CHAPITRE IV. CALCUL DU RESEAU D'EVACUATION
IV.1.
Introduction
L'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 collecteurs
Le 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 collecteurs
La 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.
 
  (1)
Avec :  
Et le rapport   (2)
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   plus grand pour une section donnée.
  (3)
Section mouillée  
Périmètre mouillé  
Partant de notre rapport économique, nous
trouvons :
  (4)
Et   (5)
Remplaçons les valeurs (4) et (5) dans (3), nous
obtiendrons
  (6)
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  , nous adoptons les dimensions ci-après :
Tronçon 2-3
 
  la même dimension des collecteurs
Tronçon 12-13
 
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de  , nous adoptons les dimensions ci-après :
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  , nous adoptons les dimensions ci-après :
  Même dimensions que celui des collecteurs
secondaires.
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  , nous adoptons les dimensions ci-après :
 
Collecteurs 13-16:
 
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de  , nous adoptons les dimensions ci-après :
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
 
  En tenant compte de la revanche inhérent et indispensable
à chaque canal et qui varie de  , nous adoptons les dimensions ci-après :
Collecteurs (23-B):
 
En tenant compte de la revanche inhérent et
indispensable à chaque canal et qui varie de  , nous adoptons les dimensions ci-après :
  .
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
|
Tronçon
|
Qp max
|
Imoyenne
|
Iprojet
|
B
|
H
|
|
1-4
|
2.714
|
0,009
|
0,009
|
0,85
|
1 ,35
|
|
2-3
|
0.848
|
0,03
|
0,03
|
0,85
|
1 ,35
|
|
3-4
|
0.886
|
0,099
|
0,099
|
0,85
|
1 ,35
|
|
5-6
|
0.439
|
0,046
|
0,046
|
0,85
|
1 ,35
|
|
6-7
|
0.89
|
0,10
|
0,10
|
0,85
|
1 ,35
|
|
8-9
|
1.095
|
0,0519
|
0,0519
|
0,85
|
1 ,35
|
|
9-10
|
2.294
|
0,094
|
0,094
|
0,85
|
1 ,35
|
|
11-12
|
1.446
|
0,0278
|
0,0278
|
0,85
|
1 ,35
|
|
12-13
|
2.953
|
0,082
|
0,082
|
0,85
|
1 ,35
|
|
14-15
|
1.84
|
0,0069
|
0,0069
|
0,85
|
1 ,35
|
|
15-16
|
2.916
|
0,073
|
0,073
|
0,85
|
1 ,35
|
|
17-18
|
0.519
|
0,0583
|
0,0583
|
0,85
|
1 ,35
|
|
19-20
|
0.338
|
0,028
|
0,028
|
0,85
|
1 ,35
|
|
21-22
|
0.159
|
0,025
|
0,025
|
0,85
|
1 ,35
|
|
S
|
0.042
|
0,01875
|
0,01875
|
0,85
|
1 ,35
|
|
24-25
|
1.042
|
0,0083
|
0,0083
|
0,85
|
1 ,35
|
|
26-27
|
0.334
|
0,0057
|
0,0057
|
0,85
|
1 ,35
|
|
28-29
|
0.932
|
0,017
|
0,017
|
0,85
|
1 ,35
|
|
30-23
|
0.693
|
0,0176
|
0,0176
|
0,85
|
1 ,35
|
|
25-27
|
1.042
|
0,05553
|
0,05553
|
0,85
|
1 ,35
|
|
27-29
|
1.386
|
0,05476
|
0,05476
|
0,85
|
1 ,35
|
|
29-23
|
2.312
|
0,0232
|
0,0232
|
0,85
|
1 ,35
|
|
4-7
|
4.448
|
0,0175
|
0,0175
|
1,35
|
2,00
|
|
7-10
|
5.345
|
0,0042
|
0,0042
|
1,35
|
2,00
|
|
10-13
|
7.639
|
0,022
|
0,022
|
1,35
|
2,00
|
|
13-16
|
10.592
|
0 ,054
|
0 ,054
|
1,35
|
2,00
|
|
16-18
|
13,508
|
0,0116
|
0,0116
|
1,65
|
2,40
|
|
18-20
|
14,027
|
0,0476
|
0,0476
|
1,65
|
2,40
|
|
20-22
|
14,365
|
0,04687
|
0,04687
|
1,65
|
2,40
|
|
22-S
|
14,524
|
0,0242
|
0,0242
|
1,65
|
2,40
|
|
S-23
|
14,566
|
0,0248
|
0,0248
|
1,65
|
2,40
|
|
23-B
|
17,571
|
0,0235
|
0,01
|
1,65
|
2,40
|
|
|
