10 Assainissement Des Agglomérations
10 Assainissement Des Agglomérations
10 Assainissement Des Agglomérations
TECHNIQUES DE L’INGÉNIEUR
Techniques L’expertise technique et scientifique de référence
de l'Ingénieur
p2645
c4200
Spectrométriedes
Assainissement de agglomérations
masse - Principe
et appareillage
Guy BOUCHOUX
Professeur à l’université Paris XI (Orsay), École Polytechnique, DCMR, Palaiseau
Michel SABLIER
Chargé de recherches au CNRS, École Polytechnique, DCMR, Palaiseau
Copyright
Copyright ©
© 2014
2015 | Techniques
Techniques de
de l’Ingénieur
l'Ingénieur | tous droits réservés
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Le but de cet article est de donner des éléments précis concernant les diffé-
rents constituants des systèmes d’assainissement et de leurs ouvrages anne-
xes. Par ailleurs, un paragraphe à part est consacré aux bassins de retenues
des eaux pluviales, et un autre est consacré aux bassins d’orages sur réseau
unitaire. Les règles de l’art en matière de dimensionnement sont détaillées.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
2. Nature des eaux à évacuer d’engrais surdosés (nitrates, phosphates), de pesticides, etc. C’est
parfois une part importante de la pollution qui engendre l’eutrophi-
sation des lacs.
2.1 Eaux pluviales et de ruissellement Remarques
Les eaux pluviales susceptibles d’être reçues dans un réseau Le rejet direct, dans les caniveaux, d’eaux autres que plu-
d’égouts comprennent, outre les eaux météoriques recueillies viales, est formellement proscrit.
directement sur la surface concernée, les eaux qui, du fait de la En système unitaire ou pseudo-séparatif, les petites pluies
topographie ou des activités anthropologiques, transitent par cette et le débit des fortes averses remettent en suspension les
surface, soit qu’elles ruissellent sur le terrain, soit qu’elles y soient matières organiques déposées dans les égouts. De ce fait, ces
amenées par d’autres canalisations souterraines (eaux de pluie, de eaux déjà chargées en surface sont particulièrement polluées,
drainage ou de source). souvent plus que celles des réseaux séparatifs.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Tableau 1 – Valeurs moyennes et gammes de variation pour les paramètres DBO5, DCO, MES, NK, N-
NH4, NGL et Pt
Tableau 2 – Eaux usées domestiques – Autres valeurs de concentrations relevées dans la littérature
Domaines d’application et
Sources Description DBO5 DCO MES NK NGL NO3 NH4 Pt Unités
remarques
Valeur moyenne Valeurs moyennes obtenues 268 634 302 52 9,3 mg/L
sur plus de 130 stations fran-
Médiane çaises (130 à 149 stations 245 592 267 51 9 mg/L
étudiées selon les paramè-
Pons et al. [3] tres) à partir de moyennes
annuelles de 1998 et 1999.
Écart-type La capacité de ces stations 137 315 170 23 3,8 mg/L
était comprise entre 1 200 et
650 0000 EH
Certaines d’entre elles doivent faire l’objet d’un prétraitement de – eaux claires parasites météoriques ou ECPM : il s’agit d’intru-
la part des industriels avant d’être rejetées dans les réseaux de col- sions d’eaux pluviales dans un réseau d’assainissement « eaux
lecte. Elles ne peuvent être mêlées aux eaux domestiques que lors- usées » qui peuvent avoir plusieurs origines : des branchements
qu’elles ne présentent plus de danger pour les réseaux de collecte incorrects de gouttières ou autres ouvrages (descentes de garage,
et ne perturbent pas le fonctionnement des stations de traitement. grilles de cour privée…), des raccordements incorrects d’avaloirs
et de grilles du réseau des eaux pluviales sous domaine public ;
3.1.4 Eaux parasites – eaux claires parasites de captages (« volontaires ») : liées à la
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
– usure accélérée des collecteurs provoquée, soit par l’agressivité 3.2.1 Eaux pluviales
des effluents, soit par l’érosion progressive des matériaux de rem-
blais de la tranchée d’assainissement sous l’action des eaux d’infiltra- 3.2.1.1 Principes de calcul
tion qui peuvent provoquer des fissures, tassements différentiels…
Une précipitation pluviale est caractérisée par sa durée et par son
Pour les stations d’épuration, les conséquences techniques de intensité qui est variable pendant la durée de chute.
la présence des eaux parasites sont doubles : L’étude statistique des relevés pluviométriques permet de repré-
– surcharge hydraulique pouvant provoquer le dépassement de senter les intensités moyennes i de durée t pour une fréquence F
la capacité de la station d’épuration et des rejets non traités au par la formule :
milieu naturel ;
– dilution des effluents avec baisse du rendement épuratoire et i = a (F )t b(F) (1)
des temps de séjour. De plus, les pointes de débit importantes nui-
sent à la qualité du process d’épuration (décantation notamment). avec a (F) et b (F) coefficients fonction de la fréquence F.
En système unitaire, lorsque les eaux pluviales et les eaux On peut de la sorte, après avoir choisi une fréquence F et
usées sont recueillies dans la même canalisation, le débit d’eaux connaissant t (égal à tc), déterminer i et calculer le débit maximal
Q à évacuer :
usées est souvent pratiquement négligé devant le débit pluvial,
sauf dans certains cas, comme le calcul des émissaires.
Q = ρiSC 6 (2)
En système séparatif, les eaux de lavage de chaussées n’aug-
mentent pas les débits recueillis dans les canalisations d’eaux plu- avec i (en mm/min),
viales. En système pseudo-séparatif, en revanche, il y est néces-
saire de cumuler les débits d’eaux usées et le petit débit pluvial Q (en m3/s),
recueilli dans le réseau d’eaux usées.
S (en ha),
& Débits d’eaux usées à prendre en compte C et r coefficients définis au § 3.2.1.2.
Les débits d’eaux usées à considérer dans l’étude des réseaux
C’est la base de la méthode rationnelle, qui donne cependant des
d’assainissement correspondent essentiellement :
débits trop élevés, car elle ne tient pas compte de l’effet de capacité
– aux pointes d’avenir qui conditionnent la détermination des du réseau.
sections des canalisations en système séparatif et, dans certains
Une formulation plus précise a fait l’objet de la circulaire intermi-
cas, celles des émissaires en système unitaire ;
nistérielle n 77-284/INT (voir le Pour en savoir plus) qui tient
– aux flots minimaux actuels qui permettent d’apprécier les capa- compte implicitement de cet effet de capacité et du temps de
cités d’autocurage des canalisations, restant entendu que les concentration, moyennant un coefficient correcteur m suivant la
minima absolus de débit correspondent généralement à des eaux forme du bassin.
moins chargées et n’entraı̂nant, par conséquent, guère de risques
de dépôts.
3.2.1.2 Définition des coefficients
L’estimation des débits n’est pratiquement nécessaire que dans
le corps des réseaux. Les canalisations disposées en tête des 3.2.1.2.1 Coefficient de ruissellement
réseaux doivent présenter des diamètres ayant une limite inférieure Le coefficient de ruissellement C exprime la fraction d’eau
de 0,20 m en système séparatif et de 0,30 m en système unitaire météorique qui, par rapport à la totalité de la précipitation pluviale,
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
pour éviter les risques d’obstruction. Elles sont surabondantes parvient à l’égout (ou à l’exutoire pour une zone non urbanisée).
pour l’écoulement des débits liquides. Leur curage ne peut être réa-
lisé que par des interventions de matériels hydropneumatiques Ce coefficient, qui traduit l’imperméabilisation naturelle ou artifi-
adéquats, ou exceptionnellement, par des chasses. cielle (revêtement des chaussées et des trottoirs), peut toutefois
varier dans une certaine mesure et, toutes choses égales par ail-
D’une manière systématique, il conviendra d’apprécier, à partir leurs, en fonction de la pente du sol et de la durée de la précipita-
des données relatives à l’alimentation en eau de l’agglomération tion (saturation des terres).
ou du secteur industriel, le débit qui parviendra au réseau étudié,
Ce coefficient est pratiquement égal, pour un bassin homogène
au jour de la plus forte consommation de l’année, en distinguant
urbanisé, au rapport de la surface imperméabilisée Simp à la surface
les eaux usées domestiques des eaux usées industrielles, dont les
totale S
caractéristiques peuvent être très différentes.
C = Simp / S (3)
Remarque
Par ailleurs, il est souhaitable de concevoir largement le Génie & Pour des surfaces partielles Sj, on peut prendre les valeurs C
Civil des postes de relèvement et de refoulement afin de pou- suivantes :
voir adapter plus facilement les équipements électromécani- – parties imperméabilisées = 0,90 ;
ques à la demande réelle future, ou même à la conséquence
– voies non goudronnées = 0,35 ;
des apports parasites (Circulaire interministérielle n 77-284/ –
– allées piétonnières (gravier) = 0,25 ;
voir le Pour en savoir plus).
– parcs boisés = 0,10.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
temps de concentration.
& Formules empiriques 3.2.1.2.3 Coefficient de retard
En zone urbanisée, le temps de concentration tc est la somme Le coefficient de retard est un coefficient empirique nécessaire à
du temps t1, délai d’écoulement superficiel sur les voies, cours, la formule (2) pour exprimer le fait expérimental que, entre autres
toits ou branchements, et du temps t2, délai d’écoulement souter- facteurs, et notamment par suite de l’effet de capacité du réseau
rain en canalisations. collecteur, la durée d’écoulement est supérieure à la durée de la
Le temps t1 varie de 2 min pour une forte pente du terrain (0,10 précipitation pluviale, ce qui diminue le débit maximal correspon-
par exemple), à 15 min pour une faible pente (0,001 à 0,002). Le dant à tc.
temps t2 dépend du débit à évacuer. La formule empirique suivante Ce coefficient s’exprime souvent sous la forme :
peut être utilisée [5] suivant le cas rencontré :
−1 (10)
– pour un allongement du bassin M = L =2: ρ =S n
S
avec S superficie du bassin (en ha),
t 2 = 0,687 I −0,41 S 0,529 Q −0,354 (6)
n=8 pour les bassins < 1 000 ha et pour les bas-
– pour un allongement du bassin M π 2 : sins > 1 000 ha à très faible pentes ((l ≤ 0,001) ),
(7) n = 6 à 5 pour les bassins > 1 000 ha, sauf pour les très
t 2 = 0,423 M 0,69 S 0,529 Q −0,359 I −0,41 faibles pentes.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
3.2.1.3 Calcul des débits & Après un ajustement de Gumbel pour avoir des valeurs décen-
nales, on choisit des plages de durée déterminée, par exemple :
3.2.1.3.1 Petites surfaces. Calcul simplifié 5 min, 15 min, 30 min, 1 h, 2 h. On attribue dans chaque plage la
Pour les petites surfaces (< 1 ha), on peut calculer le débit pour fréquence n/T à l’intensité qui s’est produite n fois pendant les T
un orage décennal par la formule : années (1/T à l’intensité la plus élevée, 2/T pour la suivante, etc.).
Les points obtenus en coordonnées logarithmiques peuvent être
Q = qSC (11) ajustés par un procédé graphique sur la droite :
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
& Étape 2
Pour les bassins hétérogènes, on effectue la recherche préa-
lable de l’allongement M des bassins en parallèle : On décompose ensuite la surface totale intéressée A en un cer-
tain nombre de surfaces partielles sensiblement homogènes Aj,
L de pente Ij et de coefficient de ruissellement Cj, chaque surface
M=
∑ Sj étant desservie par un collecteur dont on veut déterminer les
caractéristiques.
Puis, on calcule m comme ci-avant. On mesure le plus long chemin hydraulique canalisé Lj. Puis, on
cherche les bassins d’apport extérieurs non urbanisés, et on déter-
Dans le cas de bassin en parallèle, L est le plus long chemin mine également leurs caractéristiques (Cj, Ij, Lj, Sj).
hydraulique, du (ou des) bassin(s) en série, dont le temps de
concentration est le plus élevé. & Étape 3
T = 10 ans f =1 On calcule le débit de pointe Qp des bassins en commençant par
l’amont.
T = 20 ans f = 1,25
T = 50 ans f = 1,6 Cas général
T = 100 ans f =2 Ce calcul se fait à l’aide de la formule (12), dans son domaine de
validité :
3.2.1.3.3 Méthode rationnelle
C ≥ 0,2 1ha < S ≤ 200 ha
& Cas 1 Lorsqu’on se situe hors du champ d’application de la for-
mule (12), et en l’absence d’autres modèles mathématiques, on Sans omettre, le cas échéant, le coefficient correcteur mj
pourra opérer en appliquant directement la formule (2) qui donnera (§ 3.2.1.3.2).
des débits, en principe, surabondants.
Cas d’un bassin extérieur non canalisé n’entrant pas dans le
On appréciera le temps de concentration, comme indiqué au domaine de validité précédent
§ 3.2.1.2.2, et l’on en déduira l’intensité i, compte tenu de la pério- On calcule le temps de concentration (§ 3.2.1.3.3), et l’on en
dicité admise, par la formule (1), en prenant les coefficients a et b déduit i par la formule (1) :
dans le tableau 3.
