous-bassin 10 : Collecteur 14-15
11° Sous-bassin 11 : Collecteur 15-16
Q15-16=S10+S11=1,84+1,076=2,916 12° Sous-bassin 12 : Collecteur 17-18
13° Sous-bassin 13 : Collecteur 19-20
14° Sous-bassin 14 : Collecteur 21-22
15° Sous-bassin 15 : Collecteur S
16° Sous-bassin 16 : Collecteur 24-25
17° Sous-bassin 17 : Collecteur 26-27
18° Sous-bassin 18 : Collecteur 28-29
19° Sous-bassin 19 : Collecteur 30-23
Collecteurs principaux Tronçon4-7 ;Qp=Q(1-4)+Q(2-3)+Q(3-4)=2,714+0,848+0,886 Tronçon7-10 ;Qp=Q(4-7)+Q(5-6)+Q(6-7)=
4,448+0,439+0,458= Tronçon 10-13 ;Qp=Q(7-10)+Q(8-9)+Q(9-10)= =5,345+1,095+1,199= Tronçon 13-16 ;Qp=Q(10-13)+Q(11-12)+Q(12-13) =7,639+1,446+1,507= Tronçon 16-18 ;Qp=Q(13-16)+Q(14-15)+Q(15-16) =10,592+1,84+1,076= Tronçon 18-20 ;Qp=Q(17-18)+Q(16-18)=
13,508+0,519 Tronçon 20-22 ;Qp=Q(18-20)+Q(19-20)=
14,027+0,338 Tronçon 25-27 ;Qp=Q(24-25) =1,042 Tronçon 22-S ;Qp= Q(20-22)+Q(21-22)=
14,365+0,159 Tronçon 27-29 ;Qp=Q(25-27)+Q(26-27)=
1,042+0,344 Tronçon
29-23 ;Qp=Q(28-29)+Q(27-29) =0,932+1,386 Tronçon
S-23 ;Qp=Q(22-S)+Q(X-S) =14,524+0,042 Tronçon 23-B ;Qp=Q(S-23)+Q(30-23)+Q(29-23)=; =14,566+0,693+2,312= Tableau 14 : Récapitulatif des débits de pointe
CHAPITRE IV. CALCUL DU RESEAU D'EVACUATIONIV.1. IntroductionL'établissement d'un réseau d'assainissement adéquat d'une agglomération doit répondre à quelques objectifs, notamment : 1. Conception d'un réseau qui sera adapté aux besoins : Ø En assurant une bonne évacuation des eaux pluviales de manière à empêcher la submersion des zones urbaines et éviter toute stagnation dans les points les plus bas après les averses ; Ø En se rassurant des possibilités d'acceptabilité des rejets dans le milieu naturel tant en quantité qu'en qualité. 2. Minimiser les couts de fonctionnement du réseau 3. Protéger le milieu naturel. Le calcul d'un réseau d'eaux pluviales consiste : Ø A recueillir et d'analyser les données pluviométriques du site ; Ø A faire les études statistiques des pluies ; Ø A quantifier les débits que doivent transiter le réseau ; Ø A dimensionner les collecteurs et les ouvrages spéciaux ; Ø A une vérification du fonctionnement hydraulique de l'ensemble du réseau. Apres analyse des différentes considérations (économiques, techniques et environnementales), le type du réseau qui nous préoccupe est celui d'eau pluviale dans un système d'évacuation dit « séparatif ». Ainsi, notre étude sera orienté a essentiellement sur l'évacuation des eaux pluviales des averses qui tombent au quartier, appelé « Binza Pigeon ». Cette évacuation se fera dans les collecteurs ou canaux à ciel ouvert, un canal à ciel ouvert est une conduite où le liquide s'écoule avec sa surface libre soumise à la pression atmosphérique. L'écoulement est du à la pente du canal et de la surface du liquide. IV.2. Dimensionnement des collecteursLe dimensionnement des ouvrages fait appel à l'ensemble des lois hydrauliques en faisant appel à des hypothèses simples et réalistes, pour notre cas nous avons un écoulement permanent uniforme, c'est-à-dire il se rapporte à la condition par la quelle les caractéristiques de l'écoulement en un point quelconque ne varient pas avec le temps, ce qui signifie que les caractéristiques géométriques du canal sont constants tout au long du tronçon considéré : Ø La section mouillée ; Ø La pente ; Ø La rugosité des parois ; Ø Le tirant d'eau est constant tout au long du tronçon Néanmoins un écoulement permanent uniforme c'est un écoulement auquel on se réfère souvent dans l'étude des problèmes réels uniformes. IV.2.1. Détermination de la section des collecteursLa détermination des caractéristiques de la section intérieure des fossés à ciel ouvert se fait avec plusieurs formules proposées par différents auteurs. Mais nous nous intéressons à la formule proposée par MANNING -STRICKLER et qui s'énonce de la manière suivante
Partant de cette formule, nous pouvons déduire l'expression de la vitesse de l'écoulement de la manière suivante : G. DEGOUTTE : Aide Mémoire d'Hydraulique à surface libre page 13 issue de la formule générale :
Dans le cas de notre étude, nous avons adopté pour tout le réseau : des canalisations de section rectangulaire avec parois en béton armé. Le coefficient de rugosité n, selon MANNING STRICKLER vaut 0,014.
Avec : Et le rapport Ce coefficient donne une section rectangulaire disposée
verticalement, c'est-à-dire B (Base) est petite que la (Hauteur) H afin
d'obtenir un rayon hydraulique Section mouillée Périmètre mouillé Partant de notre rapport économique, nous trouvons : Et Remplaçons les valeurs (4) et (5) dans (3), nous obtiendrons Remplaçons aussi les valeurs (6) et (4) dans (1), nous obtiendrons
Où :
Nous calculons la base et la hauteur de chaque collecteur pour déterminer la section. Nous allons classifier nos collecteurs, c'est-à-dire par simplification d'exécutions et des calculs, tous les collecteurs secondaires (par tronçon : collecteur drainant les eaux de sous bassins) aurons les mêmes sections, c'est à à dire uniformité des sections, et pour les collecteurs principaux nous avons 2 catégories soit le collecteur semi principal 1 positionner le long de l'avenue Okito, Collecteur principal positionner le long de la route Matadi. A noter que pour tout le collecteur dont la section calculée donne une section faible nous admettons une section telque, cette section soit réaliste et exécutable sur terrain, c'est pourquoi nous allons prendre la section 0,85mx1,35 m relatif au tronçon 1 - 4. Illustration Collecteurs secondaires : Le dimensionnement des collecteurs se fait tronçon par tronçon, Tronçon 1-4
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de
Tronçon 2-3
Tronçon 12-13
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de
Nous avons vus que comme la pente de nos collecteurs d'un tronçon à un autre ne sont pas les mêmes puisque nous avons considéré la pente du projet égale à la pente du terrain naturel, nous avons choisi après analyse et calcul tout le tronçon pour le collecteur secondaire aurons la même section soit BxH=0,85mx1,35 m Collecteurs semi-principaux : Illustration Collecteurs 29 - 23:
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de
Collecteurs principaux : Nous avons vus que comme la pente de nos collecteurs d'un tronçon à un autre ne sont pas les mêmes puisque nous avons considéré la pente du projet égale à la pente du terrain naturel, et en comparant le débit de chaque tronçon, et les pentes , ceci nous permet de cibler un tronçon et de vérifier si pour les autres tronçon les dimensions trouvés satisferons les conditions ceci nous allons comparer le 1er groupe c'est-à-dire le tronçon 4-7 ;7-10 ;10-13 et 13-16(groupe 1). Illustration Collecteurs 10-13:
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de
Collecteurs 13-16:
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de
nous avons vus que la différence n'est pas vraiment énorme avec les résultats trouvés pour le tronçon 10-13,d'où nous prenons pour le tronçon 10-13 un collecteur de même dimension que celui de 13-16 Groupe 2 Le même raisonnement appliqué au dessus, est appliqué aussi ici pour le tronçon16-18 ; 18-20;20-22 ; 22-S ; S-23 ; 23-B) Illustration Collecteur 16-18
Collecteurs (23-B):
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de
nous avons vus que la différence n'est pas vraiment énorme avec les résultats trouvés pour le tronçon 16-18,d'où nous prenons pour le tronçon 16-18 ; 18-20;20-22 ;22-S ;S-23 un collecteur de même dimension que celui de 23-B Tableau 15 : La synthèse de toutes les sections des collecteurs
IV.2.2. Détermination de la section mouillée, périmètre mouillé, rayon hydraulique et vitesse effective pour chaque tronçonLes sections de collecteurs étant connu, le débit de pointe transitant le collecteur étant connu, nous pouvons déterminer le périmètre mouillé, la section mouillée, le rayon hydraulique, la vitesse effective de l'eau dans le canal. Section mouillée Périmètre mouillé Rayon hydraulique Vitesse effective Collecteurs Secondaires (section du collecteur 1-4 =2-3 =3-4 =5-6 =6-7 =8-9 =9-10 =11-12 ;12-13 ;14-15 ;15-16 ;17-18 ;19-20 ;21-22 ;SS' ;24-25 ;26-27 ;28-29 ;30-23) et collecteurs semi-principaux(25-27 ;27-29;29-23) Illustration : Collecteur 12-13
Collecteurs principaux : Groupe 1 Collecteurs (section du collecteur 4-7 = 7-10=10-13 =13-16) Illustration : collecteur 13-16
Groupe 2 Collecteurs (section du collecteur 16-18 = 18-20=20-22 =22-S =S-23 =23-B) Illustration : Collecteur principal 23 - B
Pour de tronçon dont la vitesse est inférieure à 0.03m /s ;nous allons augmenter la pente afin d'avoir une vitesse supérieure à la vitesse minimale autorisée permettant l'auto curage soit 0.3m/sIV.3. Vérification du fonctionnement hydraulique du réseauLe calcul de l'écoulement sur l'ensemble de réseau fait appel aux principes complets de la mécanique des fluides et permet la simulation de l'écoulement. Ainsi, il nous faut une vérification des conditions à sections pleines, ce qui signifie qu'il faudra calculer le débit à section pleine ainsi que la vitesse lorsque l'eau coule en pleine section dans le collecteur
Hm
B
B Pour trouver la profondeur totale des caniveaux nous avons ajouté la revanche à la valeur choisie du tirant d'eau. Nous avons choisi une revanche r= 0,20 m.
