En plus des réservoirs, il y a d’autres organes jugés nécessaires pour le bon fonctionnement du réseau qui complètent la conduite. Ces organes sont :

     CD : Chambre de départ

     CP  : Chambre de purge au point le plus bas du tracé

     CV  : Chambre de ventouse au point le plus haut du tracé

     BF  : Borne fontaine

a. Chambre de départ

La chambre de départ est un ouvrage construit suivant les mêmes principes que ceux de la construction d’un réservoir. Elle est destinée à recueillir les filets d’eau provenant de la chambre de captage. On l’appelle ainsi dans le cas d’une seule source. Dans le cas de plusieurs sources en présence, on l’appelle chambre collectrice.

b. Chambre de purge

La chambre de purge est un ouvrage installé aux différents points bas du réseau pour éliminer les dépôts solides contenus dans les conduites en cas d’eau chargée.

• On place un Té sur la conduite principale avec positionnement d’une sortie vers le côté bas de la conduite, montage d’une vanne à bille sur cette sortie avec obligatoirement un tuyau qui joint le terrain naturel en gardant la pente de 2%.

c. Chambre de ventouse

La chambre de ventouse est un ouvrage construit comme celui de purge mais cette fois-ci, on le place au point haut du réseau pour éliminer l’air contenu dans les conduites.

• On place un Té sur la conduite principale avec positionnement d’une sortie vers le point haut. On y installe les organes de dégazage (ventouse). On contrôle qu’elles sont bien installées aux points, non pas mettre à côté où elles sont inutiles.

Dans la mesure du possible, si le tracé est trop plat, il est recommandé d’accentuer artificiellement la pente de la partie amont de la ventouse. Cela facilitera le dégazage.

V.4.5. Construction des réservoirs

Bien que la plupart des réservoirs soient de forme carrée ou rectangulaire du fait de la facilité de leur exécution et implantation, nous proposons la forme circulaire pour deux raisons suivantes :

• elle est techniquement fiable ;
• le réservoir circulaire n’est soumis qu’à un effort normal de traction et la pression est conforme.

Comme matériaux de construction de nos réservoirs, nous allons utiliser le béton armé (B.A) du fait qu’il coûte moins cher que le métal.

     

 

V.4.6. Dimensionnement des réservoirs du projet

Les grandes parties d’un réservoir circulaire sont :

• Couvercle
• Paroi
• Radier

Après avoir déterminé les volumes de nos réservoirs, nous utiliserons les formules de FONLLADOSA pour le calcul des diamètres et hauteurs des réservoirs.

             (Formule V.23.)

Avec   D : Diamètre intérieur du réservoir en m

V : Volume du réservoir en m³

La hauteur utile, qui est la hauteur du niveau d’eau dans le réservoir, est donnée par :

Hu=0,46*D                (Formule V.24.)

Avec Hu : Hauteur utile en mètres

La hauteur libre (Hl) est la hauteur entre le niveau d’eau et la paroi intérieure du couvercle. Elle est comprise entre 0,2 et 0,5m. On considère que la tranchée d’air est de 0,4m.

La hauteur totale (Ht) du réservoir est la somme de la hauteur utile et la hauteur libre.

Ht = Hu + Hl              (Formule V.25.)

Avec ces différentes formules, nous avons les caractéristiques des réservoirs de notre projet suivantes :

Volume (m3)	Diamètre intérieur (m)	Diamètre extérieur (m)	Epaisseur parois (m)	Hauteur intérieure (m)
5	2,40	3,20	0,4	1,604
10	3,02	3,83	0,4	1,89
15	3,47	4,27	0,4	2,09
20	3,81	4,61	0,4	2,25
35	4,60	5,4	0,4	2,616

Tableau 28 : Caractéristiques des ouvrages de stockage.

1) Dimensionnement du réservoir de 5m³

1. Dalle de couverture

Une dalle est un élément plan d’épaisseur faible par rapport à ses autres dimensions. Selon la norme allemande (DIN 1045), un élément dont la largeur dépasse 5 fois l’épaisseur, peut être considéré comme une dalle. Pour le calcul, nous allons assimiler la dalle circulaire à une dalle carrée de côté égal à D (diamètre du réservoir), c’est à dire que lx=ly=D

Selon DIN 1045, la hauteur de la dalle est donnée par :

         dans tous les cas                 (Formules V.26.)

         si l’élément doit supporter des cloisons

Avec :

 α : coefficient qui est fonction des conditions aux appuis                              l : portée de la dalle

Pour le cas présent, la dalle est simplement appuyée. Ce qui veut dire que α=1

l_x= l_y =3,203m+(2*0,01m)=3,223m

    