Rappel de la formule (1) : i = at b
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
600
Fréquence T = 10 ans
500
Temps de retour V
400 G
W
300 N
C
L
200 S
T= 50 ans M
100
T= 10 ans
T= 5 ans 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Durée
Durée des précipitations (en min)
un même temps de retour – l’intensité d’une pluie est d’autant tique d’une pluie en fonction de sa durée.
plus forte que sa durée est courte ; La forme la plus générale est la suivante :
– à durée de pluie égale, une précipitation sera d’autant plus
intense que sa fréquence d’apparition sera petite (donc, que son kT a
temps de retour sera grand). i= (16)
(t + c )b
Ces lois permettent d’établir les relations entre les intensités, la
durée et la fréquence d’apparition des pluies. Elles peuvent être avec i intensité totale (en mm/h), (en mm/min) ou
représentées selon des courbes caractéristiques dites « courbes intensité spécifique (en l/s.ha),
Intensité – durée – fréquence » (IDF) (figure 2). La notion de fré- T période de retour (en années),
quence est exprimée par la notion de temps de retour.
t durée de référence (en h) ou (en min),
& Utilisation des courbes IDF k, a, b, c paramètres d’ajustement.
Les courbes IDF sont construites dans un but bien précis. Elles La formule de Montana est plus simple :
permettent d’une part, de synthétiser l’information pluviométrique
au droit d’une station donnée. D’autre part, de calculer succincte- a
ment des débits de projet et d’estimer des débits de crue, ainsi i= (17)
tb
que de déterminer des pluies de projet utilisées en modélisation
hydrologique. avec i intensité maximale de la pluie (en mm/h),
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
t durée de la pluie (en minutes ou heures), 3.2.1.3.8 Pluies ponctuelles à pluies moyennes sur une surface
T intervalle de récurrence (ou temps de retour) Parmis les méthodes proposées pour calculer la moyenne des
(en années), pluies à partir de l’ensemble des mesures ponctuelles obtenues à
plusieurs stations pluviométriques sur le bassin, ou à proximité,
a, b constantes locales, dépendant généralement
on distingue :
du lieu (0,3 < 0,8).
– la méthode de la moyenne arithmétique ;
Représentation statistique – la méthode des polygones de Thiessen ;
– l’utilisation d’isohyètes (figure 4).
Les courbes IDF sont établies sur la base de l’analyse d’averses
enregistrées à une station au cours d’une longue période. Le choix de la méthode dépendra de :
L’analyse fréquentielle peut s’appliquer si on s’intéresse aux évé- – la longueur de la série de données dont on dispose ;
nements rares, donc extrêmes. Les données recueillies sont ajus- – la densité du réseau de mesure ;
tées, à un pas de temps choisi, à une loi statistique qui doit décrire – la variation du champ pluviométrique.
relativement bien la répartition des extrêmes. La loi de Gumbel est
la plus utilisée. & Calcul de la moyenne arithmétique
L’opération est répétée sur plusieurs pas de temps. On obtient La méthode la plus simple, qui consiste à calculer la moyenne
alors la variation de l’intensité avec la durée de la pluie pour diffé- arithmétique des valeurs obtenues aux stations étudiées, ne peut
rents temps de retour. Autrement dit : des courbes IDF de la station être appliquée uniquement que si les stations sont bien réparties
considérée sur la période analysée. et si le relief du bassin est homogène.
Cette méthode est peu recommandée. Elle est, en effet, peu
3.2.1.3.6 Structure des pluies
représentative. Il est préférable d’utiliser des méthodes graphiques
La structure d’une averse est la distribution de la hauteur de (tracé d’isohyètes), ou statistiques, qui permettent de donner un
pluie dans le temps. Cette distribution influence fortement le com- poids différent à chacun des points de mesures (moyennes
portement hydrologique d’un bassin versant. pondérées).
3.2.1.3.7 Évaluation régionale des précipitations & Calcul de la moyenne pondérée – méthode des polygones de
Thiessen
Le passage des mesures ponctuelles des précipitations à une
estimation spatiale de celles-ci est délicat. Les méthodes les plus La méthode du polygone de Thiessen est la plus couramment
simples et les plus couramment utilisées sont les méthodes de cal- utilisée. Son application est aisée, et elle donne en général de
cul de moyennes, ou les méthodes d’interpolation des données bons résultats. Elle convient, notamment, quand le réseau pluvio-
pluviométriques collectées localement. métrique n’est pas homogène spatialement (pluviomètres distri-
bués irrégulièrement).
Ces méthodes permettent, notamment :
Cette méthode permet d’estimer des valeurs pondérées en pre-
– le calcul des lames d’eau moyennes à l’échelle du bassin ; nant en considération chaque station pluviométrique. Elle affecte à
– la cartographie des précipitations ; chaque pluviomètre une zone d’influence dont l’aire, exprimée en
– le calcul de hyétogrammes moyens. %, représente le facteur de pondération de la valeur locale. Les dif-
férentes zones d’influence sont déterminées par découpage géo-
Des méthodes faisant appel à la notion d’abattement des pluies
métrique du bassin sur une carte topographique (voir Nota). La
existent également.
précipitation moyenne pondérée Pmoy pour le bassin, se calcule
Avant de procéder au calcul de la précipitation moyenne du bas- alors en effectuant la somme des précipitations Pi de chaque sta-
sin versant, il importe de contrôler la qualité des données pluvio- tion, multipliées par leur facteur de pondération (aire Ai), le tout
métriques, leur homogénéité et leur représentativité. divisé par la surface totale A du bassin.
12 100
90
10 80
70
8
60
50
6
40
4 30
20
2 10
0
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
12 : 00 18 : 00 0 : 00 6 : 00 12 : 00 Fraction cumulée du temps (en %)
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
La précipitation moyenne sur le bassin s’écrit : Un des moyens permettant l’estimation d’une lame d’eau à
Pmoy =
∑ A i Pi (18)
partir d’une hauteur de pluie ponctuelle, tout en tenant compte
de l’hétérogénéité des précipitations, est l’utilisation d’un coef-
A ficient d’abattement ou de réduction.
avec Pmoy précipitation moyenne sur le bassin, De nombreuses définitions différentes de coefficients d’abatte-
A aire totale du bassin, ment existent.
Pi précipitation enregistrée à la station i, Pour certains évènements pluvieux particuliers
Ai superficie du polygone associée à la station i. La hauteur des précipitations tombant sur une surface diminue
lorsqu’on s’éloigne de l’épicentre de l’averse. Il est alors possible
Nota Les stations disponibles étant reportées sur une carte géographique, on trace de tracer les courbes donnant la hauteur de précipitation en fonc-
une série de segments de droites reliant les stations adjacentes. On élève des perpendi- tion de la surface considérée dans l’emprise d’une averse. Ou plus
culaires au centre de chacune des droites (médiatrices) ; les intersections de ces perpen- généralement, d’établir la relation « hauteur de précipitation – sur-
diculaires déterminent des polygones. Dans chaque polygone, la hauteur de précipitation
choisie est celle relevée à la station située à l’intérieur de celui-ci. Les côtés des polygo- face – durée » (figure 6) et ainsi de préciser le taux de décroissance.
nes et/ou la ligne de partage des eaux représentent les limites de l’aire (et du poids) Autrement dit : le rapport de la hauteur de la lame d’eau moyenne
accordée à chaque station. L’aire de chaque polygone Ai est déterminée par planimétrie, (sur l’ensemble de la surface) à la hauteur de lame d’eau maximale
ou numériquement.
D’autres critères pour la détermination des valeurs de pondération peuvent être adop-
(à la verticale du centre de l’averse). Ce rapport est appelé « coeffi-
tés. Ceux-ci peuvent être fonction de l’averse, du relief, de la position géographique, etc. cient d’abattement ou de réduction ».
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
30
25
20
15
10
5
0
30
50
70
90
10
30
25
20
15
10
5
Volume précipité [%]
0 20
10
30
50
70
90
30 10
25
5
20
15
0
10
30
50
70
90
10
5 Durée de la pluie [%]
0
10
30
50
70
90
30
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
25
20
15
10
5
0
10
30
50
70
90
Ces modèles sont les suivants : – les modèles hydrologiques, ou modèles de ruissellement,
– les modèles pluviométriques, ou modèles de pluie, permettant transformant la pluie déterminée sous forme d’un hyétogramme
la définition d’événements pluviométriques représentatifs, la simu- en un hydrogramme de ruissellement, courbe représentant la varia-
lation de leur déplacement et de leur abattement spatial ; tion du débit avec le temps, entrant dans le réseau des collecteurs ;
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Coefficient d’abattement
3 heures
0,8 6 heures
12 heures
0,6
24 heures
36 heures
0,4
48 heures
60 heures
0,2
72 heures
Figure 6 – Exemple de coefficient de réduction des hauteurs de précipitations régionales en fonction de la durée des précipitations
et de la surface considérée
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
& Coefficient de pointe Une zone industrielle est un ensemble ordonné comportant une
Après avoir estimé le débit moyen journalier « qm » à considérer infrastructure de desserte et un lotissement des terrains destinés à
en un point du réseau, on déterminera le coefficient du point « p » accueillir des établissements industriels.
qui est le rapport entre le débit maximal et le débit moyen au cours Si, pour une zone d’habitat donné, les débits d’effluents peuvent
de cette même journée. être assez aisément évalués, il n’en est pas de même pour les
zones industrielles, où les débits peuvent varier considérablement
Ce coefficient de pointe est largement influencé par :
suivant les types d’industries qui s’y implantent et leurs schémas
– la consommation ; d’utilisation de l’eau.
– le nombre de raccordement ; Cependant :
– le temps d’écoulement dans le réseau qui dépend en particulier
– certaines industries traitent directement leurs effluents, permet-
de sa longueur.
tant ainsi le rejet dans le milieu naturel ou dans le réseau pluvial,
Il décroı̂t avec la consommation totale, et avec le nombre des mais elles représentent l’exception ;
raccordements dont la répartition sur le parcours du réseau contri- – les industries lourdes s’implantent de préférence dans des sites
bue à l’étalement de la pointe par la dispersion dans le temps où elles peuvent traiter globalement tous leurs problèmes de refroi-
qu’elle suppose. dissement et de rejets sans être tributaires du réseau public ;
– l’influence des rejets industriels est à étudier de très près lors-
Remarque qu’il s’agit de les faire transiter par le réseau général de desserte,
Le coefficient de pointe ne devrait pas dépasser la valeur 4 les pointes de rejets industriels ne coı̈ncidant pas nécessairement
dans les têtes de réseaux pour les débits résultant d’une popu- avec celles des rejets domestiques ;
lation groupée limitée à 400 habitants, ni descendre au-des- – les rejets doivent être systématiquement envisagés en fonction
sous de la valeur limite de 1,5 dans les parties d’aval. des disponibilités en eau du réseau de distribution d’eau et du
milieu naturel, ainsi que des possibilités des réseaux d’assainisse-
ment aval et des stations d’épuration.
Au sein de cette fourchette, et compte tenu des considérations
qui précèdent, le coefficient « p » varie sur le réseau considéré 3.2.3.2 Probabilités de satisfaction
selon la formule suivante : Les concepteurs doivent envisager plusieurs hypothèses afin de
pouvoir bien cerner les problèmes, s’ils ne peuvent trouver au
b
p =a+ (21) cours de l’étude une estimation des besoins en eau de chacune
qm des industries qui vont s’implanter leur permettant à la fois de :
– satisfaire avec certitude à l’ensemble de la demande ;
dans laquelle, « qm » étant exprimé en litres par seconde, on – limiter les investissements afin d’obtenir cette satisfaction au
adoptera les valeurs « a = 1,5 » et « b = 2,5 ». niveau du prix le plus faible.
Ils doivent rechercher, en faisant appel si besoin aux probabilités
3.2.2.2 Débits moyens actuels d’avoir à faire face à telle ou telle demande, les solutions qui
En supposant que l’on effectue le raccordement de tous les s’adapteront le mieux à leur situation. Il leur faudra donc estimer
immeubles actuels, les débits moyens minimaux se situent les chances de satisfaire aux prélèvements de la zone considérée.
approximativement en France, et dans des pays européens compa- & Nombreux paramètres
rables, dans la fourchette de 80 à 150 litres/habitant/jour suivant les
types d’habitat et leur importance. L’utilisation de l’eau dans le cadre des industries dépend de nom-
breux facteurs :
– nature de l’industrie ;
Dans la mesure du possible, des mesures devront être faites – processus utilisés ;
pour déterminer les ordres de grandeur. – taux de recyclage possible ;
– taux de recyclage effectivement réalisé.
Le débit moyen s’obtient en supposant répartie sur vingt-quatre Il est donc difficile de dégager une fourchette de rejet pour un
heures la valeur du rejet journalier ainsi évalué. La capacité d’auto- type de fabrication ou pour un type d’établissement.
curage des canalisations est vérifiée sur la base de ce débit moyen Dans les zones industrielles où, dans l’essentiel, les surfaces offer-
et de l’évolution des circonstances de l’urbanisation. tes seront occupées par des industries transférées, le concepteur
peut s’appuyer sur des données existantes (à défaut sur des mesures
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
de remplissage
Q
Toutes ces eaux sont, dans la mesure du possible, à exclure de la
Hauteur
0,6
collecte, sauf par réseau séparé (réseau pluvial en séparatif). Une
enquête précise sur ces débits est à faire avant toute conception
d’une station d’épuration. 0,4
U
0,2
de remplissage
& Au niveau des têtes de réseau
Hauteur
0,6
Le diamètre ne peut être adapté au débit (la pente étant à peu
près fixée par la topographie). Les diamètres minimaux sont déter-
minés afin de prévenir les risques d’obstruction : 0,4
2,10
0,25
0,25
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
2,84
(figure 9). Signalons enfin la solution, adoptée par mesure d’éco- 2,40
6,00 4,00
2,78
1,50 1,30
4.2 Calcul des ouvrages C
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
0,25
C Q débit volumique de l’effluent (m3/s).