Conditions à section pleine :
Sachant que pour un réseau unitaire et séparatif pluvial ou pseudo- séparatif, la vitesse minimale doit être supérieure ou égale à la vitesse d'entrainements des sables soit 0,6m/s(Cours d'assainissement Urbain page 29,Prof KABAU INBTP 2011-2012) et la vitesse maximale pour un fossé dont les parois sont en gros cailloux(Vmax=3m/s ),pour un fossé dont les parois sont constituées en roches ou schistes(Vmax supérieure ou égale à 4m/s)(Cours de Génie Sanitaire :Assainissement, professeur Makoko page 107 IBTP/2006) A titre illustratif, nous allons montrer les calculs pour 2 collecteurs et le reste confère le tableau récapitulatif. collecteurs1-4
collecteurs (section du collecteur 16-18 = 18-20;20-22 ;22-S ;S-23 ;23-B)
21(*)Vps > V ; Vps > Vmax (5m/s) la vitesse d'écoulement au collecteur 23-B est supérieure à la vitesse limite, nous devons diminuer la pente ou soit adopter pour un profil en escalier or le tronçon 23-B c'est un tronçon qui sera à l'entrée du bassin de retenue, ouvrage capable de casser la vitesse, de régulariser le débit afin d'éviter l'érosion ; il faudra prévoir un ouvrage pour casser cette vitesse afin d'arriver à l'exutoire avec une vitesse tolérable pour éviter les érosions, le débordement d'où la nécessité du bassin de retenue, pour retenir les eaux casser sa vitesse et le restituer dans un collecteur aval qui va l'acheminé jusqu'à l'exutoire. Tableau 17 : Récapitulatif de dimensionnement des ouvrages
IV.4. Dimensionnement des ouvragesIV.4.1. GénéralitésAprès avoir déterminé les dimensions des collecteurs en tenant compte des paramètres hydrauliques, nous dévons dimensionner nos éléments et voir si ça pourra résister face aux sollicitations de la poussée des terres, poussée due à la surcharge, poussée due à l'eau. A noter que pour le dimensionnement nous allons cibler le plus grand collecteur, et les armatures trouvées seront disposées dans tous les collecteurs, le dimensionnement des collecteurs va correspondre à : Ø La vérification de la contrainte Ø Le dimensionnement des radiers Ø Le dimensionnement des parois Concernant la méthode de calculs, nous allons utiliser la méthode aux états limites, nous distinguons deux catégories d'états limites : les états limites ultimes dont le dépassement équivaut à la ruine de la structure, et les états limites de service dont le non respect compromet la durabilité de l'ouvrage ou contrarie les conditions d'exploitations habituelles. Pour le dimensionnement de nos collecteurs nous allons utiliser la vérification à l'état limite ultime, puisqu' `ils correspondent à ce que l'on entend généralement par la limite de résistance mécanique au-delà de la quelle il ya ruine de l'ouvrage. IV.4.2.1. Matériaux22(*)Ø Béton 350 Kg/m3, béton 0, béton dont la résistance caractéristique à 28 jours vaut 20Mpa soit 200kg/cm²,la contrainte limite du béton en compression vaut : fbc= Ø Acier FeE400 dont la limite élastique vaut
4000kg/cm²,la résistance de calcul vaut Rs=fe/1,15 soit Rs= IV.4.2.2. Nature du solv Le sol que nous avons trouvé est le sable fin argileux v Le poids spécifique du sable est v L'angle de frottement pour le sable est 30°
IV.4.2.3. Les sollicitationsØ Le poids et la poussée du sol Ø Le poids propre du béton armé de poids
spécifique : Ø Le poids propre du béton de
propreté : Ø Le poids de l'eau de masse spécifique : Ø La surcharge éventuelle sur remblai :
IV.4.2.4. Hypothèse des calculsPour le calcul, nous allons calculer le plus grand collecteur, qui est le collecteur principal ayant comme dimension base=1,65m et 2,40m de hauteur et les résultats trouvés seront mis dans les autres collecteurs, nous partons avec un prédimensionnement telque : Ø L'épaisseur des parois : 15cm ; Ø L'épaisseur du radier vaut 15cm Ø L'épaisseur du béton de propreté 5cm Ø Parois en B.A : Ø Radier en B.A : Ø Ppropre de l'eau : Ø Béton de propreté :
S : Surface du radier
b) Dimensionnement de radier (1m de largeur)Ø Poids l'eau : Ø Poids propre en B.A :
Le radier étant encastré sur les 2 parois alors nous aurons - Moment en travée
- Moment aux appuis
- Calcul des armatures23(*) En travée Calcul du moment réduit Mu =
Aux appuis Calcul du moment réduit Mu =
Pour le plan d'armature voir annexe c) Dimensionnement des voiles (parois) en B.A1er cas : Parois sollicitées par la poussée de l'eau
Le bras de levier
En réalité lorsque l'eau exerce la poussée sur les parois d'un coté, de l'autre coté du mur nous avons aussi la poussée due au remblai et la poussée due à la surcharge qui agissent dans le sens contraire de la poussée de l'eau, d'où pour le dimensionnement nous allons considérer le cas le plus défavorable entre les 2 cas c'est-à-dire : 1er cas : on fait abstraction de la poussée des terres (par mesure de 23(*)sécurité)car si l'on tien compte de cette poussée des terres, il faudra alors être prudent dans son estimation afin de ne pas déduire dans les calculs, une force supérieure à celle qui agit réellement(Calcul et vérification des ouvrages en béton armé page500) 2ème cas : Parois sollicitées par la poussée des terres et surcharge (C'est-à-dire le collecteur est vide) Ø Poussée des terres
Ø Poussée due à la surcharge
Mtotal=M poussée des terres+moment due à la poussée de la surcharge Mt= Nous avons vu que le cas le plus défavorable est
celui du chargement de la poussée de l'eau avec un Mt= - Calcul des armatures
Calcul du moment réduit Mu=
24(*)â est déterminer à partir de la valeur du moment réduit soit Mu=0, 146, nous lisons sur le tableau â=f(Mu) ;â=0,1593(Béton Armé BAEL 91 et DTU associé page 122)
Pour le plan d'armature voir annexe n°2IV.5. Etude de profil en longLe profil en long du terrain naturel représente la coupe longitudinale de ce terrain par le plan vertical passant par l'axe du tracé envisagé. IV.5.1.1. Elaboration du profil en longMuni de ces renseignements, on procède à l'élaboration du profil en long du terrain naturel. A cet effet, à la base d'une bande de papier suffisamment long pour comprendre la longueur du tracé à l'échelle du plan, on trace six colonnes horizontales ou bandes. Les deux premières bandes à la base sont réservées aux indications du projet. Chaque profil détermine un point où on élève une verticale. On porte, sur chacune de ces verticales, la hauteur correspondante à l'altitude, au profil considéré, que l'on relève sur la feuille spéciale où elle a été précédemment consignée en regard de la distance à l'origine : cette altitude est inscrite dans la troisième bande. Les distances cumulées et partielles ainsi que les numéros des profils occupent respectivement les deux dernières bandes. En joignant les points déterminés sur chaque verticale, on obtient une ligne brisée qui représente le relief du terrain coupé suivant l'axe du tracé. L'échelle adoptée pour les longueurs est généralement celle du plan ; elle peut être plus faible. Celle des hauteurs étant, en principe, 10 fois plus grande que des longueurs. Les hauteurs sont déterminées par les cotes des points reportés, c'est-à-dire par la hauteur du sol au point considéré au dessus du niveau de la mer. On conçoit ce qu'aurait de ridicule le fait de représenter graphiquement de telles hauteurs pour une région qui se trouve bien au dessus de ce niveau. On choisi donc un plan de comparaison à une cote quelconque, généralement une cote multiple de 10 ou de 5 pour faciliter les opérations arithmétiques, et on porte comme hauteur la différence entre les cotes des points et celle du plan de comparaison. Ce dernier est choisit à une altitude inferieure à la plus basse du projet ou du terrain ; il est représenté par une horizontale XY, qui est généralement confondue avec la droite limitant la dernière bande des inscriptions. Les indications relatives à ce plan de comparaison s'inscrivent généralement en bleu. IV.5.1.2. Recherche de la ligne rougeLa ligne rouge représente l'axe arrêté du collecteur probable. Sa détermination n'est sujette à aucune règle et que les tâtonnements et bon sens du projecteur constituent les seuls maitres en la matière. Le respect des caractéristiques données s'imposent; mais certaines considérations peuvent guider à fixer sa position : Ø D'abord, éviter que cette déclivité se maintienne sur de grandes distances ; Ø Assurer enfin, un bon écoulement des eaux en évitant de longs paliers ainsi nous avons pris comme pente du projet (pente du collecteur) la pente du terrain naturel afin d'éviter beaucoup des terrassements. IV.5.1.3. détermination des cotes rouges et calcul du profil en longLes cotes rouges constituent les éléments essentiels de la ligne rouge (du projet). Les hauteurs d'ordonnées comprises entre la ligne rouge et la ligne noire du terrain naturel représentent les hauteurs de terrassement. C'est d'après ces hauteurs, également sur l'axe du remblai, qu'il y aura d'exécuter les dispositions prévues, les cotes rouges étant connues, les pentes étant connues, les distances entre les profils (points) étant connue aussi, il suffit seulement de fixer le plan de comparaison et ensuite de tracer le profil en long du projet. Pour l'illustration du profil