Þ h ≥ 9,2cm

Prenons h=10cm

d= h +e +Φ_s/2                                 , avec :

                                                   d : épaisseur de la dalle

                                                   h : hauteur utile

                                                           Φ_s : diamètre des aciers                     

Pour les dalles, Φ_s =10mm est conseillé

Þ d=10cm+1cm+1/2cm=11,5cm   , soit d=12cm

Calcul des charges

★ Charges permanentes de la dalle

   g=γ_b*d         (Formule V.27.)        , avec :

                                                            γ_b : poids volumique du béton

                                                            g : charge permanente par unité de surface      

g=25KN/m² *0,12m=3KN/m²

★ Charges d’exploitation ou surcharges

    p=2KN/m²  (on suppose que 2 personnes peuvent assurer l’entretien)

★ Charge totale

    q= g +p= (3+2)KN/m²=5KN/m²

Calcul des moments

l_x= l_y=3,223m  Þ l_y/l_x=1      Þ  f_x⁰=20,0  et  f_y⁰=20,0

               (Formule V.28.)

avec :  f_x⁰ et f_y⁰ : coefficients pour le calcul des moments pour le        dimensionnement proposé par PIEPPER et MARTENS                             pour le calcul des dalles continues sous charges                                            uniformément réparties.

                (Formule V.29.)

            mt_x : moment en travée dans le sens des x agissant par bande de                longueur unité

            mt_y : moment en travée dans le sens des y agissant par   bande                    de longueur unité

 mt_x=

       =2,6KNm/m

  mt_y= mt_x=2,6KNm/m

Calcul de la section des armatures

                 (Formule V.30.)

                (Formule V.31.)

                    (Formule V.32.)

                    (Formule V.33.)

            , avec :

                     b : bande de longueur unité, prise égale à 1m

                     h : hauteur utile

                     fcu : résistance de calcul du béton. Pour B₂₅, fcu=17500KN/m²

                     ms : moment fléchissant réduit

ω₂ : coefficient lu dans le tableau pour le dimensionnement à la flexion simple ou composée en fonction du moment fléchissant réduit

fe : limite d’élasticité des aciers utilisés

Nous allons utiliser le béton B₂₅ et les aciers Bst 420/500

        =0,01486                      

Calcul de ω₂ par interpolation

                          0,01                                     0,018

                                                0,00486

         0,01   0,01486                                                    0,019

                          0,02                                     0,037

     =0,027234

Détermination de la section des armatures

     =0,0001135m²/m

     =1,135cm²/m

Pour choisir la section des aciers à utiliser, nous allons nous référer au tableau 5.3 des notes de cours de béton armé.

On prendra alors Φ₆, st=16cm, avec a_s eff=1,77cm²/m

            Avec st : écartements entre armature                                                                   a_s eff : section d’armature effective par unité de longueur

h_y=h_x- Φ_s/2

   = 0,1m -0,005m

h_y=0,095m

      =0,01646

Par interpolation, ω₂=0,030274,

       =0,0001198m²/m

     =1,198cm²/m

On prendra Φ₆, st=16cm, avec a_s eff=1,77cm²/m

1. Dimensionnement du radier

Le radier sera considéré comme une semelle rectangulaire armé. Comme ses dimensions sont grandes (longueur et largeur), on procédera dans le calcul comme pour une dalle.

L’épaisseur du radier est choisie dans l’intervalle [20cm à 40cm].

Prenons d=0,30m

h=d-0,05m 

h=0,25m

Détermination des charges

Charges permanentes du radier

g= γ_b *d+0,7KN/m²

avec 0,7KN/m² : charge de l’enduit et d’étanchéité

g=25KN/m³*0,3m+0,7KN/m²

  =8,2KN/m²

Surcharge d’exploitation

Poids de la dalle

P₁=5KN/m²*(3,223m)²=51,94KN

Poids du mur

P₂=22,6KN/m³*0,4m*3,203m*1,605m*4

    =185,9KN

Poids de l’enduit et de l’étanchéité

P₃=0,7KN/m²*3,203m*1,605m*4

    =14,394KN

La pression totale sous le mur est donnée par :

   =49,218KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est :

pe=10KN/m³*1,105m=11,05KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est inférieure à celle agissant sous le mur. Pour être du côté sécuritaire, nous allons prendre, pour le dimensionnement de notre radier, la charge p égale à la pression agissant sous le mur.