,40
séparatif
R=0
Le diamètre minimum admissible des canalisations est de
R = 0,30 R = 0,30 0,20 m.
Il se forme une pellicule grasse dans les ouvrages, qui améliore
1,80
A
les conditions d’écoulement. De sorte que le coefficient d’écoule-
ment de Bazin peut être pris à 0,25, compte tenu des inégalités
dans le réseau, et d’éventuelles intrusions de sable ou de terre. Sui-
B vant ces bases, « c » peut être représenté approximativement par
10 % 10 % l’expression « 70 R1/6 », ce qui conduit à la formule :
V = 70 R 2 / 3 I 1/ 2 (25)
peuvent ne pas être remplies dans les régions plates, domaine par
R
excellence du système séparatif, où elles nécessitent des postes de
g étant un coefficient d’écoulement qui varie suivant les matériaux relèvement fréquents. Elles ne peuvent jamais être satisfaites dans
employés et la nature des eaux transportées. Ce coefficient d’écou- les têtes amont du réseau. Dans le premier cas, on n’hésitera pas,
lement des eaux d’égout diffère évidemment de celui utilisé pour pour limiter ou supprimer les postes de relèvement, à descendre la
les eaux potables. Le charriage de matières solides au sein de l’ef- pente du fil d’eau de la canalisation à 0,003 ou 0,002. Les canalisa-
fluent et au contact des parois augmente les pertes de charge. tions devraient alors être posées avec un soin particulier.
Pour le dimensionnement des conduites, on peut utiliser la for- & Dans le deuxième cas, les chasses automatiques placées en tête
mule de Manning Strickler : restent un palliatif dont il ne faut pas attendre une efficacité totale.
Elles paraissent néanmoins très utiles, bien qu’elles soient actuelle-
V = K R 2 / 3 I 1/ 2 et Q = S V (24)
ment peu utilisées dans les projets.
avec V vitesse de l’effluent (en m/s), & Dans les deux cas, les moyens de curage modernes permettent
K coefficient global d’écoulement, de minimiser les inconvénients d’exploitation.
R rayon hydraulique défini comme le rapport de
la section d’écoulement au périmètre mouillé 4.2.3 Réseaux « pluviaux » en système séparatif
(en m), Le diamètre minimum admissible des canalisations est de
I pente de la canalisation (en m/m), 0,30 m.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Il convient de tenir compte que des dépôts sont susceptibles de utilisée. Les caractéristiques de l’effluent, ainsi que le régime
se former, ce qui conduit à admettre un écoulement sur des parois d’écoulement, seront donc implicitement pris en compte dans le
semi-rugueuses. paramètre K. Dans cette formule simplifiée, le coefficient global
Le coefficient de Bazin est pris alors à 0,46, de telle sorte que d’écoulement K intègre un grand nombre de paramètres, et
« e » peut être représenté approximativement par l’expression notamment :
« 60 R1/4 », ce qui conduit à la formule – les caractéristiques des tuyaux et donc, la rugosité absolue des
tuyaux en service, le nombre de joints et la façon dont ils assurent
V = 60 R 3 / 4 I 1/ 2 (26) la continuité géométrique de la canalisation, les diamètres inté-
rieurs et leurs éventuelles déformations (ex. : ovalisation) ;
Avec un réseau bien entretenu, pourvu de bouches à décanta- – la nature de l’effluent (ex. : eaux usées ou eaux pluviales), sa
tion, construit avec des matériaux judicieusement choisis, les température, la quantité de matières solides véhiculées et les éven-
débits ainsi calculés pourront être majorés de 20 %, ce qui corres- tuels dépôts, l’air contenu ;
pond sensiblement à la valeur g = 0,30 du coefficient de Bazin. Cor- – la qualité de la pose et notamment, les changements de pente,
rélativement les pentes correspondant à un même débit pourront voire les contre-pentes ou les désalignements, qui peuvent apparaı̂-
être réduites d’un tiers. tre pendant la durée de vie de l’ouvrage ;
– les points singuliers du réseau, tels que changements de direc-
4.2.4 Réseaux « unitaires » tion éventuels (ex. : coudes) et la qualité des raccordements au
niveau des regards et des branchements ;
Le calcul sera conduit comme pour le réseau pluvial en système – les taux de remplissage ;
séparatif, étant donné la faible importance relative du débit des – la qualité et la périodicité de l’entretien.
eaux usées par rapport à celui des eaux pluviales.
Le choix du concepteur réside donc principalement dans les coef-
Toutefois, après décharge des flots d’orage, et sous réserve d’un
ficients K ou k.
dessablement très soigné, la capacité d’évacuation des émissaires
acheminant les débits de temps sec et de petite pluie, jusqu’à la
station d’épuration, pourra être évaluée au moyen des formules 4.2.6 Vitesse minimale d’écoulement –
afférentes aux réseaux d’eaux usées. Autocurage
Lorsque la valeur du débit calculé implique un diamètre supé- Les retours d’expérience montrent que les conditions d’autocu-
rieur à 0,60 m il est préférable, surtout en système unitaire, d’adop- rage sont satisfaites, si l’on réalise des vitesses d’écoulement :
ter les types d’ovoı̈des. Les ovoı̈des permettent en effet un écoule- – de l’ordre de 0,60 à 0,70 m/s pour le débit de petite pluie
ment meilleur pour une concentration du flot de temps sec. (effluent transportant des sables) ;
– de l’ordre de 0,30 m/s pour le débit moyen d’eaux usées
4.2.5 Autre formule utilisable (effluent transportant des matières organiques).
La formule décrite ci-dessus n’est pas la seule utilisable. On peut Si l’on admet que, en moyenne, ces débits correspondent respec-
aussi avoir recours à la formule de Colebrook : tivement au 1/10 et au 1/100 du débit à pleine section, les courbes
de vitesse et de débit en fonction de la hauteur mouillée, dans des
⎡ k 2,5 lv ⎤ ouvrages de section circulaire ou ovoı̈de (figure 8), montrent que
V = − 4 2gR I i log10 ⎢ + ⎥ (27)
⎢⎣14,84R 8R 2gR I ⎥⎦ ces conditions d’autocurage sont réalisées pour des vitesses à
pleine section de 1 m/s et 0,90 m/s, respectivement, d’où les limita-
et tions pratiques d’utilisation des ouvrages.
k rugosité équivalente de la canalisation (para- Les collecteurs pluviaux avec déversoirs se calculent comme les
mètre non mesurable) (en m), ouvrages élémentaires de desserte. On doit toutefois noter que, si
le collecteur se trouve situé en aval de plusieurs déversoirs d’orage
v viscosité cinématique de l’effluent (on admet successifs, on doit considérer en aval de chaque déversoir la frac-
en général 1,30.10-6 m2/s pour l’eau à 10 C) tion du flot pluvial total, sans tenir compte des dérivations sur ces
(en m2/s), déversoirs, majorée du débit de l’orage de fréquence type adoptée
S section d’écoulement (en m2) sur le bassin qui se raccorde en aval du dernier déversoir d’orage.
Q débit de l’effluent (en m3/s). La fraction du flot pluvial retenue peut être modulée, comme
indiqué au paragraphe suivant (§ 4.2.9).
Les conditions d’établissement des réseaux d’assainissement Par ailleurs, dans le cas de déversoirs d’orage successifs sur le
conduisent, généralement, à étudier un écoulement qui se situe même collecteur, la fréquence de débordement doit être la même
dans la zone de transition entre un écoulement turbulent lisse et s’ils sont placés dans les mêmes conditions de rejet dans le
un écoulement turbulent rugueux. Pour ce type d’écoulement, il même milieu naturel. Ils doivent donc être calculés avec la même
faudrait tenir compte de la viscosité de l’effluent et de la rugosité fréquence de fonctionnement : c’est-à-dire avec le même coefficient
des parois (par l’intermédiaire de K ou k et v). (§ 4.2.9) par rapport à l’orage considéré.
La formule de Colebrook, d’un emploi plus délicat, est la seule à Un collecteur visitable à cunette (figure 7), dont les dimensions
introduire directement les caractéristiques de l’effluent grâce à la sont fixées par des considérations relatives à la facilité de circula-
viscosité v. Cependant, compte tenu de sa simplicité d’application, tion du personnel (et parfois, au logement de certaines conduites),
c’est la formule de Manning Strickler qui est le plus souvent est généralement surabondant en ce qui concerne l’évacuation des
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
flots d’orage. Il est cependant nécessaire de le vérifier. La cunette Mais il ne faut pas se dissimuler que, sauf dispositif spécial
doit être calculée pour l’évacuation du débit futur de pointe d’eaux (vanne à niveau constant, siphon autostabilisé), le plan d’eau au
usées, augmenté de celui correspondant à une petite pluie continue droit du déversoir montera, lorsque le déversoir fonctionnera, de
sur l’ensemble des bassins tributaires (par exemple, l’orage men- la hauteur d’eau au-dessus de la murette. Il faut vérifier que le
suel, § 4.2.9), de manière à éviter des submersions trop fréquentes niveau de l’eau ainsi atteint, pour l’orage de périodicité maximale
de la banquette de circulation. Naturellement, le débit de la cunette à évacuer, ne dépassera pas le niveau piézométrique déterminé
sera calculé en tenant compte de ce qu’elle fonctionne à écoule- par le calcul du collecteur. Sinon, on devra :
ment libre. – soit reprendre le calcul de ce collecteur depuis ce déversoir
vers l’amont ;
4.2.9 Déversoirs d’orage – soit prendre des mesures pour abaisser la hauteur d’eau au-
dessus de la murette par allongement, par exemple, de cette
On distinguera pour les calculs, d’une part, la galerie déversoir
murette déversoir.
proprement dite. D’autre part, le seuil de déversement dont la cote
d’arasement conditionne la fréquence de fonctionnement. Les gale-
ries de déversement doivent être calculées pour permettre l’éva- 4.2.10 Bassins de retenue d’eaux pluviales
cuation, le cas échéant, de la totalité des débits d’amont. Mais, Les bassins de retenue des eaux pluviales et leur calcul font
étant donné que, souvent, le déversoir d’orage sera constitué par l’objet d’un paragraphe à part (cf. 6).
une galerie de longueur limitée (figure 9), joignant suivant la ligne
de plus grande pente, et par voies les plus courtes, certains points 4.2.11 Émissaires d’évacuation
du réseau de la rivière, les frais de premier établissement ne seront
pas sensiblement augmentés. La sécurité sera, par contre, considé- On réserve le terme d’émissaires aux ouvrages qui conduisent
rablement améliorée si l’on détermine la capacité de débit de l’effluent urbain aux installations de traitement, ouvrages générale-
l’ouvrage, non pas pour l’orage de fréquence décennale, habituelle- ment situés en dehors de l’agglomération elle-même et ne faisant
ment adoptée, mais pour celui de fréquence cinquantenale et pas, en principe, de service en route.
même, parfois, centenale (ce qui conduit à multiplier les débits L’émissaire n’étant habituellement pas en zone urbanisée, on
par les coefficients l = 1,6 ou l = 2). peut souvent le calculer pour transporter un débit inférieur à celui
Les formules de débit seront celles applicables aux ouvrages uni- déterminé pour le collecteur en aval des déversoirs. Le déversoir
taires. Pour la détermination de la pente piézométrique, il y aura situé en amont de l’émissaire aura ainsi une fréquence de fonction-
lieu de se placer dans la situation la plus défavorable et de tenir nement supérieure, du moins lorsque cette fréquence n’est pas
compte, à l’aval, de la cote des plus hautes eaux atteintes par la limitée par le pouvoir auto-épurateur du cours d’eau récepteur (arti-
rivière pendant la période de l’année où les grandes précipitations cle Traitement des eaux usées urbaines [C 5 220]).
orageuses se produisent normalement. La consultation des statisti- L’émissaire devra véhiculer le débit maximum susceptible d’être
ques pluviométriques et des relevés éventuels faits sur le cours reçu à la station d’épuration, qui comprend le débit de pointe futur
d’eau récepteur, si possible par un limnigraphe, peut, de ce point d’eaux usées et un certain débit pluvial.
de vue, être utile.
Les stations d’épuration ne peuvent guère absorber économique-
Il est fréquent, dans le midi de la France, par exemple, que les ment, en système unitaire, qu’un débit égal à 1,5 fois le débit de
pluies de la fréquence choisie ne coı̈ncident jamais, sur les lieux de pointe, c’est-à-dire de 3 à 5 fois le débit moyen. Lorsque le pouvoir
l’étude, avec les fortes crues du cours d’eau récepteur, occasionnées épurateur du milieu récepteur est insuffisant pour la pollution reje-
par des phénomènes météorologiques amont (pluie et fonte des nei- tée par les eaux de trop-pleins, on peut construire un bassin
ges, notamment). d’orage (cf. § 7) où sont accumulées les eaux de pluie jusqu’à une
certaine dilution.
Quant à la fréquence de fonctionnement des déversoirs et donc La détermination de la section se fera à partir des formules
des déversements à la rivière, aucune règle générale ne peut être d’écoulement déjà étudiées. En système unitaire, lorsqu’est effec-
donnée. Elle sera essentiellement fonction : tué un dessablement préalable des eaux en tête de l’émissaire, les
– de constatations expérimentales ; formules applicables aux ouvrages d’eaux usées en système sépa-
– de données relatives au milieu récepteur (débit et vitesse du ratif peuvent être utilisées.
cours d’eau) ; Les conditions particulières de fonctionnement des émissaires et
– de la position des points de déversement par rapport à l’agglo- les caractéristiques de l’effluent traité permettent l’obtention de fai-
mération, etc. bles pentes. Néanmoins, sauf pour de très gros émissaires, à débit
sensiblement constant, où l’autocurage serait constamment assuré,
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Certaines marges de sécurité doivent donc être réservées, et les il est préférable de ne pas descendre au-dessous d’une pente de
cotes d’arasement des seuils de déversement, facilement modifiables. 0,001.