en long confère annexe n°5 CHAPITRE V. CONCEPTION ET CALCUL D'UN BASSIN DE RETENUV.1. Introduction25(*)Lorsqu'on ne peut, ni en partie ni en totalité retenir ou ralentir les eaux de ruissellement de l'une ou l'autre, on peut néanmoins diminuer de façon notable les débits de ruissellement maximaux en recourant à des bassins de retenue. Etant donné qu'il emmagasine l'eau, un bassin de retenue réduit l'importance des débits maximaux, ce qui se traduit par l'écrêtement de l'hydrogramme de ruissellement naturel. Le volume et la superficie moyenne du bassin de retenue des eaux sont fonction : Ø Du volume d'eau maximal qu'on doit retenir ; Ø De la variation maximale acceptable du niveau du plan d'eau ; Ø Des économies réalisées en ce qui concerne la construction du réseau de collecte des eaux de ruissellement urbain en aval du bassin de retenue ; Ø Du débit d'évacuation possible, qui est fixé par l'état des lieux afin d'éviter les inondations d'une agglomération aval par un ruisseau ou par une canalisation26(*) ; Ø Des autres utilisations possibles du bassin de retenue (bassin de canotage, aménagement esthétique etc. V.1.1. DéfinitionUn bassin de retenue est un ouvrage destiné à réguler le débit reçu de l'amont d'un réseau séparatif de recette et d'évacuation des eaux pluviales afin de restituer ultérieurement à l'aval sous forme d'un débit compatible avec la capacité totale ou partielle d'évacuation de l'exutoire. Au niveau des principes, ces ouvrages sont à considérer selon trois fonctions ci-après27(*) : Ø Rétention temporaire destinée à maitriser les débordements en raison des insuffisances du réseau aval ; Ø Restitution des volumes stockés à faible débit sur une période plus ou moins longue correspondant à l'étalement de la pointe dans les temps ; Ø Il permet de lutter efficacement contre les pointes de débits, donc de protéger les ouvrages aval et le milieu récepteur contre le phénomène d'érosion. Mais, sans maintenance sérieuse, ces structures (bassins de retenues) peuvent présenter des inconvénients : Ø Stagnation au fond du bassin (mauvaises odeurs) ; Ø Prolifération des moustiques ; Ø Points de baignade (maladies hydriques)pour les enfants ; Ø Dépôts importants de déchets de types ménagers. La maintenance doit donc être envisagée dès la conception de l'ouvrage. Types de bassin Les bassins de retenues peuvent être classifiés selon plusieurs critères : Ø Bassin en eau-bassin sec Ø Bassin endigué-dépression naturelle ; Ø Bassin étanche-bassin d'infiltration ; Ø Bassin enterré-bassin ouvert V.2. Type de BassinV.2.1. Bassin en eau-Bassin secSi l'eau est toujours présente dans le bassin, y compris hors période pluvieuse, on parle de bassin en eau, bassin sec dans le cas contraire, pour notre projet nous acons opté pour un bassin en eau, car le bassin en eau est constitué du marnage de l'eau qui permet de stocker les eaux de ruissellement. Ces deux types de bassin se justifient essentiellement en terme d'usage, mais des contraintes hydrogéologiques peuvent aussi intervenir .Dans les pays développés, un bassin en eau est souvent associé à une fonction esthétique du paysage urbain(créer un espace vert et naturel),voire une fonction récréative(promenade au bords de l'eau, pèche, baignade),un bassin sec se verra, hors période pluvieuse, affecté des fonctions d'aire de jeu(football, rugby),voire parking(avec des aménagements spéciaux) V.2.2. Bassin en digue-Dépression naturelle28(*)Ces différentiation va influer en terme de génie civil, un bassin endigué entrainant des travaux plus importants et des protections (déversoirs)de la (ou des digues).les couts seront aussi plus importants, toutes choses égale par ailleurs. C'est la topographie des lieux et le volume à stoker qui permettront de choisir l'un ou l'autre type de bassin V.2.3. Bassin étanche-Bassin d'infiltrationUn bassin peut être étanche (donc ne pas infiltrer)soit parce que le terrain en place est imperméable ,soit parce qu'on ne veut pas infiltrer. Ce deuxième cas se produit si les eaux de ruissellement sont de mauvaise qualité et que l'on veut protéger le sous-sol ou la nappe.On a intérêt à implanter un bassin d'infiltration quand cela est possible : sol perméable, nappe non vulnérable. On rétablit ainsi un cycle de l'eau plus naturel par rapport à l'impact de l'urbanisation (développement des surfaces imperméables).Le principal problème que l'on voit apparaitre concerne le colmatage de la structure infiltrant, effet contre le quel il est très difficile de lutter. On peut installer des ouvrages de prétraitement visant à retenir les fines ou procéder à des raclages réguliers de la zone de colmatage en considérant du facteur de sécurité, Une maintenance spécifique devra aussi être prévue. V.2.4. Bassin en terre-bassin ouvert29(*)Les bassins enterrés se rencontrent en milieu urbain dense, où la place est comptée, et ils sont généralement là comme une technique compensatoire, à l'appui du réseau d'assainissement.Par la technologie qu'ils impliquent et les couts très importants qu'ils induisent, ils ne sont pas adaptés aux pays en développement où il est nettement préférable de développer des bassins ouverts. V.2.5. Avantages des bassins de retenueØ Diminution des réseaux à l'aval du projet ; Ø Gain financier à l'aval de la zone assainie ; Ø Diminution du risque d'inondation ; V.2.6. Inconvénients des bassins de retenuesØ Entretien régulier spécifique ; Ø Risque d'accidents en période de remplissage ; Ø Emprise foncière importante ; Ø Perturbation momentanée de l'usage en remplissage si multi-usages ; Ø Risques sanitaires (moustiques, pollution de l'eau). 30(*)V.3 Dispositions conceptuellesL'évaluation du bilan global de la retenue suppose :1. D'analyser à fond l'hydrogéologie afin d'acquérir les connaissances indispensables à savoir : Ø La perméabilité ou l'imperméabilité des terrains ; Ø La transitivité à travers les couches géologiques ; Ø Les niveaux des nappes souterraines et leurs variations saisonnières ; Ø L'évolution des milieux aquifères en fonction des prévisions de l'urbanisation31(*). 2. D'étudier la topographie du site afin de déterminer avec une précision désirable, les thalwegs et les emplacements les plus défavorables pour y implanter les digues, cette étude de localisation de thalweg devra s'accompagner des sondages de reconnaissance pour vérifier, au stade de projet. En ce qui concerne les emplacements possibles, des nombreuses solutions peuvent entre envisagées :Ø Au point le plus bas du secteur considéré ; Ø A flanc de coteau ; Ø Ou à même le plateau 3. D'étudier le milieu récepteur aux fins de déterminer le débit admissible à la sortie des ouvrages de régulation ;suivant le cas, le milieu récepteur pourra être un cours d'eau ou une canalisation(il convient donc de vérifier si l'écoulement s'effectuera gravitairement ou en charge, c.a.d sans pression, si les considérations géologiques imposent la mise en place d'un poste de relèvement ou de refoulement ; 4. Déterminer enfin le niveau bas de stockage qui pourra être : Ø Soit le fond du bassin s'il s'agit d'un bassin sec ; Ø Soit le niveau nominal du plan d'eau permanent dans le cas d'un bassin en eau. V.3.1. Calcul hydraulique d'une retenueL'objectif principal de réguler les débits reçus par rapport à la capacité totale ou partielle d'un exutoire, deux opérations doivent entreprises : Ø D'une part, la détermination du bilan des débits sous les aspects de la variabilité des débits amont, en quantité (fonction directe de la pluviométrie et de la surface de l'impluvium)et dans les temps ; Ø D'autre part, la détermination du volume à retenir suivant les hypothèses de protection à envisager quant aux périodes de retour d'insuffisance ou de défaillance des réseaux et quant aux possibilités exactes de l'exutoire. V.3 .1 .1. Bilan hydraulique d'une retenue32(*)Lors d'une précipitation, le réseau drainant le bassin versant amont d'une retenue transporte nécessairement des débits nécessairement des débits qui varient avec l'intensité et la durée de l'événement pluvieux ;ces débits sont déversés dans la retenue et le volume recueillie résulte de l'intégration de ces débits en fonction du temps, soit Vr=f(Q,t) avec Vr le volume recueillie en m3,Q le débit transité par le réseau' évalué en m3/s suivant la formule superficielle de Caquot),et t la durée de l'événement(en secondes) L'évaluation du bilan est à mener suivant une double démarche : A. A l'actif, on prendra en compte : Ø Les aspects hydrogéologiques ; Ø La connaissance de l'hydrologie de la production sur le site (pluie, intensité, durée, fréquence, volume) ; Ø De degré de boisement et de couverture végétale, ces éléments interviennent généralement comme retardateurs de ruissellement, voire comme des intercepteurs ; Ø La connaissance de l'hydrographie qui consiste à recenser les apports en volume et en débit des sources, à relever tous les niveaux des nappes y compris leur variation etc... B. Au passif, on prendra en compte : Ø Le débit de restitution compatible avec la capacité d'acceptation de l'exutoire ; Ø Les pertes par rétention dans toutes les