AEP Résumé
AEP Résumé
AEP Résumé
L’alimentation en eau potable ou AEP s’intéresse l’ensemble des équipements, des services
et des actions qui permettent de produire et distribuer une eau conforme aux normes de potabilité
aux consommateurs.
Les éléments majeurs de l’AEP et son processus sont regroupés dans ce schéma, (de gauche à
droite) :
Remarques :
Usages de l’eau :
Consommation domestique lavage, douche, WC, arrosage….
Consommation publique écoles, administrations, hôpitaux, ….
Consommation industrielle et touristiques (établissements touristiques)
Projet AEP
Les phases d’un projet AEP :
I. Diagnostique de la situation actuelle
1. L’inspection du réseau existant :
Dépôt et taux d’encrassement (changement de diamètre intérieur) : la
réduction d’encrassement est remédiée par une injection d’eau sous
pression.
Mesure de la pression dans la conduite existante.
2. L’enquête sur la population ≡ évolution démographique branchée et non
branchée (évolution des besoins).
3. L’enquête sur la consommation auprès de l’ONEP.
4. La confortation des ressources aux besoins : recherche par forage.
5. La vérification du réseau existant : recherche de fuites par ondes acoustiques.
6. Edition d’un premier rapport APS.
II. Conception du système futur de distribution d’eau potable:
1. La projection des besoins en eau potable à moyen (d’ici 10 ans) et à long
terme (d’ici 20 ans) sur la base des enquêtes de la 1er mission et en collaboration
avec les autorités locales .
2. La conception des différentes variantes du système futur de distribution
pour répondre aux besoins définis dans la précédente étape.
3. La comparaison technico-économique des variantes définies.
4. Définition des programmes des travaux et leurs couts.
Evaluation des besoins en eau potable des agglomérations et
leur évolution dans le temps
Phase 1 :
A. Appréciation des besoins unitaires actuels relatifs à chaque catégorie de consommation
PB= TB x P
Cp= Qmax/Qmoy
Cp = Cpj * Cph
Remarque :
Le coefficient de pointe diffère selon le nombre d’habitants desservis, il varie d’un point
du réseau à un autre.
Calcul du débit
le débit de pointe (débit maximale) doit être fourni avec une pression de service
minimale qui dépend de la hauteur des immeubles desservis :
P min = 10+4 N
N : Nombre d’étages.
Calcul de la population
Pour calculer une population après n années, l’une des formules qu’on utilise est :
𝑷𝒏 = 𝑷 × (𝟏 + 𝛕)𝒏
P : population à la date 0
Pn : population à la date n
exos
Adduction et distribution des eaux
I. Adduction gravitaire :
La pente du canal doit être de pente constante, sinon la variation de section sera
nécessaire.
La vitesse recherchée doit être aux environs de 1m/s la pente sera faible.(cas d’un
canal à ciel ouvert)
Les canaux à ciel ouvert ont une section trapézoïdale. Ils sont utilisés en cas de :
Faibles différences de niveau.
Distance séparant (la prise de captage et le réservoir) est grande.
Débit à véhiculer important.
Le tracé de canal doit être court et éviter les terrains trop :
perméable
glissants
marécageux
Calcul de la section par la formule de Manning
𝟏 𝟐 𝟏
𝑽= × 𝑹𝟑 × 𝑰 𝟐
𝒏
I: pente du radier du canal
n: coefficient de rugosité
V: vitesse en m/s
Rh= rayon hydraulique = A/P
A : section mouillée
P : périmètre mouillé
Calcul hydraulique :
Les vitesses admissibles pratiques dans les canaux d’adduction :
Vmax = 1,5 m/s jusqu’à 2 m/s éviter une perte de charge trop grande sur les
ouvrages.
Vmin = 0,5 m/s limiter les dépôts de matière en suspension
Relations reliant la vitesse V, le débit Q, le diamètre D de la conduite et la perte de charge
unitaire i :
𝝅 × 𝑫𝟐
𝑸 = 𝑽×𝑺 = ×𝑽
𝟒
𝑽𝟐
𝒊=𝝀×
𝑫 × 𝟐𝒈
Diagramme
Perte de charge singulière :
Elles sont dues aux résistances hydrauliques locales (coude, cône, vanne, T….).
La pression au sol est la différence entre la cote piézométrique et la cote du sol :
Ps=Cp-Cs
Cette pression ne doit pas:
Dépasser la pression maximale admissible Pad de la conduite. (Cas d’une
vallée)
Être négative. (Cas d’une crête)
Remarque : La pression au sol est maximale quand la vitesse de l’écoulement est nulle.
Remarque : Si D=cst :
Q augmente ⇔ V augmente
P augmente ⇔ V diminue
Q augmente ⇔ P diminue
Solutions du problème :
1. Augmenter la vitesse d’écoulement
2. Diminuer le diamètre de la conduite
Passage d’une vallée :
Ps>Pad
Solutions :
Remarque :
𝟖𝝀
𝒋= × 𝑸𝟐 = 𝒓 × 𝑸
𝝅𝟐 × 𝒈 × 𝑫𝟓
H=Hg+Ja+Jr
Avec : Hg: hauteur géométrique
Ja: pertes de charge à l’aspiration
Jr: pertes de charges au refoulement
Pour un débit constant si le diamètre de la conduite est petit les pertes de charge jr
seront plus grandes, ce qui nécessitera un moteur de plus grande puissance.
Le diamètre économique se calcule par la formule de Bresse :
𝑫 = 𝟏, 𝟓√𝑸
Coup de bélier :
Le coup de bélier est un phénomène oscillatoire de la pression (entre surpressions et
dépressions) qui est le résultat :
D’une fermeture instantanée d'une vanne située au bout d'une conduite
d'adduction
d'un arrêt brutal d'une pompe alimentant une conduite de refoulement.