Nous avons signalé (§ 4.2.8) que les déversoirs situés dans les
mêmes conditions locales doivent être calculés avec la même
périodicité T, suivant la fréquence de déversement choisie ; on 4.3 Construction des ouvrages
obtient le débit à conserver en multipliant celui de l’orage décennal
(T = 10 ans) par le coefficient l suivant : 4.3.1 Implantation
T = 1mois λ = 0,12 Le radier des ouvrages d’évacuation doit être situé à une cote
telle que le raccordement des immeubles voisins soit possible
T = 3 mois λ = 0,25
sans débordement chez les particuliers.
T = 6 mois λ = 0,35
On tiendra compte à cet effet :
La cote d’arasement sera, théoriquement, le niveau de l’eau – de la pente des branchements particuliers ;
atteint pour le débit correspondant à cette périodicité. Souvent, le – de la cote du débouché du branchement particulier dans
collecteur aval sera, après décharge, à écoulement libre. Lorsqu’il l’ouvrage public, qui doit se trouver au-dessus du niveau moyen
est en charge pour ce débit, on devra, pour déterminer cette cote des eaux usées dans les ouvrages unitaires ;
d’arasement, reprendre le calcul pour l’orage de périodicité, consi- – de la distance des maisons à l’alignement de la voie ;
dérée à partir d’un point aval où il n’est plus en charge pour ce – de la cote piézométrique calculée au point de raccordement
débit, afin de déterminer cette cote. pour les égouts unitaires.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Une profondeur de 1,50 m à 2 m pour les ouvrages unitaires et Les canalisations non visitables doivent présenter un alignement
les canalisations d’eaux usées permet, en général, d’assurer une droit entre deux regards de visite, pour mieux assurer l’étanchéité
desserte satisfaisante des immeubles riverains, ainsi que le croise- des joints et le curage.
ment des autres conduites publiques souterraines [eau potable,
gaz, électricité, télécommunications, câble, chauffage urbain (eau
chaude)…].
4.3.2 Canalisations circulaires
Les ouvrages pluviaux peuvent être situés à une profondeur Les canalisations circulaires sont généralement construites en
moindre, sous réserve du croisement des autres réseaux. Le tracé tuyaux préfabriqués en usine. Elles peuvent aussi être coulées sur
en plan des canalisations qui assurent la desserte des immeubles place avec des coffrages gonflables, ce qui assure une continuité
dépend de la largeur de la voie, de son importance routière et de de la conduite sur une plus grande longueur.
l’espacement des constructions à desservir. On aura généralement La qualité des tuyaux à employer est fixée en France par les nor-
un seul ouvrage, axial. Cependant, en dehors de toute autre consi- mes rappelées dans la rubrique « pour en savoir plus », dans la
dération (pente du branchement, coût des réfections de chaussées rubrique Normes.
ou de trottoirs), il devient théoriquement intéressant de poser une
canalisation de chaque côté dès que : L’annexe IV aux commentaires du Cahier des Clauses Techniques
Générales (Fascicule 70) indique une méthode de calcul générale
e < 2 /2 (29) permettant le choix de la série applicable à tous les types de
tuyaux.
avec e espacement moyen des branchements, (bran- La série est à choisir suivant la hauteur de remblai, la largeur de
chements à 45 sur l’axe de la chaussée) fouille et la charge roulante. La figure 10 a été établie à partir de la
largeur de la voie. théorie de Marston sur le calcul des canalisations souterraines
(documentation Bonna).
Les raccordements d’égouts doivent se faire de manière à pertur- Les tuyaux en grès ont une excellente résistance à la corrosion,
ber le moins possible l’écoulement des flots. Un raccordement particulièrement à la corrosion chimique. Mais leur usage ne se jus-
défectueux diminue la capacité du débit en temps d’orage, et pro- tifie comme tel que si le joint présente la même résistance à la
voque la formation de dépôts en période sèche. même corrosion.
Diamètre
nominal = 0,30 m 0,40 m 0,50 m 0,60 m 0,70 m 0,80 m 0,90 m
6
Hauteur de remblai H (en m)
0
0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3
Largeur de tranchée B (en m)
Sans surcharge roulante
Diamètre
nominal = 0,30 m 0,40 m 0,50 m 0,60 m 0,70 m 0,80 m 0,90 m
6
Hauteur de remblai H (en m)
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
0
0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3 0,5 1 2 3
Largeur de tranchée B (en m)
Avec surcharge roulante
Figure 10 – Séries de tuyaux en béton en fonction des hauteurs de remblai (Crédit Bonna)
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Dans les collecteurs à « banquette », les branchements doivent par le personnel de contrôle qui devra pouvoir à tout moment,
aboutir, de préférence, dans la cunette afin que la continuité de la même de nuit, effectuer les prélèvements nécessaires pour vérifier
banquette soit assurée. que les effluents rejetés sont en conformité avec la réglementation
en vigueur. Son curage devra être exécuté régulièrement à la dili-
Sur les canalisations non visitables, le raccordement est nor- gence et sous la responsabilité de l’établissement industriel (cf. Cir-
malement oblique dans le sens du courant pour ne pas perturber culaire interministérielle n 77-284/INT à consulter dans le Pour en
le régime d’écoulement dans la canalisation. Si le raccordement savoir plus).
est orthogonal, une chute minimale de 0,30 m au-dessus du radier
sera si possible ménagée. À la sortie de ce regard, l’effluent industriel peut rejoindre le
réseau public dans les conditions de la réglementation locale en
Lorsqu’on procède à la construction d’un égout, il est forte- vigueur.
ment recommandé de réaliser au cours de la même entreprise les
branchements, y compris la botte de raccordement en façade. Tou- L’autorisation de raccordement peut imposer tout dispositif de
tefois, il ne faut pas sous-estimer la difficulté de fixer l’emplace- prétraitement nécessaire (dégrillage, neutralisation, déshui-
ment et le niveau du futur branchement pour un terrain où il lage, désinfection, etc.).
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
5.2.2 Siphons disconnecteurs d’occasionner des accidents mortels au personnel appelé à tra-
vailler dans les égouts (explosions, asphyxie, etc.).
Il est fortement recommandé d’installer au pied des descentes
d’eaux usées, avant le branchement à l’égout public, un siphon dis-
connecteur (figure 12). Celui-ci doit être facile à curer afin d’éviter 5.3 Gargouilles
les obstructions du branchement par les matières qui, malgré les
précautions prises, viendraient à pénétrer dans le circuit d’évacua- Les gargouilles sont des conduits ou petit canaux, à ciel ouvert, à
tion des eaux usées de l’immeuble d’habitation ou industriel (se section carrée ou rectangulaire, encastrés dans le sol, destinés à
reporter à la Circulaire interministérielle n 77-284/INT dans le conduire les eaux pluviales au caniveau lorsqu’il n’existe pas
Pour en Savoir plus). d’égout à proximité immédiate (figure 14).
Ces dispositifs doivent être conçus de manière à ne pas gêner la Lorsqu’un branchement sera construit, on aura intérêt à suppri-
ventilation des égouts et à faciliter les opérations d’un entretien mer ces gargouilles et à raccorder les eaux pluviales qu’elles
régulier. recueillaient à l’ouvrage public.
En aucun cas les eaux ménagères et les eaux usées ne doivent
5.2.3 Boı̂tes à graisse, déshuileurs transiter par les gargouilles.
mm
250
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Figure 12 – Siphon disconnecteur (Crédit Batiproduits) Figure 14 – Gargouille d’évacuation plate (Crédit Techni-contact)
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Dans les petites agglomérations à caractère rural, ou sur les & Le calcul du débit d’un caniveau, ce fait à l’aide de la formule de
voies de desserte secondaires, on pourra se contenter d’accote- Manning-Strickler :
ments dérasés et de fossés latéraux pour la collecte des eaux
pluviales. Q = S ∗Rh2 / 3∗C ∗I 0,5 (30)
Les risques de débordement sur le trottoir ou l’accotement ne avec Q débit (en m3/s),
doivent pas être négligés.
S surface (en m),
1,00 pente ;
0,90
0,80 – la façon dont les déchets sont retenus :
0,70 avec décantation,
0,60 sans décantation (dans ce cas, les bouches doivent être sélec-
0,50 tives, c’est-à-dire comporter un panier amovible permettant
Acceptable Non acceptable d’arrêter les déchets).
0,40
0,30
5.5.1 Bouches d’égout à accès latéral (ou avaloirs)
0,20
0,10 Ce sont des ouvrages à ouverture latérale largement dimension-
0,00 née. Ils sont préférables aux grilles de caniveaux assez fragiles,
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 souvent glissantes, que l’apport de feuilles et déchets divers risque
Vitesses d’écoulement (en m/s) d’obstruer au début du ruissellement et de rendre inefficaces
Basé sur un enfant de 20 kg - un adulte pourra (figure 17).
soutenir des valeurs plus élevées Sauf cas particuliers, et surtout si le réseau risque de ne pas faire
l’objet d’un entretien permanent, les bouches doivent toujours être
Figure 16 – Limites recommandées pour des profondeurs et vitesses du type à décantation, afin d’éviter l’intrusion des sables dans le
d’écoulement dans un caniveau ou un fossé latéral réseau (figure 18).
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Dalle de répartition
TUBE
PVC
TUBE
PVC
RÉSEAU
Lit de sable
agglomération.
– le climat.
L’emplacement normal des bouches d’égout se situe aux points 5.6.1 Canalisations visitables
bas des zones collectées (voir la Circulaire interministérielle n 77-
Ce qui suppose une hauteur intérieure supérieure ou égale à
284/INT – Pour en Savoir plus).
1,60 m.
5.5.2 Bouches d’égout à accès 5.6.1.1 Ouvrages d’accès aux ouvrages visitables
sur le dessus (bouches à grilles)
Ces ouvrages servent normalement au personnel chargé du
Ces ouvrages collectent les eaux de ruissellement au niveau du curage et de l’entretien. Ils peuvent également servir au personnel
sol, en général, en dehors de celles rassemblées dans les cani- des entreprises devant travailler en égout, soit pour l’exécution des
veaux de trottoirs (figure 19). branchements particuliers, soit pour des travaux sur les conduits
Elles pourront, dans les mêmes conditions que les bouches à ou canalisations posés en égout (il est possible de faire passer les
avaloir, être munies de puisards de décantation. Ceux-ci sont d’au- réseaux télécom, câble, service des eaux, par exemple).
tant plus indispensables que le sol environnant est recouvert de Ils sont constitués par une cheminée de descente (figure 20) et
sable ou de gravillons (cas des promenades). une galerie d’accès sensiblement horizontale, de dimensions suffi-
Il faut placer ces bouches à grilles en des points accessibles aux santes pour permettre, outre l’accès du personnel, l’intrusion des
engins de curage, et orienter les barreaux de grilles perpendiculai- engins de curage. La cheminée de descente sera, en principe,
rement au sens de circulation. située sous trottoir ou allée piétonnière accessible aux véhicules
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
d’entretien. Son diamètre utile ou équivalent (cas des sections car- Dans tous les cas, un regard de visite doit être mis en place à
rées) sera au minimum de 800 mm. La règle générale favorisera chaque jonction de canalisation et à chaque changement de direc-
des regards circulaires de diamètre nominal 1 000 mm équipés de tion de canalisation (sauf si l’angle formé par les deux tronçons
tampon de fermeture de 800 mm de diamètre. consécutifs permet l’utilisation des engins de curage hydraulique,
Le radier de la galerie doit être surélevé par rapport au radier de cette restriction ne s’appliquant pas au cas des ouvrages nécessi-
l’égout de façon que, par temps sec, ou au moins aux faibles débits tant l’utilisation des engins de curage mécanique).
de temps de pluie, le radier ne soit pas recouvert par les eaux Les radiers des regards doivent comporter une cunette destinée à
usées. Il doit être légèrement incliné (environ 1 %) en direction de assurer la continuité de l’écoulement. La hauteur de cette cunette
l’égout afin que les eaux, qui occasionnellement le submergeraient, sera au moins égale au rayon de la canalisation. Pour les canalisa-
puissent s’écouler lorsque le niveau aura baissé. tions d’eaux usées de diamètre égal ou inférieur à 0,30 m, il est
La cheminée doit être équipée, soit d’échelons en matériau inal- recommandé de porter la hauteur au diamètre de la canalisation.
térable, soit d’une échelle amovible fixée sur quatre crochets scel- De chaque côté de la cunette, une plage permettant de disposer
lés. Cette dernière disposition permet aisément le remplacement facilement les pieds doit être aménagée avec une inclinaison maxi-
d’une échelle, ou encore son enlèvement temporaire, pour faciliter male de 10 % pour éviter les dépôts de boues.
le passage du matériel du curage ou d’entretien. Le raccordement des branchements particuliers ou des branche-
L’échelle peut être équipée d’une crosse mobile facilitant la des- ments de bouches d’égout, peut être autorisé dans les regards,
cente ou la sortie du personnel. mais les eaux doivent être amenées dans la cunette elle-même ;
Pour des raisons de sécurité, l’espacement entre deux ouvrages leur passage sous les plages servant de repose-pieds étant couvert.
d’accès ne dépassera pas 100 mètres. Si nécessaire, les ouvrages Les regards peuvent ne pas être systématiquement pourvus
intermédiaires (cheminées de visite, par exemple) peuvent assurer d’échelles ou d’échelons lorsque leur profondeur est inférieure à
la ventilation de l’égout. cinq mètres. Il est cependant recommandé d’en équiper au moins
Un espacement supérieur sera admis dans le cas où l’égout un sur deux ; ces échelles ou échelons doivent avoir les mêmes
serait construit en souterrain ou par tubes poussés. Dans ce cas, caractéristiques que celles indiquées pour les cheminées de des-
une étude spéciale est nécessaire pour assurer la sécurité de l’ex- cente. Au-dessous de cinq mètres de profondeur, tous les regards
ploitation (ventilation forcée, refuge à la partie supérieure des doivent être équipés d’échelles ou d’échelons (voir la Circulaire inter-
ministérielle n 77-284/INT à consulter dans le Pour en savoir plus).