micro-dépressions du sol ; Ø Les pertes par perméabilité sur l'ensemble du bassin versant, en notant toute fois que le ruissellement ne se manifeste généralement que lorsque le degré de saturation des sols est atteint etc.33(*) V.3 .1 .2. Coefficient d'apport(Ca)Le coefficient d'apport représente la part du volume ruisselé sur le volume précipité. Bien que de même définition, le coefficient d'apport n'est pas toujours le coefficient de ruissellement qui peut par exemple être assimilé au coefficient d'imperméabilisation de zone urbaine pour C>0,20 environ, En effet, ce dernier, associé aux méthodes rationnelle et superficielle, correspond au calcul du débit de pointe. Or, nous allons nous intéresser ici à des pluies à priori longues, où les surfaces dites perméables vont jouer un rôle plus important, car vont peu à peu se saturer et donc participer au ruissellement. Cependant on pourra assimiler le coefficient d'apport et le coefficient de ruissellement pour les zones urbaines où les surfaces perméables couvrent de faibles étendues (c'est le cas de notre site du projet) V.3 .1 .3. Modèle de fonctionnementSi l'on admet que le volume d'eau apporté par une pluie de hauteur h est une fraction Ca du volume d'eau tombé sur l'ensemble du bassin versant, ce volume se traduit par la formule ci-après :V=CaxSxh ; dans laquelle le produit CaS est la surface active Sa du bassin considéré, c'est-à-dire la surface potentielle de production en volume écoulé (V en m3,S en m² et h en m) V.3 .2. Méthode de calcul du volume utile d'une retenuePlusieurs méthodes sont applicables pour le calcul du volume utile d'une retenue, parmi ces méthodes nous avons :Ø Méthode des pluies : basé directement sur l'utilisation des courbes IDF (Intensité-durée-Fréquence) ; Ø Méthode de M .Dr Ing Günter Muller-Neuhaus Ø Méthode des volumes : basé sur l'exploitation statistique des chronologies pluviométriques pour différents débits de vidanges, permettant d'obtenir des courbes Stockage-vidange-fréquence ; Ø Méthode de simulation (méthodes complètes) ;qui se reposent sur les équations qui gèrent le fonctionnement d'un réservoir Dans ce travail nous allons utiliser la méthode de M. Dr Ingénieur Gunter Muller Neuhaus ainsi que la méthode des pluies, la deuxième méthode (méthode des pluies) qui est une méthode qui utilise l'analyse statistique des pluies. C'est une méthode avantageuse qui permet de déterminer directement la hauteur spécifique de stockage à partir d'une construction graphique, elle se traduit en effet par une série des courbes dont chacune relative à un pas de temps donné, est elle-même fonction des probabilités de dépassement des hauteurs des pluies ou de la période de retour T. Si l'on peut connaitre les valeurs a(F) et b(F) des averses de longue durée (ces valeurs des paramètres de la pluie tirées de l'expression i(t,F), mais elles sont toute fois différentes de celles entrant dans la formule superficielle du modèle de Caquot dont la limite pour tc est fixée à 120 minutes.il est alors facile d'évaluer les valeurs des diverses hauteurs d'eau tombée au cours de ces averses à l'aide de formule : Tous les éléments étant réunis, le choix de la méthode de calcul, le concepteur peut alors calculer le volume à stocker. Mais le problème à résoudre est complexe . En effet, bien que la méthode suppose que le débit de vidange reste constant tout au long de l'épisode pluvieux, dans la réalité, les débits qui entrent en jeu, en amont comme en aval de la retenue ne sont jamais constants :Ø Les uns sont fonction de divers éléments aléatoires qui entrent dans l'évaluation de la surface active ;Ø Les autres sont fonction des phénomènes hydrauliques de remplissage de la conduite de vidange, puis du remplissage du bassin proprement dit,Ø Si V0 est la capacité pour laquelle le débit devient constant, la capacité totale Ct vaut : Ct=V+V0 ;V étant le volume de stockage à débit constant.A noter que la valeur de V0 est assez difficile à évaluer ce qui signifie que V0 sera un certain pourcentage de V soit Ct vaudra V majoré avec un coefficient majorateur.V.3 .2 1. Démarche de calcul du volume utile d'une retenue36(*)Le processus du calcul du volume de la retenue est : Ø Au début du phénomène, le débit de fuite n'est pas constant ; Ø Si Vo est la capacité pour la quelle ce débit devient à peu près constant, la capacité de stockage V devra être majorée d'une fraction de V0 pour tenir compte de la montée du débit de fuite Q depuis le début de la manifestation du phénomène. L'application de ce processus suppose 4 étapes
Concordance des unités : q=
ApplicationNous allons opter pour un bassin à base carré,Nous allons choisir notre débit de fuite de manière que ce débit en aval puisse générer une vitesse inférieure à la vitesse limite tolérable par l'assainissement pour l'écoulement des eaux pluviales ,et un débit pouvant nous aider à avoir un temp de rétention optimal c'est-à-dire pas grand et non pas faible, en première approximation nous allons prendre la dimension suivante
Alors en transformant le débit de fuite en hauteur équivalente q en mm/h on a :
V.3.3. Méthode de M. Dr. Ir. Günter Muller - Neuhaus (IMHOFF 1968) 37(*)Le calcul de bassin de retenue s'effectue, exactement comme la détermination de la capacité de la retenue pour des barrages de la vallée fluviale, en fonction de la différence entre les débits d'arrivée et de sortie. La méthode reste toutefois aléatoire, car on ne connait pas au préalable la précipitation défavorable. Celle-ci dépend de l'effet de ralentissement désiré et ne mettra dès lors pas en cause les mêmes précipitations que celles dont il sera fait usage pour le calcul du réseau d'égouts. Le calcul se fait d'une manière simple lorsqu'on utilise à cet égard un coefficient B que l'on détermine graphiquement au moyen des abaques (voir annexe) en fonction des variables t et n ; D'où on a : S=surface du bassin d'apport en ha ; C=coefficient de ruissellement ; Tf=durée de l'écoulement dans le réseau d'égout jusqu'au bassin de retenue en minutes ; Q=débit à la sortie du bassin de retenue en l/s ; Q15=débit total du bassin versant qui correspond
à une pluie théorique de plus forte précipitation pour une
fréquence donnée ;pour notre cas Q15=17,571 V= Application La surface totale du bassin versant est 110,78ha ; C=0,9 ; débit à la sortie du bassin de retenue (débit en aval) Nous allons choisir notre débit de fuite de manière que ce débit en aval puisse générer une vitesse inférieure à la vitesse limite ,et un débit pouvant nous aider à avoir un temps de rétention optimal c'est-à-dire pas grand et non pas faible, en première approximation nous allons prendre les dimensions suivantes.
Calcul du temp d'écoulement38(*) Nous dévons calculer le temp d'écoulement dans le réseau jusqu'à l'entrée du bassin de rétention Le temps d'écoulement s'évalue par la formule suivante :
K=constante égale à 76,3944 L=longueur de la conduite en mètre ; Qps=capacité de la conduite coulant pleine en m3/s ; D=diamètre de la conduite Comme nos collecteurs sont rectangulaires alors nous
dévons les transformer en une section circulaire ensuite déduire
la valeur D², avec la section rectangulaire A= Illustration Tronçon 2-3
la longueur du tronçon 2-3 vaut 265m Qps=5,53
Tronçon 3-4
la longueur du tronçon 2-3 vaut 300m, Qps=10,06
Tronçon 4-7 jusqu'au tronçon 13-16 Ici la section du collecteur est identique, d'ou nous allons prendre la longueur de la conduite partant du tronçon 4-7 jusqu'au tronçon 13-16 soit L=tronçon 4-7+tronçon 7-10+tronçon 10-13+tronçon 13-16 L=300m+300m+340m+230m=1170m
D²=(4x2,43/ 3,14)=3,095m²,la longueur du tronçon vaut 1170m Qps=Qps(13-16)=7,83
Tronçon 16-18 jusqu'au tronçon 23-B Ici la section du collecteur est identique, d'où nous allons prendre la longueur de la conduite partant du tronçon 4-7 jusqu'au tronçon 13-16 soit L=tronçon 16-18+tronçon 18-20+tronçon 20-22+tronçon 22-S+ tronçon S-23+tronçon 23-B L=215m+210m+320m+150m+75m+85m=1055m
D²=(4x3,63/ 3,14)=4,624m²,la longueur du tronçon vaut 1055m Qps=Qps(23-B)=18,44
Alors le temps d'écoulement dans le réseau jusqu'au bassin de retenue vaut : Tf=3,46minutes+6,05minutes+0,56minutes+0,92minutes=10,99min soit 11 minutes, donc Tf=11 minutes Nous allons prendre le dimension du collecteur aval égal :
Q=5,26 n= V= V=(490x17571/1000)=8609,79