L’onde qui prend naissance dans la conduite se propage avec la célérité du son a tel que :
𝟗𝟗𝟎𝟎
𝒂=
√𝟒𝟖, 𝟑 + 𝑲 𝑫
𝒆
D : diamètre de la conduite
e : épaisseur du tuyau
Si le temps de fermeture est inférieur à 2L/a la valeur maximale du coup de bélier peut
atteindre :
𝒂𝑼𝟎
∆𝑷 = 𝑩 =
𝒈
Sinon :
𝟐𝑳𝑼𝟎
∆𝑷 = 𝒃 =
𝒈𝒕𝒇
Remarque :
Pour le cas d'une conduite d'adduction, le meilleur moyen de protection contre les
coups de bélier est l'utilisation d'un robinet-vanne à course longue qui sera
manœuvré lentement. (pour faire entrer l’air et purger l’eau afin d’éviter une
compression)
Les réservoirs d'air: Protection des conduites contre le coup de bélier :
Le réservoir de volume V0 est placé sur la conduite et contient de l'eau et de l'air
sous pression(Z0).
𝒁 𝒁𝟎 𝒁𝟎
Avec : 𝒇 (𝒁 ) = [𝒁 − 𝟏 − 𝐥𝐨𝐠 (𝒁 )]
𝟎 𝒎𝒊𝒏 𝒎𝒊𝒏
Les Réservoirs d’accumulation
Le réservoir d'eau doit être situé le plus près possible de l'agglomération à alimenter (en
limite de l'agglomération).
Plus le réservoir s'éloigne de l'agglomération, plus la côte du plan d'eau doit être élevée
On essaie, généralement, d'exploiter le relief à proximité de la ville pour utiliser un
réservoir semi-enterré (plus économique qu'un réservoir sur tour).
Un des principaux rôles du réservoir est de fournir, pendant l'heure de pointe, une
pression au sol suffisante" Hmin " en tout point du réseau de distribution cette pression),
en particulier au point le plus défavorable du réseau (le point le plus loin et/ou le plus
élevé).
Remarque :
L'altitude du réservoir d'eau (précisément la cote de son radier) doit être calculée donc
pour que, dans toute l'agglomération à alimenter, la pression soit au moins égale à Hmin.
La capacité des réservoirs est déterminée à partir des courbes de variation, en fonction
des heures de la journée la plus chargée, des débits d'alimentation des réservoirs :
1) On trace sur 24h les courbes du volume cumulé Va(t) provenant de
l’alimentation et du volume cumulé Vc(t) de la consommation
2) On trace ensuite la courbe Va(t)- Vc(t)
3) Le volume minimal V0 des réservoirs est la différence entre le max et le min de
la courbe Va(t)- Vc(t)
Le principe généralement admis est le suivant : La capacité du réservoir est égale à la
moitié de la distribution moyenne journalière augmentée de la réserve incendie ( 2
lances de 60 m3/h pendant 2 heures) :
Remarque I :
Les conduites sont généralement placées sous
les trottoirs
Pour une emprise dépassant 16m, la conduite
dont le diamètre minimal est de 50 cm doit être protégé par une gaine.
Pour un groupe industriel les conduites sont posées des 2 côtés de la route
Remarque II :
Dans le cas d’une fuite au niveau du réseau on remarque une baisse de pression.
Dans le cas d’une fuite au niveau d’une vanne on remarque une augmentation de
pression.
I. Réseau ramifié:
Dans un réseau ramifié l'eau circule, dans toute la canalisation, dans un seul sens
(des conduites principales vers les conduites secondaires, vers les conduites
tertiaires,..).
Chaque point du réseau n'est alimenté en eau que d'un seul côté.
Remarque :
III. Calcul :
Le calcul hydraulique des canalisations se fait donc avec le débit de pointe
(pendant l'heure de pointe) sans négliger les cas d’incendie Les conduites de
distribution pourront transiter les plus forts débits.
Le débit d'incendie à prévoir au point le plus défavorable du réseau est de
60m3/h.
Il faut éviter des pressions supérieures à 60 m.
Remarque :
Le diamètre de la conduite minimale est 0,1m.
La vitesse de l'eau dans le diamètre choisi d'un tronçon de distribution
quelconque sera entre 0,60 et 1,20 m/s.
En cas d'incendie on accepte des vitesses atteignant 2,50 m/s.
Les canalisations équipées de bouches d'incendie devront pouvoir fournir, en cas
d'incendie,une pression minimale au sol de 10 m, en tout point du réseau de
distribution.
Cette conduite outre un débit Qt d’extrémité, distribue encore sur son parcours
un débit qr. Ce débit qr est supposé être réparti le long de la conduite dont le
diamètre est calculé par la formule :
Qc=Qt + 0,55'Qr
𝑸𝒕𝒐𝒕
𝒒𝒔𝒑 =
𝑵
Résumé :
Le calcul des réseaux ramifiés se fait en partant de l'extrémité aval du réseau et en
remontant de proche en proche jusqu'au réservoir. Les étapes de calcul sont les
suivantes:
1- Calcul de Qr, de Qt et ensuite Qc
2- Choix du diamètre D qui permet d'écouler le débit Qc avec une vitesse voisine de
0,90 m/s (ou entre 0,60 et 1,20 mis). Le diamètre minimum étant 0,100 m
(exceptionnellement 0,080 m).
3- Calcul de la perte de charge avec Qc , en utilisant les abaques
4- Calcul de la charge hydraulique en chaque noeud et en déduire la pression au sol.