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
ouvrages, etc…).
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
5.9.2.2 Typologie basée sur le type d’ouvrage de dérivation Le collecteur de départ peut partir latéralement ou se situer dans
l’axe du collecteur d’arrivée, c’est-à-dire sous le seuil. Ces déversoirs
La seconde typologie que nous proposons ici est fondée sur une
peuvent être précédés d’une chambre tranquillisante. Les ouvrages
étude de la Sogreah dont le nom est devenu Artelia depuis datant
de ce type présentent des avantages d’un point de vue hydraulique
de 1986. Cette classification considère que l’élément caractéristique
(régularisation des écoulements), et d’un point de vue dépollution
principal d’un déversoir d’orage est l’ouvrage de dérivation.
(piégeage des flottants et des matériaux transportés par charriage).
En reprenant cette étude, on peut distinguer [6] trois types de Ils posent par contre des problèmes d’entretien et de curage.
déversoirs : Les déversoirs à seuil haut présentent un fonctionnement simple,
– les déversoirs à seuil haut ; même si la composante de la vitesse parallèle au seuil (dans le cas
– les déversoirs à seuil bas ; d’un déversoir latéral) peut parfois provoquer des perturbations.
– les ouvrages dont le fonctionnement est lié à autre chose
qu’un seuil déversant. 5.9.2.2.2 Déversoirs à seuil bas
Les déversoirs à seuil bas les plus simples sont constitués d’une
5.9.2.2.1 Déversoirs à seuil haut ouverture faite latéralement dans le collecteur. Mais en pratique,
Dans les ouvrages à seuil déversant, on installe un seuil sur l’une une multitude de formes d’ouvrages peuvent exister. On distingue
généralement les déversoirs frontaux, et les déversoirs latéraux.
des branches de l’ouvrage. Une partie des effluents est dérivée
lorsque le niveau de l’eau dépasse le niveau du seuil. Pour mieux
contrôler le débit à partir duquel le déversoir doit fonctionner, et 5.9.2.2.3 Déversoirs à seuil déversant frontal
mieux limiter le débit acheminé vers l’aval, il est parfois prévu un Dans le cas de tels déversoirs, le collecteur principal part tou-
étranglement sur le collecteur de départ (masque ou tronçon de jours latéralement à la conduite amont (figure 24 et [6]).
diamètre plus réduit appelé « tronçon d’étranglement »). Ce qui
permet de caler plus haut la cote du seuil déversant. C’est dans ce 5.9.2.2.4 Déversoirs à seuil déversant latéral
cas que l’on parle de déversoirs à seuil haut (figure 23 [6]).
Le seuil peut être placé sur un seul côté de l’ouvrage (déversoir
latéral simple) ou de chaque côté (déversoir latéral double)
(figure 25 [6]). Le seuil de déversement peut être rectiligne ou
Figure 23 – Principe du déversoir à seuil haut Figure 24 – Principe des déversoirs à seuil frontal
A
Temps sec Temps de pluie
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
A A
COUPE AA
Déversoir à seuil double
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
courbe, de hauteur constante ou variable. Dans la section corres- L’appareillage comprend trois parties :
pondant au seuil de déversement, la cunette d’arrivée d’eau peut – une pré-grille fixe s’arrêtant à mi-hauteur au maximum, du plus
avoir une section constante ou se rétrécir. Il peut ou non exister haut niveau des eaux, et destinée à retenir les déchets lourds ou
une chambre. volumineux ;
Le fonctionnement hydraulique des déversoirs latéraux est extrê- – une grille mécanique à commande automatique destinée à
mement difficile à analyser. retenir et à extraire les déchets peu volumineux et les corps flot-
tants qui seront stockés dans des conteneurs pour évacuation à la
5.9.2.2.5 Autres ouvrages non régulés par un seuil décharge. La section de passage doit être au moins égale à celle du
collecteur ;
Depuis l’origine des déversoirs, un très grand nombre de formes – une grille statique peut éventuellement être construite à côté et
différentes a été essayé, chacune adaptée aux conditions locales et dans le même plan que la grille mécanique à laquelle elle se sub-
à l’imagination des concepteurs. Il existe, par exemple : stituera partiellement, dans le cas, accidentel, d’une panne, en per-
– les ouvertures dans les radiers ; mettant ainsi le dégrillage manuel.
– les ouvrages régulés par des pompes ou par des vannes
réglables ; Pour éviter un colmatage total susceptible de survenir à l’occa-
– les systèmes à siphons, etc. (figure 26 [6]). sion d’un violent orage et rendant impossible le dégrillage manuel,
il peut être avantageux de prévoir un système de relevage de cette
grille (source : Circulaire interministérielle n 77-284/INT du 22 juin
5.10 Bassins de dessablement 1977).
En règle générale, l’ensemble des sables est retenu par les bou-
ches de décantation dont l’exploitation doit être assurée régulière- 5.12 Siphons
ment (curage des puisards et vidage des paniers).
La traversée en siphon d’obstacles (cours d’eau, voies ferrées,
Il peut néanmoins être nécessaire de disposer de bassins de dessa- routes à grand trafic, autoroutes, etc…) constitue un point particu-
blement sur le réseau. Principalement, sur les collecteurs secondaires lier et délicat de l’établissement et de l’exploitation des réseaux.
avant leur débouché dans le collecteur principal qui, surtout si la
pente est très faible, doit être protégé le plus efficacement possible Un siphon doit toujours être précédé d’un dégrilleur et d’un bas-
contre la formation des dépôts minéraux. Dans certains cas, il est sin de dessablement afin d’éviter toute obstruction.
également nécessaire d’en prévoir à l’entrée des parties canalisées La conception et l’implantation d’un siphon doivent permettre
de ruisseaux à ciel ouvert en les complétant obligatoirement par un son curage :
dégrilleur mécanique, de préférence. Pour les ouvrages importants, – soit par le procédé de la boule, la branche ascendante ayant
on peut prévoir des équipements fixes d’extraction des sables. une pente favorisant l’entraı̂nement des dépôts au passage de
Dans tous les cas, les bassins de dessablement doivent être ladite boule ;
conçus de manière à éviter la décantation, par suite d’une vitesse – soit par tout autre procédé mécanique ou hydraulique adapté
trop basse, des particules organiques vouées au processus de la au diamètre de la canalisation (voir la Circulaire interministérielle
fermentation anaérobie. Leur emplacement sera toujours choisi de n 77-284/INT du 22 juin 1977).
façon à permettre un curage et un entretien faciles, mais en tenant
compte de la gêne qu’ils sont susceptibles d’occasionner pour le
voisinage. 5.13 Postes de relèvement
Pour permettre une alternance d’exploitation, ils doivent être de et de refoulement
préférence à double bassin ; en cas d’impossibilité, ils doivent com-
porter un by-pass pour l’évacuation des eaux pendant le curage. 5.13.1 Postes de relèvement
Toutefois, une chambre simple peut être adoptée pour les égouts Un poste de relèvement est destiné à élever les eaux, générale-
pluviaux où les bassins de dessablement seront à sec en dehors ment sur place et sur une faible hauteur, pour permettre à un col-
des périodes pluvieuses. Ces bassins doivent être facilement acces- lecteur devenu trop profond de retrouver un niveau économique-
sibles aux équipes d’entretien et permettre l’utilisation du matériel ment acceptable.
d’extraction approprié (Circulaire interministérielle n 77-284/INT –
Un poste de relèvement peut être équipé de pompes centrifuges
voir le Pour en savoir plus).
ou à canaux, de vis de relevage, d’éjecteurs ou d’émulseurs.
Les dégrilleurs sont des appareillages destinés à retenir, à l’ori- Un poste de refoulement a pour objet de faire transiter les
fice des parties canalisées d’un ruisseau, d’un siphon, etc., les effluents sous pression, souvent sur une assez grande longueur
corps plus ou moins volumineux entraı̂nés par les eaux pluviales ou sur une assez grande hauteur de refoulement, pour franchir un
ou les eaux usées au cours de leur écoulement dans les canalisa- obstacle particulier (rivière, relief, etc…), ou pour atteindre une sta-
tions d’assainissement. tion d’épuration éloignée.
Lorsqu’il s’agit du franchissement d’un point haut dans un sec-
teur urbanisé, la conduite de refoulement sera généralement dou-
Vue de dessus blée d’une canalisation à écoulement gravitaire pour la recette des
eaux usées des propriétés riveraines. Ce collecteur doit nécessaire-
ment déboucher en amont du poste de refoulement.
Vers milieu naturel Le choix des équipements hydrauliques se limite aux pompes
centrifuges. Par contre, les questions de rendement ne doivent
pas être négligées. Pas plus d’ailleurs, que celles concernant la
sûreté du fonctionnement et la fermentation des eaux refoulées.
Vers station
Les concepteurs doivent, en particulier, chiffrer les conséquences
d’épuration
d’une obstruction de conduite, toujours difficile à localiser et à sup-
primer, et tenir compte du temps de séjour des eaux dans la
Figure 26 – Principe du déversoir à ouverture dans le fond conduite de refoulement. En cas de variation saisonnière
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
importante du débit, ils pourront, le cas échéant, être conduits à – une ou plusieurs pompes de refoulement immergées ou en
envisager le doublement de la conduite pour tenir compte, notam- fosse sèche. Une ou plusieurs pompes de secours peuvent être ins-
ment, des temps de séjour suivant les hypothèses de fonctionne- tallées. Pour les installations importantes, on peut avoir recours à
ment envisagées. une batterie de pompes pour le débit de temps sec, et à une autre
batterie de pompes pour le débit de temps de pluie. Dans le cas des
5.13.3 Dispositions communes réseaux unitaires, le poste a les caractéristiques d’une station sélec-
tive permettant d’envoyer le débit de pointe de temps sec vers la
La conception de la bâche de reprise doit permettre d’éviter au station de traitement des effluents, et le débit de temps de pluie
maximum la décantation des effluents. Nécessairement, il faut met- vers le milieu naturel (voir Nota). La sélection est obtenue par
tre en place un dégrillage en amont d’un poste. Dans le cas d’un détection de niveaux prédéterminés par la bâche ;
refoulement, il faut interposer un bassin de dessablement entre le – de contacteurs de niveaux (poires, sondes ultrasoniques, son-
dégrilleur et les équipements hydrauliques. des piézométriques) qui permettent un fonctionnement automa-
Sauf dans le cas de relevage des eaux usées, dont la bâche d’ac- tique, y compris des groupes de secours ;
cumulation peut se déverser par trop-plein sans inconvénient – d’une armoire électrique pour piloter les pompes et assurer la
majeur dans le milieu récepteur voisin, il convient de prévoir des télésurveillance ;
équipements hydrauliques de secours (un, voire plusieurs groupes – d’un dispositif de levage fixe ou mobile (tripode, potence, por-
motopompes suivant les cas). Dans l’hypothèse d’une impossibilité tique, embase…) ;
majeure de rejet dans le milieu naturel – et notamment si celui-ci NB : ces dispositifs de levage doivent impérativement être résis-
est soumis à l’influence des marées – il est indispensable de pré- tants aux conditions de l’effluent : matériaux fortement protégés
voir, en plus des pompes de secours, un groupe électrogène à contre la corrosion, l’acidité, les gaz produits par la fermentation,
enclenchement automatique, pour pallier le défaut d’énergie élec- les chocs dus aux manipulations hasardeuses, etc.
trique en provenance du secteur (Circulaire interministérielle – des moyens d’accès fixes ou non (palier, échelles…) ;
n 77-284/INT du 22 juin 1977). – d’une arrivée d’eau potable pour le lavage des outils, du poste,
Pour les installations importantes en réseau unitaire, il y a intérêt des camions…
à prévoir une batterie de pompes pour le débit de temps sec, et une Nota À condition que le degré de dilution escompté soit compatible avec les possibili-
autre batterie de pompes pour le débit de temps de pluie. Dans ce tés du milieu naturel.
cas, le poste a les caractéristiques d’une station sélective permet-
tant d’envoyer le débit de pointe de temps sec vers une station D’autres équipements peuvent être positionnés, soit à l’intérieur
d’épuration, et le débit de temps de pluie vers le milieu naturel (à du poste de relevage, soit dans une chambre de vannes à l’exté-
condition, bien évidemment, que le degré de dilution escompté soit rieur, par exemple :
compatible avec les possibilités de ce milieu récepteur). La sélec- – des vannes d’isolement (rares) ;
tion sera obtenue par la détection de niveaux prédéterminés dans – des clapets antiretour (systématiques) ;
la bâche. – une station de traitement de l’H2S.
D’une manière générale, les postes doivent fonctionner automa-
tiquement, y compris la mise en marche des groupes de secours 5.13.5 Typologie des postes de relèvement
(groupes électropompes et groupes électrogènes).