nous avons trouvé un temp de séjour de 30 minutes, ceci nous permettra aussi d'éviter la stagnation de l'eau dans le bassin ,ce qui constitue le centre de prolifération des moustiques. Avec un volume de 8609,79m3 si nous posons une hauteur de 7m, Alors la surface vaudra : Si nous utilisons la formule de l'écoulement par un orifice 39(*)Q=mxAx H=(17,571²/(0,62²x2,43²x2x9,81)=6,93m soit 7m meme valeur trouvé par la méthode du Dr Ing Muller V.4. Dispositions constructives40(*)La configuration du bassin doit être étudiée selon certaines caractéristiques où l'on relève : Ø les fonds doivent être profilés selon les pentes convergentes réglées vers l'axe de symétrie de l'ouvrage pour favoriser les vidanges à faible débit de l'entretien ; ces pentes doivent rester égales ou supérieures à 5% pour éviter les stagnations ou dépôts néfastes (bassin sec) ; Concernant les bassins en eau (c'est le cas pour notre projet) : Ø Il faudra respecter au moins un marnage de 0,50mètre dans l'hypothèse de stockage minimal choisi ; Ø Il faudra vérifier que le niveau des crêtes qui délimite le bassin restera systématiquement supérieur au niveau des plus hautes eaux(P.H.E) pour se protéger par exemple de la cuve centrale V.5 : Dimensionnement en béton ArméIV.5.1. GénéralitésAprès avoir déterminé les dimensions du bassin de retenue en tenant compte des paramètres hydrauliques, nous dévons dimensionner nos éléments et voir si ça pourra résister face aux sollicitations de la poussée des terres, poussée due à la surcharge, poussée due à l'eau . A noter que pour le dimensionnement nous allons procéder à un prédimensionnement des éléments en béton armé, le dimensionnement interne (c'est-à-dire le calcul des armatures)ne fera pas l'objet de ce travail, ainsi nous allons fixer les dimensionnements des éléments en béton armé et on procédera.: Ø La vérification de la contrainte au niveau du sol ; Ø La vérification de l'épaisseur du radier et des parois partant de la condition de la vérification de la flèche. Concernant la méthode de calculs, nous allons utiliser la méthode aux états limites de service puisqu'ils sont relatifs aux conditions d'exploitations comme l'état limite de déformation, puisque aussi dans ce genre des ouvrages on évite ou on limite la formation des fissures parallèles à la direction des contraintes de compression. Les bassins de retenue, étant destinés à recevoir des liquides, doivent présenter une étanchéité absolue ; aussi, en général, on utilise pour leur exécution un béton au dosage de 350 à 400kg/m3,en outre l'on dispose à l'intérieur un enduit41(*). Lorsque le bassin est plein, on peut, par mesure de sécurité, négliger la poussée des terres qui agit en sens inverse de celle de l'eau ; si l'on tient compte de cette poussée des terres, il faudra alors être très prudent dans son estimation afin de ne pas déduire, dans les calculs, une force supérieure à celle qui agit réellement42(*). V.5.2.1. Matériaux43(*)Ø Béton 350 Kg/m3, béton 0, béton dont la résistance caractéristique à 28 jours vaut 20Mpa soit 200kg/cm²,la contrainte limite du béton en compression vaut fbc= Ø Acier FeE400 dont la limite élastique vaut 4000kg/cm²,la résistance de calcul vaut pour la fissuration très préjudiciable ; Rs=min(2fe/3 ;110 avec n=1,6 acier haute
adhérence ;ft=résistance du béton à la
traction ft=0,6+0,06fcj avec fcj=20Mpa on a ;ft=1,26Mpa=12,6 kg/cm²
alors on a Rs= V.4.2.2. Nature du solv Le sol que nous avons trouvé est le sable fin argileux v Le poids spécifique du sable est v L'angle de frottement pour le sable est 30°
V.5.2.3. Les sollicitationsØ Le poids et la poussée du sol Ø Le poids propre du béton armé de poids
spécifique : Ø Le poids propre du béton de
propreté : Ø Le poids de l'eau de masse spécifique : V.5.2.4. Hypothèse des calculsPour le calcul, nous allons procéder à un prédimensionnement des éléments en béton armé et ensuite on vérifiera ces dimensions si ça peut tenir, si les valeurs de déformations trouvées seront comparées aux valeurs de déformations admissibles. Ø les parois fonctionnent comme des consoles encastrées sur le fond et soumis à une charge uniformément répartie croissante à partir du sommet cette charge qui est la poussée de l'eau ; Ø le fond travaille comme une plaque chargé uniformément du poids de l'eau. Ø Les bassins de retenue, étant destinés à recevoir des liquides, doivent présenter une étanchéité absolue ; aussi, en général, on utilise pour leur exécution un béton au dosage de 350 à 400kg/m3, en outre l'on dispose à l'intérieur un enduit44(*). Lorsque le bassin est plein, on peut, par mesure de sécurité, négliger la poussée des terres qui agit en sens inverse de celle de l'eau ; si l'on tient compte de cette poussée des terres, il faudra alors très prudent dans son estimation afin de ne pas déduire, dans les calculs, une force supérieure à celle qui agit réellement Dimension du bassin de rétention : Largeur= 35mètres ; longueur=35m ; hauteur totale=hauteur d'eau+marnage+ revanche (tenant compte du PHE) H=7m+0,50m+0,5m=8,00m Nous avons opté pour un radier nervuré mais constitué par 2 nervures extrême et une nervure centrale dans un sens,soit un radier nervuré contenant 6 nervures.la nervure centrale joue le role d' un raidisseur afin de réduire la dimension de la plaque de la dalle ainsi de réduire la déformation de la dalle, ceci nous conduira à un radier plan nervuré dont la dalle sera située en partie inférieure45(*). Ce procédé présente les avantages ci-après : Ø Solution rationnelle car la dalle renforce la poutre qui, de ce fait est en forme de T renversée46(*) ; Ø Grande rigidité ; Ø Solution économique pour des planchers de grandes emprises47(*). Prédimensionnement des éléments du bassin Ø L'épaisseur ou la hauteur du radier =L/30 avec :(H. Renaud ;F. Letertre :Ouvrage en Béton Armé),L=portée de la dalle ;L=35m/2=17,50m ;alors e=1750/30=58cm, soit 50cm qu'on vérifiera la flèche ; Ø L'épaisseur des parois d=H/24=800/24=33,3cm nous prenons en première approximation 30cm (Prof Muzyumba : Cours de géotechnique appliquée IBTP 2010) V.5.2.5.Vérification des contraintesØ Parois en B.A : Ø Radier en B.A : Ø Ppropre de l'eau : Ø Poutre en B.A :
S : Surface du radier
V.5.2.6. Vérification de la déformationØ Parois Les parois fonctionnent comme des consoles encastrées sur le fond et soumise à une charge uniformément répartie croissante à partir du sommet cette charge est la poussée de l'eau ,la charge due à l'eau c'est-à-dire la pression hydrostatique qui a une répartition triangulaire dont la valeur maximale se retrouve au fond, or pour une poutre encastrée en bas et libre au dessus chargée par une charge triangulaire dont la valeur maximale(p)se trouve à l'encastrement sa flèche a pour valeur : F= Avec p=pression hydrostatique=1000kg/m3xh ; P=1000x8,00=8000 kg/m² ;l=h=800cm ;I=moment d'inertie I= E=module de déformation longitudinal du béton ; E=11000xfcj^(1/3)(Béton Armé BAEL 91 et DTU associés page 73) avec fcj=20Mpa alors E=29858,59Mpa=298585,9kg/cm² en remplaçant E,I,p,l dans la formule de la flèche on trouve une flèche de F= Valeur à comparer avec la flèche admissible pour une console fa=L/250=800cm/250=3,2cm d'où nos dimensions conviennent Soit épaisseur des parois 30cm; les raidisseurs (nervures 20cmx50cm). Ø Radier Le radier étant considéré comme une dalle s'appuyant sur les poutres, le radier a une épaisseur de 50cm ;la plaque de la dalle étant carré de 17,5mx17,5m. Le radier étant sollicité par le poids de l'eau et son poids propre. Pour un élément appuyé de deux bouts, la flèche se calcule par la formule : F= Avec : p=pression hydrostatique+poids propre du radier ;I=moment d'inertie ;E=module d'élasticité=longueur de l'élément p=1000kg/m3xh+0,5x1x2500 ; p=1000x8,00x1+0,5x1x2500=9250kg/m² ;e=50cm ; longueur(petite portée=17,5m) ;I=moment d'inertie I= E=module de déformation longitudinal du béton ; E=11000xfcj^(1/3)(Béton Armé BAEL 91 et DTU associés page 73) Avec fcj=20Mpa alors E=29858,59Mpa=298585,9kg/cm² en remplaçant E,I,p,l dans la formule de la flèche on trouve une flèche de F= 48(*)La flèche admissible étant égale à 0,5cm+(L/1000) pour les éléments dont la longueur est supérieure à 5m(Béton Armé BAEL 91 et DTU associés page 155) ; La flèche admissible vaudra 0,5cm+(1750/1000)=2,25cm ; 0,36cm<2,25cm, donc l'épaisseur de 50cm convient Nous avons un bassin à base rectangulaire de 35mx35m avec une hauteur totale de 8,00m soit 7m de hauteur d'eau calculée 0,50 m de hauteur de marnage ; 0,5mètre de revanche, le bassin est constituée a fond par un radier nervuré de 50cm d'épaisseur,6 poutres, les parois sont en béton armé de 30cm d'épaisseur. Pour d'autres détails confère le plan en annexe n°3 V.6. Disposition constructive à l'exutoireA noter qu'à l'entrée de la rivière, par risque d'affouillement, il faudra une protection mixte gabion et enrochement. Les gabions seront disposés avant l'enrochement ,il est constitué des pierres remplis dans une maille du treillis, le treillis métallique en forme de parallélépipède rectangle et ces treillis métallique seront en fer galvanisé de 3mm de diamètre, les mailles peuvent avoir des dimensions de 10 cm x10 cm, et la dimension des pierres doivent avoir au moins une grosseur égale à 1,5 fois les dimensions des mailles soit 15cm.(Société Grenobloise d'études et d'application hydraulique, Manuel de l'adjoint technique du Génie Rural 1974 page 203) et l'épaisseur de gabion nous avons préconisé une épaisseur de 0,50m soit gabions dits semelles Enrochement49(*) 50(*)La détermination du diamètre des enrochements se fait généralement à l'aide de la formule d'IZBASH (Nguyen Van Tuu 1979 : Hydraulique routière page 204) : D=(V²xp)/(0,6x2gx(ps-p)) avec p=masse volumique de l'enrochement en kg/m3 ; ps=masse volumique de l'eau en kg/m3 ;D=diamètre de l'enrochement ;g=9,81m/s² V=vitesse de l'écoulement en m/s dans le collecteur à la sortie du bassin du retenu.