On peut classer les différents modèles de postes de relevage en
trois grandes catégories :
5.13.4 Principaux équipements du poste
de relèvement – postes de relevage avec un groupe submersible dans la fosse
(pour la majorité) ;
Au niveau des réseaux d’assainissement, les postes de relève- – postes de relevage avec groupe de pompage dans une fosse
ment doivent être composés, dans la plupart des cas, des éléments sèche ;
suivants (figure 27) : – postes de relevage avec pompe ou aéro-éjecteur.
– une bâche de reprise dans laquelle les équipements de refoule-
ment et de dégrillage sont installés ; Il existe, par ailleurs, d’autres techniques très marginales que
– un panier dégrilleur ou un grille pour retenir les déchets sus- nous ne détaillerons pas au niveau de cette fiche.
ceptibles de perturber le pompage et le traitement, ou encore d’un
dispositif de broyage ; 5.13.5.1 Avec groupe de pompage submersible
dans la fosse
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Panier dégrilleur
5.13.5.2 Avec groupe de pompage dans une fosse sèche
Les postes de relèvement avec groupe de pompage dans une
fosse sèche, plutôt recommandés pour les ouvrages ou machines
importantes, sont équipés de pompes de surface ou de pompes
Barres de guidage submersibles. L’avantage de la solution tient à ce que la pompe
est accessible en fosse sèche, facilitant les interventions de mainte-
Pompes de relevage Conduite de relèvement nance et de surveillance (figure 29).
Par ailleurs, l’extérieur de la machine n’est pas souillé. Les ris-
ques liés à l’H2S sont moindres. Cependant, il faut bien garder à
Figure 27 – Quelques équipements d’un poste de relèvement (Crédit l’esprit que l’intervention continue de se réaliser dans une enceinte
INRS) confinée, avec tous les risques que cela comporte.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Tampons articulés
Grille antichute
Embase de la potence
Clé de manœuvre
Vanne
Évacuation
Trop-plein
des eaux
Barre de guidage
Casse-chute
Fil d’eau
Pompe
Puisard
de nettoyage Pied
d’assise
Figure 28 – Poste de relèvement avec groupe de pompage submersible dans la fosse (Crédit INRS)
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
5.13.5.3 Avec pompe ou aéro-éjecteur en ligne Figure 30 – Schéma de principe d’une disposition en ligne (Crédit
INRS)
Le relevage des effluents se fait directement depuis l’arrivée, à
l’aide de deux pompes ou d’un aéro-éjecteur, sans mise en charge
de la conduite et sans fosse de collecte. L’aéro-éjecteur assure le pompage en ligne permet de s’affranchir des inconvénients liés
refoulement des eaux usées dans un réseau de transport sous aux volumes de rétentions (figure 30) :
pression, en utilisant l’air comprimé comme source d’énergie. Le – odeurs ;
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
– gaz dangereux (H2S) ; – les réparations sur les parois et le fond de la bâche : c’est sou-
– amas de sables, de graisses ; vent le cas dans les bâches en béton armé, parce que le matériau
– corrosion des équipements ; est attaqué par les effets des gaz dégagés H2S ;
– érosions des ouvrages ; – la réfection des ancrages des barres de guidage ;
– encrassement des flotteurs. – le remplacement de la canalisation de refoulement dans le
poste.
Ainsi, le pompage en ligne facilite et sécurise l’accessibilité
comme pour les stations avec pompes en fosse sèche (figure 29).
5.13.6.3 Opérations non programmables
5.13.6 Entretien Il s’agit d’opérations non prévues, réalisées en urgence. Elles
peuvent être déclenchées dans le cadre d’une astreinte (travail de
nuit, de week-end, travail isolé). Ce type d’opération nécessite une
5.13.6.1 Visite de contrôle pendant une tournée
réaffectation des moyens programmés avec un fort risque de
La visite de contrôle dans le cadre d’une tournée correspond à un dégrader les conditions habituelles de travail.
travail planifié dans une zone géographique généralement familière
Ces opérations non programmables sont, par exemple (site
aux opérateurs quand il y a une affectation par secteur.
INRS) :
Sont réalisées les interventions suivantes : – le réarmement des pompes suite à un dysfonctionnement des
– le nettoyage des contacteurs de niveau (poires, capteurs à contacteurs de niveaux ;
ultrason) ; – le relevage de pompes en curatif pour leur débouchage (par
– le relevé des compteurs de niveau et des compteurs horaires exemple, à la suite d’un orage) ;
des pompes. Il permet, en particulier, de voir si certaines pompes – la remise en place d’une pompe coincée en travers sur sa barre
n’ont pas tourné plus que d’autres, s’il n’y a pas eu d’arrêt de guidage lors d’une opération programmable.
intempestif…
5.13.7 Répartition des tâches d’entretien
5.13.6.2 Opérations d’entretien programmables
Les agents chargés de l’entretien des postes de relèvement sont
5.13.6.2.1 Entretien périodique et préventif essentiellement (site de l’INRS) :
L’entretien périodique correspond à des interventions program- – des agents d’exploitation ;
mées. Il requiert des moyens matériels et humains plus importants – des électromécaniciens ;
que la visite dans le cadre d’une tournée. Il peut recouvrir les inter- – des opérateurs de vidange mécanique.
ventions suivantes (site de l’INRS à consulter dans le Pour en Le contenu de leur travail est détaillé ci-après.
savoir plus) :
– entretien des abords du poste ; 5.13.7.1 Agent d’exploitation
– vérification périodique des installations électriques par un élec-
tromécanicien (du service assainissement ou d’une société de L’agent d’exploitation est amené à intervenir de jour comme de
sous-traitance) ; nuit. Il effectue notamment des interventions mensuelles de base,
– vérification périodique des installations électriques par un élec- telles que (site INRS) :
tromécanicien ou par un organisme de contrôle ; – contrôle du bon fonctionnement des pompes (intensité, mise
– vidage du panier dégrilleur, ou le nettoyage de la grille sur l’ar- en route…) ;
rivée des effluents ; – nettoyage à la lance (des poires de niveau, par exemple) ;
– nettoyage des contacteurs de niveau (poires, capteurs à ultra- – éventuellement isolement du poste ;
sons, capteur piézométrique) ; – nettoyage du dégrilleur (selon les besoins spécifiques du
– relevage de pompe en préventif pour la vérification de leur poste) ;
fonctionnement et leur usure (joints, roues…) ; – contrôle global de la station ;
– basculement d’une pompe sur l’autre ; – relevé du compteur électrique et du compteur d’horaire des
– contrôle électromécanique des pompes ; pompes ;
– nettoyage de la bâche (enlèvement des dépôts de sables, de – compte rendu d’intervention ;
graisse et autres déchets déposés sur le fond et sur les parois de – acquittement de l’alarme ayant déclenché (de nuit).
la bâche) ;
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
5.13.8 Organisation et conception des accès En zone urbaine dense, quand il n’y a pas de possibilité de cons-
truire une enceinte (poste sur voiries ou sur trottoir), il est indispen-
La desserte et l’emprise doivent permettre l’accès et le station- sable de respecter la réglementation relative au balisage des chan-
nement en simultané de plusieurs véhicules (dont le camion tiers (voir site INRS et figure 31).
hydrocureur).
L’entrée et la sortie en marche avant doivent être privilégiées. La 5.13.9 Aménagement de desserte et plateforme
construction d’un ouvrage affleurant, et équipé de trappes adap-
tées aux charges lourdes autorisant le roulage, permet l’utilisation Toutes les zones où les véhicules sont amenés à circuler / station-
optimale du foncier disponible (intéressant en zone urbaine dense ner (desserte et plate forme) doivent être adaptées aux contraintes
et en zone industrielle). Quoi qu’il en soit, il est nécessaire de pré- spécifiques de roulage et de charge à l’essieu.
voir une zone de stationnement en retrait de la circulation routière Leur conception doit répondre aux exigences des voiries lourdes :
(site de l’INRS dans le Pour en savoir plus). – fondation en grave naturelle ;
L’accès de nuit requiert l’installation d’un point lumineux permet- – couche de base en grave concassée ou grave bitume ;
tant un niveau d’éclairement à maintenir de 75 Lux. Ce dispositif – couche de surface en matériaux enrobés ou béton.
facilite la circulation des piétons sur l’emprise de la zone d’opéra-
Un espace libre de 1 m minimum autour des véhicules est à
tion. Il n’est pas suffisant pour la réalisation des différentes inter-
aménager en tenant compte des tampons d’ouverture de la bâche
ventions. Des moyens complémentaires d’éclairage sont à prévoir
et de la chambre à vannes. Il facilite les déplacements – donc le tra-
pour les interventions sur le poste.
vail des ouvriers et techniciens – et la mise en place d’équipements
Certains postes de relèvement sont équipés de stations de traite- et de matériels (ventilateur, tripode…).
ment de H2S. Dans ce cas, sont utilisés des produits chimiques
Un point d’eau doit être aménagé en dehors de la zone d’évolu-
stockés à proximité du poste.
tion des véhicules. Il a pour usage le nettoyage de la zone de travail
Un chemin de roulement en matériau stable (béton ou enrobé) et des équipements. Il faut prévoir un écoulement pour récupérer
doit être mis en place entre la dalle béton située autour du poste, les eaux de nettoyage qui doivent aboutir dans le réseau d’assainis-
et la voie de circulation attenante, pour faciliter le déplacement des sement (site INRS dans le Pour en savoir plus).
containers des refus de dégrillage, voire le transport avec un cha-
riot d’un équipement lourd.
Le site doit être conçu de manière à dissuader l’accès non auto-
5.14 Postes de crues
risé. Si une enceinte clôturée (d’une hauteur de 2 m, par exemple) Le fonctionnement gravitaire des réseaux sera souvent contrarié
est mise en place, son périmètre et ses ouvertures doivent être partiellement ou totalement, lors des crues des cours d’eau servant
adaptés au passage aisé des matériels d’entretien. L’enceinte clôtu- d’exutoire. Pendant ces périodes, les évacuateurs d’orage, formant
rée est un moyen : communication entre le réseau et le milieu récepteur, doivent être
– de limiter l’accès des personnes étrangères aux installations ; obturés. L’obturation pouvant être obtenue, soit par des clapets à
– d’éviter l’accident d’un tiers ; fermeture hydrostatique, soit par des vannes mécanisées, souvent
– d’empêcher le dépôt d’ordures et les dégradations. télécommandées d’un poste central. Il sera donc nécessaire, en cas
Desserte Desserte
aménagée Camion hydrocureur aménagée
(SORTIE) (ENTRÉE)
Voirie lourde
≥1m
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ces dispositifs doivent être implantés en des points judicieuse- Le choix des ouvrages doit relever d’une politique cohérente
ment choisis afin d’en limiter le nombre. Il s’agit, par exemple : avec la nature des objectifs visés, plutôt que de critères rigides sus-
ceptibles de conduire aux solutions inadaptées (Circulaire intermi-
– de l’entrée des stations d’épuration ; nistérielle n 77-284/INT du 22 juin 1977).
– des exutoires dans le milieu naturel ;
Parmi les objectifs, figurent principalement :
– des points au droit des postes de relèvement et de refoulement
(pour les petites installations on pourra, à la rigueur, se contenter – l’adaptation au tissu urbain dans lequel se situe le bassin ;
de prévoir la mesure du temps de fonctionnement réel des groupes – l’objectif de qualité pour l’utilisation prévue ;
électropompes) ; – l’objectif de qualité pour le milieu récepteur aval.
– des points à l’aval des zones industrielles.
6.1.2 Choix du type de bassin – Influence du site
& Recommandations Indépendamment de la forme des bassins (ponctuels ou linéai-
res) souvent imposée par le relief, ou parfois, par des considéra-
Par ailleurs, il est recommandé de prévoir un ou plusieurs dispo- tions d’esthétique dans le cas de leur intégration à un site urbain,
sitifs supplémentaires : on distinguera :
– sur les collecteurs secondaires, lorsqu’ils sont implantés dans – les « bassins secs », qui restent vides sauf pendant une durée
la nappe phréatique ; maximale de quelques jours après les pluies d’orage ;
– sur les évacuateurs de débits d’orage, notamment à l’aval des – les « bassins en eau », qui présentent un plan d’eau permanent,
déversoirs. même en période sèche de longue durée.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Pour les bassins « à sec » par contre, afin de s’assurer que des Il est recommandé de prévoir un tirant d’eau minimum de 1,50 m
zones marécageuses ne risquent pas de se former, il convient de en période sèche, afin d’éviter le développement des plantes aqua-
considérer, indépendamment du niveau maximum de la nappe en tiques et d’assurer la vie des poissons.
périodes pluvieuses, la fréquence probable d’utilisation de la & Si un bassin « en eau » est intégré dans un site urbain
retenue.
Il convient, en outre (voir la Circulaire interministérielle n 77-284/
Dans le cas d’un bassin « en eau », choisi, par exemple, pour INT du 22 juin 1977) de respecter les points suivantes :
des raisons de constitution de réserves d’eau contre les incendies, – tenir compte d’un marnage (variation maximale du niveau de
une étude du bilan hydrologique devra être faite avec un soin par- plan d’eau) de l’ordre de 0,50 m pour la pluie de fréquence
ticulier, compte tenu des éventuels risques de dégradation : retenue ;
– aménager les berges en prévoyant par exemple :
– abaissement anormal du plan d’eau ;
un talus gazonné en très faible pente (# 1/6) du parement
– ensablement ; vertical,
– fermentations malodorantes ;
un parement vertical de 0,75 m (le long duquel s’exercent les
– aspect désagréable par suite de l’irisation de surface provoquée variations de niveau), réalisé avec un souci esthétique, soit en
par des déversements d’hydrocarbures, etc. maçonnerie, soit en planches de bois, soit par lattes tressées.