Soit p=2,3t/m3,(J-M Destrac,D. Lefaivre,Y. Maldent,S. Vila Memotech génie civil 1996 page 351) ;ps=1t/m3 ; Le diamètre des enrochements vaudra : D= (1,45²x1000)/(0,6x2x9,81x(2300-1000))=0,14m soit 15cm 51(*)L'épaisseur du tapis d'enrochement égale à 3D soit 45cm, on prend alors 50cm pour le détail voir le plan en annexe n°4. CHAPITRE. VI. LE COUT DES TRAVAUXVI.1. Introduction52(*)Le devis estimatif constitue un document à remettre au maitre de l'ouvrage faisant office de facturation des travaux,(J-M Destrac,D. Lefaivre,Y. Maldent,S. Vila Memotech genie civil 1996 page 445)il consiste à évaluer le prix unitaires des ouvrages élémentaires et en faisant la somme des prix des ouvrages élémentaire on détermine le cout de l'ouvrage. Le prix de vente hors taxe d'un ouvrage élémentaire se calcule par la formule : PV HT=DS+FC+FG+FOP+B avec : PVHt=Prix de vente hors taxe ;DS=déboursé sec(liés aux ouvrages élémentaires :Main d'oeuvre ;Matériaux, Matériel) ;FC=Frais de chantier lié à un ouvrage en totalité(Baraque de chantier etc..) ;FG=Frais généraux lié au fonctionnement général de l'entreprise(salaires des administratifs, loyer du siège, etc..) ;FOP=Frais d'opération, lié à des modalités particuliers du marché(Frais de dossier etc..),B=Bénéfice prévu ,(J-M Destrac,D. Lefaivre,Y. Maldent,S. Vila Memotech page 440). Pour le calcul des prix unitaires nous avons besoins de détails et éléments liés aux paramètres cités ci-haut ;une autre façon de faire le devis consiste à se baser sur des prix unitaires des ouvrages élémentaires déjà établi par les organes techniques de l'Etat pour notre projet, Nous avons appliqué comme prix unitaires ceux qui nous ont été offerts par l'entreprise O.V.D (Office des Voiries et Drainage). VI.2. Métré QuantitatifPour le métré quantitatif nous avons procédé par le calcul en utilisant la feuille Excel, en utilisant les formules simples, par exemple le volume= base x hauteurs x longueur ; les longueurs des collecteurs étant connues voir tableau 10 rélatif au chapitre III et la section des collecteurs étant connus voir tableau 17 du chapitre IV. Avec Collecteur(1)=Collecteur secondaire et sémi principal de section b=0,85m ;h=1,35m ;collecteur(2)=Collecteur principal groupe 1 de section b=1,35m ;h=2,00m ;Collecteur(3) = Collecteur principal groupe 2 de section b=1,65m et h=2,40m ; Collecteur (B-E)=Collecteur sortie du bassin de retenu jusqu'à la rivière Mbinza ayant comme section collecteur(2),b=1,35m et h=2,00m ; Pour le dosage : Béton B : dosage 200Kg/m3 ; béton armé : dosage 350Kg/m3 Tableau 18 : Tableau synthèse du métré quantitatif
Tableau 19 : Devis estimatif des travaux
CHAPITRE. VII. ETUDE D'IMPACT ENVIRONNEMENTAL DU PROJET53(*)VIII.1. Introduction54(*)L'assainissement des agglomérations a pour objet d'assurer l'évacuation de l'ensemble des eaux pluviales et usées, ainsi que leur rejet, dans l'exutoire naturel par le mode compatible avec les exigences de la santé publique et de l'environnement. L'étude d'impact sur l'environnement consiste à mener les études des impacts que le projet peut générer sur l'environnement, dans le milieu où vit l'homme et les espèces naturelles, ceci consiste à trouver les mesures possibles afin de : Ø Préserver la santé des êtres vivants, des animaux et des plantes ; Ø Sauvegarder les biotopes naturels abritant la faune et la flore indigènes ; Ø Sauvegarder les eaux en tant qu'élément du paysage ; Ø Assurer le fonctionnement naturel du régime hydrologique L'évacuation des eaux pluviales de notre site engendrera des impacts sur l'environnement, qu'il faudra étudier dans 3 domaines : mésologie, occupation du sol, patrimoine. La mésologie c'est un domaine qui englobe : la pollution de l'air, bruit, eau, sol, vibration ; L'occupation du sol englobe le foret, l'agriculture et les infrastructures ; Le patrimoine englobe les milieux naturels, géotopes, les sites historiques et archéologiques VII.2. Description de projetLe projet consiste à gérer les eaux de ruissellement, ceci est constitué par des caniveaux superficiels qui auront pour rôle d'évacuer les eaux pluviales qui ruissellent sur le quartier Binza pigeon ; la superficie du bassin versant étant de 110,78625ha soit 1107862,5m². Nos caniveaux sont classés en : Ø Collecteurs secondaires de dimension 0,85mx1, 35m en béton armé ayant une longueur totale de 4840 mètres linéaire ; Ø Collecteurs principaux de 1,35mx2m en béton armé de longueur égale à 1170 m;1,65m x2, 40 m en béton armé de longueur égale à 1055 mètres ; Ø Un bassin de retenue de 35mx 35 m x 8m en béton armé ; Ø Un collecteur à la sortie du bassin versant qui achemine les eaux jusqu'à l'exutoire, ce collecteur est de dimension 1,35mx2 m avec une longueur totale de 775mètre linéaire. Comme tout projet, le projet d'évacuation des eaux pluviales en système séparatif par caniveaux superficiels (cas du versant droit de la rivière Binza dans sa limite comprise entre la ligne de crête et la route de Matadi au quartier Pigeon dans la Commune de Ngaliema) et Dimensionnement d'un bassin de retenue, aura 3 phases : La phase préliminaireLes activités prévues dans cette phase portent surtout sur la passation de marché, aux études financières et techniques du projet, après étude du dossier, l'entreprise qui gagnera les marchés aura pour responsabilité et charges de faire : · Les enquêtes, inspection des activités et travaux à réaliser ; · la sélection des entreprises capables d'exécuter des travaux sous-traitance ou en régie ; · l'identification et préparation de matériels appropriés pour la réalisation des travaux ; · La réception et l'approbation des détails techniques comme :plans d'exécutions, devis, planning des travaux La phase de constructionC'est la phase déterminante du projet, puisqu'elle renferme une certaine série d'activités comme : · la réalisation des travaux proprement dits :
La phase d'exploitation et de maintenance55(*)Au cours de cette phase de fonctionnement des ouvrages d'assainissement, la responsabilité totale de sa gestion sera assurée par l'organe technique de l'état qui aura pour responsabilité d'établir un programme pour l'entretien, l'exploitant doit s'intéresser au bon fonctionnement du réseau et à son contrôle. Il doit en particulier veiller aux points suivants : Ø L'ensablement des collecteurs provoqués par des dépôts dus aux eaux de ruissellement ; Ø Le maintien en état du bassin de retenu ; Ø Les éventuelles nuisances dues à des mauvaises odeurs ; Ø La conformité du branchement suivant le type du réseau et la surveillance de leur bon fonctionnement ; Ø Les travaux de curage des collecteurs. VII.3. Identification des impacts environnementaux et mesures d'atténuationNous allons essayer d'évaluer les impacts négatifs de notre projet sur le plan environnemental, c'est-à-dire leur identification et quelques mesures d'atténuation préconisées et ces impacts sont évalués dans les 3 phases du projet : la phase préparatoire, la phase de construction, la phase d'exploitation ; le tableau 20 ci-dessous illustre ces impacts identifiés et quelques mesures d'atténuation préconisée. TABLEAU 20 : SYNTHESE DES IMPACTS IDENTIFIES ET LES MESURES D'ATTENUATION PROPOSEES
CHAPITRE .VIII. CONCLUSION ET SUGGESTIONCe travail a consisté à faire l'évacuation des eaux pluviales en système séparatif par caniveaux superficiels (cas du versant droit de la rivière Binza dans sa limite comprise entre la ligne de crête et la route de Matadi au Quartier Mbinza Pigeon dans la Commune de Ngaliema )et dimensionnement d'un bassin de retenue. Dans ce travail nous avons dimensionner les ouvrages d'assainissement pouvant évacuer les eaux de ruissellement sur une surface totale de 110,78625 ha, soit 1107862,5m² avec une intensité de 70,16mm/h calculé avec une pluie théorique de période de retour égale à 10 ans, un coefficient de ruissellement égal à 0,9 ;ceci nous a permis de calculer le débit à évacuer par la méthode rationnelle soit un débit de 17,571m3/s ,ce débit qui est susceptible de provoquer l'érosion, c'est ainsi que nous avons conçu le réseau d'assainissement afin d'évacuer cette quantité d'eau. Ce réseau est constitué par : Ø Des collecteurs secondaires de dimension 0,85mx1,35 m en béton armé ayant une longueur totale de 4840mètre linéaire ; Ø Des collecteurs principaux de 1,35mx2m en béton armé de longueur égale à 1170 m et de 1,65 m x 2,40 m en béton armé de longueur égale à 1055mètre ;compte tenue de ce que la vitesse des eaux dans le dernier collecteur de la Route de Matadi était de 5,05m/s>4m/s ceci a nécessité de le réduire dans le but d'éviter l'érosion et le débordement en aval d'où nous avons conçu : Ø Un bassin de retenue de 35 m x 35 m x8 m qui est un ouvrage d'accumulation des eaux pluviales, qui permet de retenir aux moments des fortes précipitations, les apports de ruissellement pour laisser s'écouler lentement et progressivement l'eau vers l'aval dans le collecteur de 1,35 mx2,00 m de longueur égale 775m jusqu'à l'exutoire avec une vitesse de 1,47m/s <4m/s. Le temp de rétention de l'eau dans le bassin est de 30 minutes; et la vitesse des eaux à la sortie du bassin étant de 1,47m/s <4m/s Ø Un aménagement de l'exutoire composé d'un mur parafouille, un dispositif de gabionnage et une couche d'enrochement, tout ce dispositif nous l'avons mis dans le but d'éviter les affouillements et l'érosion au point d'entrée du collecteur à la rivière Mbinza. Concernant le dimensionnement des caniveaux nous avons utilisé la formule de MANNING-STRICKLER et pour le bassin de retenue nous avons traité 2 approches ou méthodes (La méthode des pluies et la méthode du M. Dr Ir. GUNTER MULLER-NEAUHAUS Ce travail puisque c'est un travail scientifique et un projet dans le domaine d'évacuation des eaux pluviales, il répond à un problème réel de gestion des eaux de ruissellement du quartier Mbinza pigeon, donc il a pour but : Ø De mettre à la portée du monde scientifique, un outil de travail que les générations futures utiliserons comme modèle afin de pouvoir résoudre le problème de la gestion des eaux de ruissellement; Ø De mettre à la portée du gouvernement provincial et des organismes techniques de l'Etat un document technique pouvant être mis en application pour résoudre le problème de la gestion des eaux de ruissellement ; Ø De mettre à la portée des organismes, bailleurs des fonds, etc.. un document ou un projet de société répondant à un problème réel dont sa mise en application ou son exécution constitue un bien être pour l'humanité, pour la société ,pour la communauté. Ce projet avait été chiffré à un montant de 4861158,24 dollars américains. Il est aussi vrai que nous avons essayé de suivre le principe scientifique, les règles de l'art, les règles techniques afin de réaliser ce travail ; qui étant un travail humain, il ya des imperfections, vos critiques et suggestions seront les bienvenues.