Ce parement vertical est indispensable pour éviter qu’une
La consultation d’un géologue « officiel » (agréé) est une
bande de la rive se trouve, tantôt à sec, tantôt sous l’eau, cir-
nécessité. constances favorables à la pullulation des moustiques,
Seront examinées attentivement les conditions d’alimentation une banquette horizontale immergée de 2 à 4 m de largeur au
par un apport continu et convenable en quantité et en qualité (sour- pied de ce parement vertical (essentiellement pour des rai-
ces, ruisseaux, nappe phréatique) pour que soient assurés un sons de sécurité) ;
niveau de plan d’eau permanent et un état de propreté satisfaisant.
– tenir compte de l’influence des vents dominants qui peuvent
Le cas exceptionnel de bassins artificiels « en eau », à fonds et éventuellement contribuer à diriger les corps flottants (tels que les
berges étanches, créés hors de la nappe et alimentés exclusive- feuilles d’arbres) vers les zones mortes.
ment par des apports d’eau de ruissellement (inévitablement souil-
lées) suppose que le calcul des pertes par évaporation et infiltration Remarque
soit effectué avec un soin particulier, tout comme le bilan en oxy- On notera que les bassins de forme linéaire sont susceptibles
gène. De tels bassins ne doivent être admis qu’avec certaines pré- de réduire la longueur des collecteurs souterrains. Ce seront, le
cautions, en recourant à des dispositifs particulièrement efficaces plus souvent, des bassins en eau dont les emprises seront
de protection, et éventuellement, des moyens artificiels d’aération, importantes en raison de la réalisation des talus suivant des
pentes très faibles.
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
La surface libre de la retenue reçoit directement les précipita- l’intensité moyenne maximale annuelle im avec des intervalles de
tions. On doit donc la compter comme surface « imperméable » temps différents.
du bassin versant ; en général, sa superficie est faible en regard Ces valeurs de im sont ensuite classées de manière fréquentielle.
de celle du bassin d’apport. On peut alors faire des courbes d’intensités moyennes maximales
De même, il y a lieu éventuellement de tenir compte des apports en fonction d’une fréquence, ou période, de retour différente.
tels que débits de sources ou alimentation par les nappes phréatiques.
Il faut ensuite transformer les intensités en hauteur pour pou-
Au passif du bilan doit figurer le débit de restitution compatible voir calculer le volume du bassin (h = im*k.Dt), on obtient des cour-
avec les possibilités d’évacuation de l’exutoire. bes « enveloppes » qui permettent de faire le même travail de clas-
Il y a lieu de vérifier également que d’autres éléments, qui sement fréquentiel, mais avec moins d’approximation.
seraient de nature à être pris en considération dans le rôle rempli
Ensuite, il faut calculer le débit spécifique :
par la retenue, n’interviennent pas. En particulier, on observera
dans quelle mesure l’évaporation entraı̂ne (ou non) une diminution Qs
du volume stocké. qs = 360 (32)
Sa
De même, la perméabilité de la retenue – qui peut se traduire par
une fuite par le fond – doit être envisagée. Il y a lieu cependant avec qs débit spécifique (en mm/h),
d’être prudent en tenant compte d’une certaine possibilité de col-
matage de ce fond. Qs débit de fuite (en m3/s),
En règle générale, on peut négliger l’évaporation compte tenu du Sa surface active (en ha).
fait que la durée d’un cycle de fonctionnement met en jeu de fai-
bles volumes résultant de ce phénomène. « Sa » est la surface active du bassin versant qui alimente le bas-
sin d’orage. Elle est calculée à partir de la surface totale et du coef-
ficient d’apport (Ca).
6.2.2 Calcul du volume utile d’une retenue d’eaux
pluviales On peut donc tracer, la hauteur précipitée pour une période de
retour choisie h (k.Dt ; T) et l’évolution des hauteurs d’eau évacuées
6.2.2.1 Considérations générales (qs.k.Dt), le tout en fonction des durées d’évacuation (k.Dt).
Trois types de méthodes sont possibles pour le calcul d’un bas- La différente Dh correspond au volume à stocker par rapport à
sin. Elles permettent de déterminer le volume qu’il faut retenir pour une durée. Le Dh maximum équivaut donc au volume total à stoc-
que les ouvrages de sécurité soient sollicités, avec une probabilité ker que l’on peut calculer de la manière suivante :
donnée.
V = 10 . Δh max (qs ; T ) Sa (33)
Les quatre principaux types de méthodes de dimensionnement
utilisés sont : 3
avec V (en m ),
– la méthode des pluies ;
– la méthode des volumes ; Dh (en mm),
– la méthode des débits ; et Sa (en ha).
– l’utilisation de logiciels de simulation des pluies et de dimen-
sionnement des retenues. Cette méthode reste une méthode complexe qui nécessite des
données locales spécifiques.
Ces méthodes ont pour finalité de faciliter le calcul du volume de
rétention nécessaire. Cependant, certains concepteurs (maı̂tres
d’œuvres) préfèrent appliquer une pluie théorique sur la surface 6.2.2.3 Méthode des volumes
active estimée lors des études de diagnostic qui précèdent généra- & Hypothèses
lement les travaux.
Cette méthode de dimensionnement repose sur les hypothèses
Remarque suivantes :
Nous déconseillons, pour les grandes agglomérations, cette – le débit de fuite du bassin d’orage est considéré comme
« méthode » qui, en pratique, relève plutôt du calcul « de coin constant ;
de table » que de la véritable étude d’une pluie de projet, – le transfert est jugé instantané entre la pluie et le bassin
comme nous allons le voir dans cette fiche. d’orage, les phénomènes d’amortissement qui résultent du ruissel-
En revanche, pour les petites villes (moins de 10 000 habitants) lement sur le bassin versant sont ici négligés. Cette approximation
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
et pour des réseaux non maillés, cette méthode approximative pose problème pour les bassins versants de grande taille.
rend de bons résultats dans les régions tempérées.
& Principe
6.2.2.2 Méthode des pluies La différence entre cette méthode et celle des pluies réside dans
le fait qu’elle tente de mieux prendre en compte la répartition des
& Hypothèses évènements pluvieux. En ce qui concerne le dépouillement des
Pour pouvoir appliquer cette méthode, il faut définir plusieurs données, la méthode consiste à tracer sur le même graphique la
hypothèses : hauteur d’eau précipitée cumulée et la hauteur d’eau vidangée
– le débit de fuite du bassin est considéré comme constant ; cumulée, le tout en fonction du temps. Cela aboutit à une courbe
– le transfert est jugé instantané entre la pluie et le bassin différente de la méthode des pluies, mais son traitement reste iden-
d’orage ; les phénomènes d’amortissement qui résultent du ruissel- tique : détermination des Dh max, puis établissement des courbes
lement sur le bassin versant doivent être négligés. Cette approxi- permettant d’obtenir la hauteur spécifique et calcul du stock à partir
mation pose problème pour les bassins versants de grande taille ; de la même formule.
– les évènements pluvieux sont indépendants ; on ne prend donc
pas en compte les périodes de temps sec lors du dépouillement. 6.2.2.4 Méthode des débits
& Principe & Hypothèse
Il faut considérer une période de « p » années, ce qui donne un Cette méthode n’impose pas d’hypothèse de base, notamment
ensemble d’évènements pluvieux. On calcule pour ces « p » années sur le mode de régulation des débits sortants.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Qs (t ) = g (h (t )) (36) ( )
V m3 = 10. ha. Sa ( + fraction de « VO » correspondant
au début du phénomène) .
Ces méthodes supposent que le débit de vidange soit considéré
constant au cours des épisodes pluvieux. S’il ne peut en être ainsi, Remarque
notamment au début du phénomène, il convient, soit de majorer la À l’aide de l’abaque, on peut évidemment conduire le calcul à
capacité de retenue pour tenir compte du temps de remplissage de rebours si le volume est limité a priori.
l’ouvrage, soit de demander à un spécialiste de reprendre les cal- Dans cette hypothèse, on calculera d’abord « ha » par la
culs statistiques en fonction du débit aval adopté. formule :
Dans la pratique, si le débit de fuite n’est pas rigoureusement
imposé, il est recommandé de chercher à optimiser le coût global V (− − fraction de VO )
ha = (38)
de la retenue et de l’émissaire. On peut, à cet effet, conduire le cal- 10 Sa
cul à rebours en déterminant les débits de fuite correspondant aux
divers volumes stockés. On lira « q » sur l’abaque en fonction de « ha » et on calculera
Afin de faciliter le travail des concepteurs, il existe des abaques enfin « Q » par cette dernière formule :
basés sur ces méthodes.
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
6.3.1.2 Divers types de retenues – et enfin, le (ou les) ouvrage(s) de fuite et émissaires par l’inter-
médiaire desquels l’eau est évacuée dans un milieu naturel.
& Les retenues peuvent être classées suivant différents critères :
– la taille ; les retenues vont, du petit réservoir de quelques mil-
liers de mètres cubes, aux ouvrages dont le volume se compte en 6.4 Pollution et entretien
centaines de milliers de mètres cubes ;
– l’utilisation hydraulique ; on distingue classiquement les bas- Un bassin de retenue d’eau pluviale constitue un système biolo-
sins « secs » et les bassins « en eau ». gique organisé, ou écosystème, dont les éléments satisfont à des
équilibres complexes :
& Constitution – cycles des éléments chimiques ;
Les bassins comprennent habituellement : – cycle production-consommation-décomposition ;
– chaı̂nes alimentaires, etc.
– un corps de bassin ou cuvette ;
– une digue avec ses ouvrages d’évacuation et de vidange ; Ces équilibres seront d’autant plus stables que l’écosystème sera
– éventuellement, des installations de traitement. plus diversifié et plus anciennement installé. La capacité d’auto-
épuration des bassins en sera plus élevée et ils seront moins per-
Les bassins « secs » et les bassins « en eau », du fait de leurs turbés par des pointes de pollution ou des circonstances météoro-
régimes hydrauliques dissemblables, doivent être traités différem- logiques particulières.
ment quant à leur forme géométrique (en particulier pour la pente
des rives) et leur structure géotechnique (protection du fond de
cuvette pour éviter les fissures de retrait).
6.4.1 Rôle des bassins de retenue en dépollution
Enfin, topographiquement ; on distingue : Pour de multiples raisons, les retenues peuvent exercer une
influence bénéfique sur la qualité des eaux. Les changements qui
– les réservoirs endigués de tous côtés ; interviennent durant la stagnation sont de nature physique, chi-
– les retenues de vallées où la cuvette est simplement formée mique ou microbiologique (cf. Circulaire interministérielle n 77-
d’un thalweg obturé à son extrémité aval par une digue. 284/INT du 22 juin 1977).
Tous les intermédiaires sont possibles entre ces 2 types.
6.4.2 Traitement des eaux pluviales et entretien
& Recommandations liées à l’endiguement des retenues
En édifiant l’endiguement avec des terres excavées de la cuvette De nombreux bassins de retenue d’eau pluviale jouent un grand
de retenue, on augmente d’autant la capacité. rôle dans l’amélioration du cadre de vie urbain, ou suburbain, et
L’endiguement lui-même peut être en terre, en enrochement ou favorisent les activités de loisirs en plein air. Il est donc important
en béton. Le choix du type de bouchure dépend : de les alimenter avec une eau qui soit de qualité suffisante et de
– des conditions de fondation ; leur apporter un entretien convenable.
– des matériaux disponibles localement ; L’importance, et la nature, des traitements et de l’entretien à pré-
– de l’économie du projet finalement. voir, ainsi que la cadence des curages, sont fonction des utilisa-
tions des plans d’eau, des possibilités techniques ou économiques,
Le plus souvent, la solution digue en terre est la moins coû- et enfin des types de pollutions ou de nuisances qui sont le plus à
teuse. Une digue en terre peut être étanche, soit dans sa masse redouter compte tenu des apports du bassin versant et de la qualité
(dite « homogène »), soit grâce à un écran interne (« digue à des eaux qui alimentent le plan d’eau par ailleurs (eau de nappe,
noyau »), soit grâce à un écran au niveau du parement amont ruisseau).
(béton de ciment, béton bitumineux, chapes-membranes, feuilles
diverses, etc.).
La digue à enrochement n’est jamais étanche par elle-même et
doit être complétée par un écran interne ou un écran amont. 7. Bassin d’orage sur réseau
La solution du mur en béton est possible si l’on dispose de unitaire
fondations suffisamment résistantes. L’ouvrage en béton peut
alors être, soit un mur de poids, soit un mur à contreforts (béton
armé).
7.1 Principe général
Cette solution, encore rarement utilisée, peut se révéler intéres-
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
sante dans certaines circonstances économiques, ou bien pour Le terme de bassin d’orage ou de « bassin tampon », lorsqu’il est
résoudre des impératifs techniques particuliers (manque de place situé en tête de station et qu’il sert à « lisser » les débits entrants,
par exemple) (rappel de la Circulaire interministérielle n 77-284/ désigne un ouvrage qui stocke les eaux de pluie sur un réseau uni-
INT – voir le Pour en savoir plus). taire dans l’optique d’un traitement biologique futur en station
d’épuration.