BIBLIOGRAPHIEI. OUVRAGES 1. BERNARD, G : Statistique, Descriptive, 2e édition, Dunod, 1979, 1986. 2. BRIERE, F.G : Distribution et collecte des eaux, 2e édition 2002. 3. COSTE et LOUDET : L'assainissement en milieu urbain ou rural édition des Monteurs, tomes, 2e édition, 1990. 4. COLOMBET,L : Assainissement des Agglomérations ; 5. DEGOUTTE,G : Aide mémoire d'Hydraulique à surface libre ; 6. F. VALIRON : Manuel d'assainissement spécifique pour les pays à faible revenu, Agence de coopération culturelle et Technique 1991 ; 7. GUERREE, GOMELLA et BALETTE : Pratique d'assainissement des agglomérations urbaines et rurales, 6e édition. 8.HERTIG,J.A : Traité de Génie civil de l'école Polytechnique Fédérale de Lausanne : Etude d'impact sur l'environnement ; 9. IMHOFF : Manuel de l'assainissement urbain :traduit de l'allemand par P.KOCH, Edition Dunod,1968. 10. J-M. DESTRAC, D.LEFAIVRE, Y.MALDENT, S.VILA : Mémotech Génie civil ; 11.KOCH.P :Reseaux d'égout Edition Dunod 1968 ; 12. LABONTE, R et Consorts: dispositions et collecte des eaux en milieu urbain, 3e édition, école polytechnique de Montréal, 1987 13. M.ROCHE : Hydrologie de surface, Gauthier-Villars 1963 ; 14. MOUGIN,JP : Béton Armé BAEL 91 et DTU Associés Eyrolles ; 15. NGUYEN VAN TUU : Hydraulique routière, édition, 1979. 16. PIERRE CHARON : Calcul et vérification des ouvrages en Béton Armé ; 17.LETERTRE H.RENAUD, F.LETERTRE : Ouvrages en béton armé, Technologie du Bâtiment-Gros oeuvre, Foucher Paris 1994 ; 18. SOGREAH : Manuel de l'adjoint technique du Génie Rural : Travaux sur un périmètre d'irrigation, SOGREAH 1974 ; 19. SCHAUM : Mécaniques des Fluides et Hydrauliques ; 20. THONIER,H : Conception et Calcul des structures des Bâtiments ;presse de l'école nationale des ponts et chaussées. II. COURS 21. Professeur KABAU, T: Cours d'Hydraulique Urbaine, Première épreuve d'Ingénieur BTP, I.N.B.T.P, 2009-2010. 22. Professeur KABAU, T : Cours d'Assainissement Urbaine, Deuxième épreuve d'Ingénieur BTP, I.N.B.T.P, 2010- 2011. 23. Professeur MPIA. K : Cours d'Hydraulique Agricole, Deuxième épreuve d'Ingénieur BTP, I.N.B.T.P, 2010-2011. 24. Professeur MUZYUMBA. M : Cours de Routes, Première épreuve d'Ingénieur BTP, I.B.T.P, 2009-2010. 25. Professeur MUZYUMBA, M : Cours de Géotechnique Appliqué, première épreuve d'ingénieur BTP, année académique 2009-2010. 26. TSHIMANGA, M : Cours de Topographie, Premier graduat T.P, I.B.T.P, 2009 ; 27. FRANCOIS NOEL CRES : Cours d'hydrologie Urbaine Quantitative, Assainissement pluvial de l'école Inter-états d'ingénieur de l'équipement rural/Bourkina Faso/Ouagadougou Septembre 2001 ; III. MEMOIRES ET AUTRES DOCUMENTS 27. KAYEYE NDWANI : « Assainissement en système séparatif : évacuation des eaux pluviales par caniveaux superficiels. Cas de la cité écologique de Mitendi dans la Commune de Mont - Ngafula », IBTP, 2008-2009. 28. FATAKI KASONGO : Evacuation des eaux pluviales par caniveaux superficiel du quartier Mfinda dans la commune de Ngaliema :TFE 2010-2011 29. NAEGO DABUSU : Etude d'impact environnemental et social des travaux de construction de la route axe BOMBAKABO-BONDAGANA-BUDJALA, Mémoire 2011 - 2012. 30. ABDOUL KADER ADAMOU, HASSANA, KAYOBOLA THOMAS, KEMKONG BAOYE : « Projet d'assainissement pluvial : Dimensionnement des canaux et calculs des débits : Institut International d'Ingénierie de l'eau et de l'environnement 2ie : Décembre 2009 ; 31. MICROSOFT ENCARTA 2009 ; 32. RAPPORT ANNUEL DES ACTIVITES DE 2011 DU QUARTIER MBINZA PIGEON ; 33. OUEDRAOGO, B : Cours d'assainissement pluvial - Master spécialisé Génie Sanitaire et Environnement 2008 - 2009 ; 34. WWW.GOOGLE.fr TABLE DES MATIERESLISTE DES SYMBOLES ET ABREVIATIONS V I.1. Définition des concepts de base : eaux pluviales, système séparatif, érosions, versant, ligne de crête 6 I.3. Environnement géographique 9 I.3.2. Subdivision administrative du quartier 10 I.3.3. Altimétrie et relief 10 I.4. Situation socio - économique 15 I.5. Démographie : dans le tableau 3 ci - après, nous présentons la démographie du quartier 16 I.6 Description de la situation existante 17 CHAPITRE II. DETERMINATION DE L'INTENSITE DE LA PLUIE 26 II.1. Relevé des précipitations 26 II.2. Calcul de l'intensité de pluie 28 II.2.1 Calcul de l'intensité par la méthode de LOUIS DURET 28 CHAPITRE .III. CARACTERISTIQUES REPRESENTATIVES DU BASSIN VERSANT 36 III.2. Caractéristiques représentatives du bassin versant 37 III.2.1. Aire d'impluvium ou surface du bassin versant 37 III.2.2. Longueur des collecteurs 40 III.2.4. Coefficient de ruissellement 41 III.3. Calcul du débit à évacuer 45 III.3.3. Choix de la méthode de calcul 53 III.3.4. Calcul du débit de pointe par la méthode rationnelle 53 CHAPITRE IV. CALCUL DU RESEAU D'EVACUATION 58 IV.2. Dimensionnement des collecteurs 59 IV.2.1. Détermination de la section des collecteurs 59 IV.2.2. Détermination de la section mouillée, périmètre mouillé, rayon hydraulique et vitesse effective pour chaque tronçon 67 IV.3. Vérification du fonctionnement hydraulique du réseau 70 IV.4. Dimensionnement des ouvrages 75 IV.5. Etude de profil en long 81 CHAPITRE V. CONCEPTION ET CALCUL D'UN BASSIN DE RETENU 84 V.2.1. Bassin en eau-Bassin sec 87 V.2.2. Bassin en endigue-Dépression naturelle 87 V.2.3. Bassin étanche-Bassin d'infiltration 88 V.3 Dispositions conceptuelles 89 V.3.1. Calcul hydraulique d'une retenue 90 V.3 .2. Méthode de calcul du volume utile d'une retenue 93 V.4. Dispositions constructives 102 V.5 : Dimensionnement en béton Armé 103 V.6. Disposition constructive à l'exutoire 108 CHAPITRE. VI. LE COUT DES TRAVAUX 110 CHAPITRE. VII. ETUDE D'IMPACT ENVIRONNEMENTAL DU PROJET 117 VII.2. Description de projet 118 VII.3. Identification des impacts environnemental et mesures d'atténuation 120 CHAPITRE .VIII. CONCLUSION ET SUGGESTION 128 ANNEXES
Annexe 7 : Dissipateur bouché sur la route de
Matadi Annexe 8 :Bassin de rétenue non fonctionnel et bouché
Annexe 9 :Rigole bouchée sur l'avénue Drève de Selembao
Annexe 10 :Rigole boucheé et section faible sur l'avénue Trève Selembao
Annexe 11 :Rigole sur l'avénue Okito,section faible
Annexe 12 :Collecteur principal sur la route de Matadi de section 1,50mx0,6m de hauteur faible par rapport à la section calculée
Annexe 13 :Collecteur bouché ne remplissant pas correctement sa fonction
Annexe 14:Erosion de MatabaI
Annexe 15:Erosion de MatabaI
Annexe 16 :Ouvrage de drainage construit par l'entreprise chinoise :collecteur de 3,50m de large et 1,80m de hauteur
Annexe 17 :Jonction collecteur et exutoire non achevée
Annexe 18 :Jonction collecteur et exutoire non achevée
Annexe 19 :Exutoire(Rivière Mbinza)
* 1 Microsoft Encarta 2009 * 2Source : Bureau du quartier Binza-Pigeon * 3Source : Atlas de Kinshasa, mai 1974. * 4 Source : METTELSAT Stations de Kinshasa-Binza Source :www.google.fr * 5 Source : Atlas de Kinshasa, Mai 1974 ; Source :Metelsat station de Kinshasa ; Source : www.google.fr * 6Source : Laboratoire National de l'Office des Routes * . 7Source : Bureau du quartier Binza-Pigeon * 8 Source : NGUYEN, V : Hydraulique Routière, édition, janvier 1979, page 68. * 9 Source : Prof. Kabau, T : Cours d'Assainissement Urbain, I.N.B.T.P, 2011-2012, page 73. Source : Cours d'assainissement pluvial de l'école inter-états d'ingénieurs de l'Equipement rural d'Ouagadougou * 10Source : Prof. Kabau, T : Cours d'Assainissement Urbain, I.N.B.T.P, 2011-2012, page 77. * 11Source : Coste et Loudet * 12 Source : Prof. Kabau : T : Cours d'Assainissement Urbain, I.N.B.T.P, 2011-2012, page 86. * 13Source : GUERREE, GOMELLA : Pratique d'assainissement des agglomérations urbaines et rurales, 6e édition. * 14 Prof L. MAKOKO : Cours de Génie Sanitaire :Assainissement IBTP 2006 page 21 * 15Source : Prof. KABAU, T : Cours d'Assainissement Urbain, I.N.B.T.P, 2010-2011, page 66. * 16Source : M. ROCHE-Gauthier-Villars : Hydrologie de surface, 1963, page 290. François Noel CRES : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative, Assainissement Pluvial 2001, Ecole Inter-états d'Ingénieur de l'Equipement Rural page 39) * 17Source : Prof. KABAU, T : Cours d'Assainissement Urbain, I.N.B.T.P, 2010-2011, page 91. François Noel CRES : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative, Assainissement Pluvial 2001, Ecole Inter-états d'Ingénieur de l'Equipement Rural page 39 * 18Source : Prof. KABAU, T : Cours d'Assainissement Urbain, I.N.B.T.P, 2010-2011, page 96. * 19 Source : Prof. Muzyumba, M : Cours de Routes revêtues, I.N.B.T.P, 2009-2010, page 156 et 157. 