6.3.2 Ouvrages de sortie et de sécurité Ces bassins ont, en premier lieu, un rôle hydraulique, dans la
On distingue trois types d’ouvrages d’évacuation : mesure où ils permettent de stocker les effluents supplémentaires
apportés par temps de pluie, et ainsi d’éviter les débordements
– ouvrages de fonctionnement normal ; des réseaux. Ces bassins d’orage ont également un rôle de dépol-
– ouvrages de sécurité ; lution. Au sein de ces bassins, la pollution (essentiellement MES et
– ouvrages de fond. MO) décante et peut être reprise lorsque la capacité d’écoulement
Chaque ouvrage d’évacuation, quel que soit son type, peut être du réseau est rétablie.
considéré comme constitué de trois parties (cf. Circulaire intermi- Ainsi, en Allemagne, il a été mesuré que la mise en place de bas-
nistérielle n 77-284/INT du 22 juin 1977) : sins d’orage en station d’épuration engendrait une augmentation
– le (ou les) ouvrage(s) d’admission, qui règlent le niveau, ou le d’un tiers du poids des boues produites par la station de traitement
moment, à partir duquel les dispositifs sont sollicités ; des eaux usées.
– le (ou les) ouvrage(s) de franchissement de la digue ou de l’en- Il faut cependant limiter les volumes de temps de pluie à traiter
sellement utilisé pour l’évacuation ; en station de traitement des eaux usées à trois fois le débit
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Arrivée des
La différence essentielle avec un bassin de retenue d’eaux eaux usées
pluviales réside dans la nature des eaux qui y sont occasionnel-
lement accumulées, éminemment putrescibles bien que diluées.
V = 60 Qt (40)
Vers station
d’épuration
avec Q (en m3/s),
t (en min).
Le temps t ne sera pas inférieur à 20 min, afin de recevoir sur le Figure 32 – Bassin d’orage : flux par temps sec
bassin les eaux d’orage les plus polluées. En système unitaire, il
existe généralement, avant la station, des déversoirs d’orage limi-
tant le diamètre de l’émissaire, avec une certaine fréquence de
fonctionnement. Le débit Q peut être alors celui de l’émissaire, 2
moins le débit traité sur la station.
On peut aussi calculer t comme suit, suivant la pollution Pr que Arrivée des
peut absorber le milieu récepteur pendant le temps t : eaux usées
q + Q − q1
Pr = pa 60 t (41)
q
Sat bC λ
Q= (42)
60
avec a et b coefficients de la formule (1) donnés par le Vers station
tableau 3 suivant la région pour l’orage d’épuration
concerné,
C coefficient de ruissellement,
pa pollution arrivée (en kg/s de DBO), Figure 33 – Bassin d’orage : stockage du premier flot
Pr pollution rejetée pendant la durée de fonction-
nement du déversoir, c’est-à-dire pollution
rejetée sans traitement (en kg de DBO), Arrivée des
eaux usées
q débit moyen de temps sec (en m3/s),
q1 débit traité par la station (q1 > q) (en m3/s), 3
7.2 Fonctionnement
Vers
Par temps sec, le bassin d’orage reste vide. L’ensemble des eaux ruisseau
usées est acheminé vers la station d’épuration (figure 32).
Lors d’un événement pluvial la station d’épuration biologique
n’est pas en mesure de traiter l’ensemble de l’effluent. C’est pour
cela que le premier flot d’eaux usées, dont la charge polluante est Vers station
très élevée, est entrestocké dans le bassin d’orage (figure 33). d’épuration
Lorsque le bassin d’orage est rempli et a atteint le seuil de déver-
sement, les eaux qui arrivent dans le bassin d’orage sont fortement
diluées et peuvent être déversées vers le ruisseau.
Après l’évènement pluvial, les eaux entrestockées sont évacuées Figure 34 – Bassin d’orage rempli et ayant atteint le seuil
vers la station d’épuration biologique (figure 34). de déversement
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
P
O
U
Assainissement des agglomérations R
par Jean-Marc BERLAND
Docteur en sciences et techniques de l’Environnement de l’École Nationale des Ponts et
Chaussées
Chef de Projet à l’Office International de l’Eau – CNIDE – Limoges (France)
E
N
Sources bibliographiques
[1] Circulaire interministérielle n 77-284/INT du
22 juin 1977 – voir site http://www.assanisse-
SCHUTTINGA (N.). – Wastewater Characte-
ristics in Europe – A Survey. Official Publica-
fonction de l’allongement des bassins ver-
sants. Techniques Sanitaires Municipales
S
ment-durable.com. tion of the European Water Association. (juil. 1982).
Hydraflow Storm Sewers est un logiciel pour le dimensionnement des SewerGEMS est une application multi-plate-forme qui sert à modéliser
égouts pluviaux (en anglais) des réseaux d’eaux usées et d’assainissement. L’application SewerGEMS per-
met de travailler sur une source de données unique, partagée, à partir de
InfoWorks RS permet la modélisation de canaux ouverts, des plaines ArcGIS, MicroStation, AutoCAD, ou autonome (sa propre interface)
inondables, des digues et des ouvrages hydrauliques. Il présente un outil de http://www.bentley.com
simulation pluie-débit (en anglais)
http://geomod.fr xpstorm est un logiciel pour la modélisation dynamique des infrastruc-
tures de collecte des eaux pluviales urbaines et des systèmes fluviaux (en
Logiciel de calcul des réseaux d’assainissement – Dimensionnement anglais)
des canalisations – assainissement 1.2 / STR-PVC : Logiciel de dimensionne- http://www.xpsolutions.com
ment multimatériau des réseaux d’assainissement. Adapté à tous les types
de canalisations en PVC, PRV, matériau de synthèse, béton armé ou fonte. xpswmm est un logiciel pour la modélisation dynamique des eaux plu-
Calcul d’après une bibliothèque de modèles aux matériaux et paramètres viales, des systèmes séparatifs ou unitaire, et les systèmes fluviaux (en
préenregistrés et personnalisables. Module de dimensionnement mécanique anglais)
à partir des caractéristiques du tuyau, de la tranchée et du sol, de la pose et http://www.xpsolutions.com
des charges d’exploitation. Module de dimensionnement hydraulique per-
mettant de définir le débit, le diamètre et la pente de la canalisation. Enregis-
trement des résultats sous forme de notes de calcul prévisualisables et
imprimables
http://www.str-pvc.org
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
O
U Sites Internet
R BENTLEY – Éditeur des logiciels CivilStorm et Sewer GEMS
http://www.bentley.com
Les eaux claires parasites – Le point au 26 octobre 2010 (sur le site
internet)
http://participation.lacub.fr/
CANOE HYDRO – Éditeur du logiciel de même nom
http://www.canoe-hydro.com MIKE URBAN – Éditeur du logiciel de même nom permettant de modé-
S tion de l’eau
http://www.innovyze.com
V
O Normes et standards
NF EN 1610 : Mise en œuvre et essai des branchements et col- NF EN 598 : 1994 Tuyaux, raccords et accessoires en fonte ductile et
I NF EN 752 :
lecteurs d’assainissement. Effet 5/12/1997.
Réseaux d’évacuation et d’assainissement à l’exté-
leurs assemblages pour l’assainissement. Prescrip-
tions et méthode d’essais (remplace la norme
NF A 48-820 d’avril 1990).
R rieur des bâtiments. – partie 1 : Généralités et défi-
nitions. 11/1995 – partie 2 : Prescriptions de perfor-
mances. 07/1996 – partie 3 : Établissement de
& Canalisations en grès
NF EN 295 : Tuyaux et accessoires en grès et assemblage de
l’avant projet. 07/1996 – partie 4 : Conception
tuyaux pour les réseaux de branchement et d’assai-
hydraulique et considérations liées à l’environne-
nissement. – partie 1: Exigences. 1996 – partie 2 :
ment. Effet 20/11/1997 – partie 5 : Réhabilitation.
Contrôle de la qualité et échantillonnage. 1992 – par-
P NF EN 1091 :
Effet 20/11/1997 – partie 6 : Installations de pom-
page – partie 7 : Entretien et exploitation.
Réseaux sous vide à l’extérieur des bâtiments. Effet
tie 3 : Méthodes d’essai. 1992 – partie 4 : Prescrip-
tions pour accessoires spéciaux, pièces d’adaptation
et accessoires compatibles. 1995 – partie 5 : Spécifi-
L NF EN 1671 :
5/6/1997.
Réseaux sous pression à l’extérieur des bâtiments.
cations pour tuyaux perforés et accessoires. 1994
– partie 6 : Prescriptions pour les regards en grès.
1996 – partie 7 : Prescriptions pour les tuyaux en
U EN 1295 :
Effet 5/10/1997.
Calcul de résistance mécanique de canalisations
enterrées sous diverses conditions de charges.
& Canalisations en fibre-ciment
grès et leurs assemblages destinés au fonçage. 1996.
S NF P 16-401 : 1947
– partie 1 : Prescriptions générales. 07/1997.
Canalisations – sections intérieurs des égouts
NF EN 588 : 1997 Tuyaux en fibre-ciment pour réseaux d’assainisse-
ment et branchement – partie 1 : Tuyaux, joints et
accessoires à écoulement libre.
ovoı̈des.
pr EN 209 : Rénovation des réseaux d’assainissement gravitai- & Canalisations en matière plastique
res enterrés par canalisations plastiques. – partie 1 : NF P 16-352 : 1987 Canalisations, assainissement, égouts. Éléments
Généralités. – partie 2 : Tubage par tuyau continu de canalisation en polychlorure de vinyle non plas-
avec espace annulaire. – partie 3 : Tubage par tifié pour l’assainissement.
tuyau continu sans espace annulaire. – partie 4 : XP P 16-362 : 1997 Systèmes de canalisation en plastique pour l’assai-
Chemisage continu polymérisé en place. – partie 5 : nissement sans pression. Tubes en polychlorure de
Tubage par tuyau court avec espace. – partie 6 : vinyle non plastifié (PVC-U) à parois structurées et
Insertion de gaine souple. – partie 7 : Tubage par
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
NF P 18-350 :
1986
1986
Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis : entraı̂-
neurs d’air.
Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis : ciments
O
NF P 15-301 : 1994 Liants hydrauliques. Ciments courants. Composi-
tion, spécifications et critères de conformité. NF P 18-352 : 1986
de référence.
Adjuvants pour bétons, mortiers et coulis : déter-
I
NF P 15-306 :
NF P 15-307 :
1964
1969
Ciments de laitiers à la chaux CLX.
Ciments à maçonner CM.
mination de la qualité de l’eau de gâchage des
bétons et mortiers adjuvants soumis aux essais
d’efficacité à maniabilité constante.
R
NF P 15-308 : 1964 Ciments naturels CM. NF P 18-541 : Granulats. Granulats pour bétons hydrauliques.
NF P 15-311 : 1996 Chaux de construction. Définitions, spécifications Spécifications.
et critères de conformité.
NF P 15-312 : 1969 Chaux hydrauliques artificielles XHA.
NF P 35-015 :
NF P 35-016 :
1984
1986
Armatures pour béton armé. Ronds lisses. Qualité.
Armatures pour béton armé. Barres et fil machine à
haute adhérence.
P
NF P 15-314 : 1993 Liants hydrauliques. Ciments prompts naturels.
NF P 15-315 :
NF P 15-317 :
1991
1995
Liants hydrauliques. Ciments alumineux fondus.
Liants hydrauliques. Ciments pour travaux à la mer.
NF P 35-018 : 1984 Armatures pour béton armé. Aptitude au soudage
de treillis soudés.
L
NF P 15-318 : 1995 Liants hydrauliques. Ciments à faible chaleur d’hy-
dratation initiale et à teneur réduite en sulfures
NF P 35-019 :
NF P 35-022 :
1984
1985
Armatures pour béton armé. Fils à haute adhérence.
Armatures pour béton armé. Treillis soudés et élé-
U
limitée. ments constitutifs.
S
Réglementation
Directive européenne du 21 mai 1991 relative au traitement des eaux Circulaire interministérielle n 77-284/INT du 22 juin 1977.
urbaines résiduaires. L’article L. 2224-10 du code général des collectivités territoriales prévoit
Arrêté du 22 juin 2007 relatif à la collecte, au transport et au traitement que les communes et leurs établissements publics de coopération délimitent
des eaux usées des agglomérations d’assainissement ainsi qu’à la surveil- « les zones où des mesures doivent être prises pour limiter l’imperméabilisa-
lance de leur fonctionnement et de leur efficacité, et aux dispositifs d’assai- tion des sols et pour assurer la maı̂trise du débit et de l’écoulement des eaux
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
nissement non collectif recevant une charge brute de pollution organique pluviales et de ruissellement », ainsi que « les zones où il est nécessaire de
supérieure à 1,2 kg/j de DBO5. prévoir des installations pour assurer la collecte, le stockage éventuel et, en
tant que de besoin, le traitement des eaux pluviales et de ruissellement
Circulaire du 15 février 2008 relative à l’application de l’arrêté du 22 juin lorsque la pollution qu’elles apportent au milieu aquatique risque de nuire
2007. gravement à l’efficacité des dispositifs d’assainissement. »
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
TECHNIQUES DE L’INGÉNIEUR
UNE APPROCHE GLOBALE DE VOS BESOINS
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
ET AUSSI : le statut d’abonné vous donne accès à des prestations complémentaires, sur devis : l’impression à la demande
Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4
pour obtenir un ou plusieurs ouvrages supplémentaires (versions imprimées de vos bases documentaires) ou encore la traduc-
tion d’un article dans la langue de votre choix.
Techniques de l’Ingénieur
249 rue de Crimée Email : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75925 Paris cedex 19
Effectif : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Techniques
Tél. : 01 53 35 20 20
de l'Ingénieur Fax : 01 53 26 79 18 NAF : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
email : infos.clients@teching.com
tiwekacontentpdf_c4200 Ce document a été délivré pour le compte de 7200023220 - universite de lorraine // 193.50.135.4