20Source : Prof. Kabau, T : Cours d'Assainissement Urbain, I.N.B.T.P, 2010-2011, page 96. * Francois Noel Cres : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative, Assainissement Pluvial 2001, Ecole Inter-états d'Ingénieur de l'Equipement Rural page 45) * 21 Prof L .MAKOKO :Cours de Génie Sanitaire :Assainissement page 108 Ecoulement libre uniforme :IBTP 2006 * 22 Source : Jean Pierre Mougin : Béton Armé B.A.E.L.91 et DTU associés page 14 * Source : Jean Pierre Mougin : Béton Armé B.A.E.L.91 et DTU associés page 121 ;. * 23 Pierre Charon : Calcul et Vérification des Ouvrages en Béton Armé page 500 ; Prof Muzyumba : Cours de Géotechnique Appliquée INBTP 2009-2010 * 24 Jean Pierre Mougin :Béton Armé BAEL 91 et DTU Associé Page 112 * 25 François G. BRIERE : Distribution et Collecte des eaux 2éme édition 2002 page 203 ; Prof L . MAKOKO : Cours de Génie Sanitaire : Assainissement page 91, IBTP 2006 ; * 26 LOUIS COLOMBET : Assainissement des agglomérations * 27 Prof L MAKOKO : Cours de Génie Sanitaire : Assainissement page 91,IBTP 2006 ; François Noel CRES : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative : Assainissement Pluvial 2001, page 61 de l'école inter-état d'ingénierie de l'équipement rural, Ouagadougou * 28 François Noel CRES : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative : Assainissement Pluvial 2001, page 62 de l'école inter-état d'ingénierie de l'équipement rural, Ouagadougou * 29 François Noel CRES :Cours d'Hydrologie Urbaine quantitative :Assainissement Pluvial 2001, page 63 ;Ecole inter Etat d'ingénierie de l'équipement rural ;Ouagadougou * 30 Prof L.MAKOKO :Cours de Génie sanitaire :Assainissement page 93,IBTP 2006 * 31 Prof L. MAKOKO : Cours de Génie Sanitaire : Assainissement page 93, IBTP 2006 * 32 Prof L.MAKOKO :Cours de Génie sanitaire :Assainissement page 93,IBTP 2006 * 33 34Source : Prof. L Makoko : Cours de Génie Sanitaire : Assainissement IBTP 2005-2006 page 93. 35Source : François Noel CRES : Cours d'Hydrologie Urbaine Quantitative, Assainissement Pluvial 2001, Ecole Inter-états d'Ingénieur de l'Equipement Rural page 64 * 36 Prof L. MAKOKO : Cours de Génie Sanitaire : Assainissement page 99,IBTP 2006 ; LOUIS COLOMBET : Assainissement des agglomérations page 16 * 37 IMHOFF : Manuel d'assainissement Urbain 1968 page 16 * 38 Prof KABAU : Cours d'assainissement Urbain page 80 ; INBTP 2011-2012 * 39 François Noel CRES :Cours d'hydrologie urbaine quantitative 2001,page 76,Ecole Inter Etats Ingénieurs de l'Equipement rural * 40 Prof L. MAKOKO : Cours de Génie Sanitaire page 99, IBTP 2006 * 41 Pierre Charon : Calcul et vérification des ouvrages en béton armé page 500 * 42 H.RENAUD, F. LETERTRE 1994 : Ouvrage en Béton Armé page 53,54 * 43 Source : Prof Muzyumba : Cours de géotechnique appliquée IBTP 2010 Source : Jean Pierre Mougin : Béton Armé B.A.E.L.91 et DTU associés page 14 ;. Source : henry Thonier : Conception et Calcul des structures des bâtiments Tome1 * 44 Pierre Charon : Calcul et Vérification des ouvrages en béton armé page 500 * 45 H.RENAUD ;F.LETERTRE :Ouvrage en Béton Armé 1994,page 113 * 46 H.RENAUD ;F.LETERTRE :Ouvrage en Béton Armé 1994,page113 ; * 47 J-M.DESTRAC ;D.LEFAIVRE ;Y.MALDENT ;S.VILA :Mémotech Génie Civil 1996 page 30,31 * 48 JEAN PIERRE MOUGIN :Béton Armé BAEL 91 et DTU associés page 155 * 49 NGUYEN VANTU 1979 : Hydraulique Routière page 204 * 50 Nguyen VAN TUU 1979 :Hydraulique routière Page 204 * 51 Nguyen VAN TUU 1979:Hydraulique Routière page 277 * 52 J-M DESTRAC ; D. LEFAIVRE ; Y.MALDENT ; S.VILA : Mémotech Génie civil ,1996 page 440 * 53 PROF KABAU : Cours d'assainissement urbain page 1,INBTP 2011-2012 * 54 JACQUES-ANDRE-HERTIG : Traité de Génie Civil de l'école polytechnique de Lausanne : Etude d'impact sur l'environnement * 55 F. VALIRON : Manuel d'assainissement spécifique pour les pays à faible revenu 1991 page 110
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"Un démenti, si pauvre qu'il soit, rassure les sots et déroute les incrédules" | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
)
= la moyenne arithmétique des précipitations ;
Avec : 
= la somme de la différence au carrée
,avec
ecart type
=5387,3
=60448,10212
ce qui signifie que l'écart type vaudra 
;
Précipitation donnée en 24 heures ayant une durée
probable de retour de 10 ans.
Probabilité qu'une averse d'une heure tombe dans une
période de récurrence probable de 10 ans.
avec F(x) : fréquence de non dépassement
liée à la période de retour.
=0,1 soit 1-F(x) vaudra 0,9, en se référant du tableau de
Gauss, la valeur de t est comprise entre 1,28 et 1,29 ; d'où nous
allons faire une interpolation(1,28)=0,8997; F(t)=0,9 ;F(1,29)=0,9015.
on calcule et on trouve t=1, 282, ensuite on calcule
, avec 
nous allons calculer 
.qui est la valeur de l'intensité d'une pluie décennale
pour la ville de Kinshasa. 
avec U=??(x-xo), alors on défini Ø(U)=
, on déduit 
Xi=a
Ui+nb 
XUi=a
Ui²+
Ui 
,En utilisant la formule de Louis-Duret,nous trouvons la hauteur
d'averse en mm/h (H(1,P10) comme suit : 
,et par la méthode de Gumbel nous avons trouver une valeur
de 71,12mm/h une légère
différence de 0,96mm/h
c'est-à-dire une différence de
1,3% seulement(acceptable),d'où nous portons
notre choix sur la valeur de l'intensité de 70,16mm/h qui
sera considérée comme l'intensité pour notre
projet.
0,95
C
0,50
C
0,75
C
0,40
C
0,80 à 0,90
C
0,25
C 
0,30 à 0,35
C
0,15 à 0,20
C
0,13
C
0,07 à 0,1
2%
2 à 7%
7%
2%
2 à 7%
7%
C
0,95
C
0,1
C
0,15
C
0,20
C
0,1
C 
0,15
C
0,20
=2
le débit ici étant en l/s qui est celle de A. caquot
avait établi pour la ville de Kinshasa.
Pour une fréquence
décennale. Il en existe également pour d'autres
fréquences.
est de l'ordre 2. Dans le cas contraire, le débit sera
corrigé en le multipliant par un coefficient de forme k défini
dans le tableau ci-après :
;
;
;
;
;
;
;
(1)
(2)
plus grand pour une section donnée.
(3)
(4)
(5)
(6)
; 
, nous adoptons les dimensions ci-après :
la même dimension des collecteurs
, nous adoptons les dimensions ci-après :
, nous adoptons les dimensions ci-après :
Même dimensions que celui des collecteurs
secondaires.
, nous adoptons les dimensions ci-après :
, nous adoptons les dimensions ci-après :
En tenant compte de la revanche inhérent et indispensable
à chaque canal et qui varie de
, nous adoptons les dimensions ci-après :
, nous adoptons les dimensions ci-après :
.
et Hm=1,35m-0,20m=1,15m
Tableau 16 : Récapitulatif de
section mouillée, périmètre mouillé, rayon
hydraulique et vitesse effective des collecteurs
, et il faut que la vitesse à pleine section 
, Vmin : vitesse minimale requise pour l'écoulement des eaux
pluviales dans un canal ;Vmax :vitesse maximale admissible ou vitesse
limite pour l'écoulement des eaux pluviales dans un canal. 
et Hm=1,35m-0,20m=1,15m
;I=0,009 ;K=1 /n et n=0,014
;Vps>V ;Vps<Vmax(4m/s)
avec
sb=1,5 ;fcj=20Mpa=200kg/cm² ;fbc=(0,85x200/1,5)=113,3kg/cm² 
=(4000/1,15)=3478kg/cm². 
Thonier : Conception et Calcul des structures des bâtiments
Tome 1 page 210)
v 
étant triangulaire on a :
/m
pour 1mètre linéaire
soit q=
,i=0,00238, K=1 /n et n=0,014
<4m/s ceci montre la nécessité du bassin de
retenue 
en utilisant l'abaque de la fig 9.3 (voir annexe n°5)relatifs
à un débit de fuite de 18,99mm/h et avec une période de
retour de 10 ans, la valeur du débit de fuite de 18,99mm/h ne se trouve
pas sur l'abaque.
=17571l/s ;Q=débit à la sortie du bassin de retenue
en l/s ,ici Q=5,26
=5260l/s ;alors on détermine le coefficient n=
connaissant n et le temps d'écoulement en minutes on a lu la
valeur du coefficient B sur l'abaque ainsi le volume du bassin de retenue se
calcule par la formule :
en 
avec Qt en l/s
,i=0,00238, K=1 /n et n=0,014
<4m/s
avec tf : temps d'écoulement en minutes ;
d'où D²=(4xA/ 3,14),
et Hm=1,35m-0,20m=1,15m
;D²=(4x0,9775/ 3,14)=1,245m²,
;
=0,92 minutes
et Hm=1,35m-0,20m=1,15m
;D²=(4x0,9775/ 3,14)=1,245m²,
;
=0,56 minutes
;
=6,05 minutes
;
=3,46 minutes
,i=0,00238, K=1 /n et n=0,014
à l'aval du bassin de retenue ;Q15=17,571
alors le rapport
en utilisant l'abaque (annexe n°6) on trouve B=490 et le volume
du bassin vaudra
en 
avec Qt en l/s
tr=
et h=(Q²/(m²xA²x2g)),avec m=coéfficient de
débit pour le cas de compartiment amont sans grave m=0,62 on a :
avec;fcj=20Mpa=200kg/cm² ;fbc=(0,6x200)=120kg/cm²
)
=1561,8kg/cm². 
v 
;
;
Béton Armé BAEL 91 et DTU associés page 45)
=225000 cm 4 ;p=8000kg/m²=0,8kg/cm²
=0,16cm
Béton Armé BAEL 91 et DTU associés page 43)
=1041666,67 cm^4 ;p=9250kg/m²=0,925kg/cm²
=0,36cm;
;