p=49,218KN/m²

La charge totale est de :

q= g +p

  = (8,2+49,218) KN/m²=57,418KN/m²

Calcul des sollicitations

ly/lx =1

f⁰_x=20,0

f⁰_y=20,0

        =29,82KNm/m

mt_y= mt_x= 29,82KNm/m

Détermination de la section aciers

        =0,027264

ω₂ est, par interpolation, égale à 0,0500752

       =0,0005216m²/m

       =5,22cm²/m

Nous choisissons Φ₁₀, st=14,5cm, avec as eff=5,42cm²/m

mt_y=29,82KNm/m

        =0,028388

ω₂=0,0520984 

       =0,0005318m²/m

       =5,32 cm²/m

Nous choisissons Φ₁₀, st=14,5cm, avec as eff=5,42cm²/m

2) Réservoir de 10m³

1. a) Dalle de couverture

lx =ly=3,827m+(2*0,01m)=3,847m

Þ h ≥ 10, 99cm

Soit h=12cm

Þ d=12cm+1cm+1/2cm=13,5cm   , soit d=14cm

Calcul des charges

★ Charges permanentes de la dalle

g=25KN/m² *0,14m=3,5KN/m²

★ Charges d’exploitation ou surcharges

    p=2KN/m²  (on suppose que 2 personnes peuvent assurer l’entretien)

★ Charge totale

    q= g +p=(3,5+2)KN/m²=5,5KN/m²

Calcul des moments

l_x= l_y=3,847m  Þ l_y/l_x=1      Þ  f_x⁰=20,0

                                                            f_y⁰=20,0

        =4,07KNm/m

mt_y=4,07KNm/m

Détermination de la section des armatures

      =0,01615

ω₂, par interpolation, est égal à 0,02969 

      =0,00014845m²/m

      =1,4845cm²/m

On prendra alors Φ₆, st=16,0cm, avec a_s eff=1,77cm²/m         

h_y=h_x- Φ_s/2

   = 0,12m -0,005m

h_y=0,115m

     =0,017586

ω₂=0,0324134

       =0,000155m²/m

       =1,553cm²/m

On prendra Φ₆, st=16,0cm, avec a_s eff=1,77cm²/m

1. Dimensionnement du radier

L’épaisseur du radier est choisie dans l’intervalle [20cm à 40cm].

Prenons d=0,30m

h=d-0,05m

h=0,25m

Détermination des charges

Charges permanentes du radier

g= γ_b *d+0,7KN/m²

avec 0,7KN/m² : charge de l’enduit et d’étanchéité

g=25KN/m³*0,3m+0,7KN/m²

  =8,2KN/m²

Surcharge d’exploitation

Poids de la dalle

P₁=5,5KN/m²*(3,847m)²=81,397KN

Poids du mur

P₂=22,6KN/m³*0,4m*3,827m*1,892m*4

    =261,823KN

Poids de l’enduit et de l’étanchéité

P₃=0,7KN/m²*3,827m*1,892m*4

    =20,274KN

Poids total = (81,397+261,823+20,274)KN=363,494KN

La pression totale sous le mur est donnée par :

   =59,36KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est :

pe=10KN/m³*1,392m=13,92 KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est inférieure à celle agissant sous le mur. Nous allons utiliser p=59,36KN/m²

La charge totale sera de :

q=g+p

  = (8,2+59,36)KN/m²=67,56KN/m²

Calcul des sollicitations

ly/lx=1

f⁰_x=20,0 ; f⁰_y=20,0

mt_y= mt_x= 49,99KNm/m

Détermination des aciers

        =0,0457

ω₂ est par interpolation égale à 0,08583

      =0,000894m²/m

      =8,94cm²/m

Nous choisissons Φ₁₀, st=8,5cm, avec as eff=9,24cm²/m

mt_y=49,99KNm/m

        =0,04759

ω₂=0,089421 

        =0,0009128m²/m

        =9,13cm²/m

Nous choisissons Φ₁₀, st=8,5cm, avec as eff=9,24cm²/m

3) Réservoir de 15m³

1. a) Dalle de couverture

lx =ly=4,265m+(2*0,01m)=4,285m                                                

Þ h ≥ 12,24cm

Prenons h=13cm

d=h+e+Ф_s/2

Pour les dalles, Φ_s=10mm est conseillé

Þ d=13cm+1cm+1/2cm=14,5cm   , soit d=15cm

Calcul des charges

★ Charges permanentes de la dalle

    g=25KN/m² *0,15m=3,75KN/m²

★ Charges d’exploitation ou surcharges

    p=2KN/m²  (on suppose que 2 personnes peuvent assurer l’entretien)

★ Charge totale

    q= g +p=(3,75+2)KN/m²=5,75KN/m²

Calcul des moments

l_x= l_y=4,285m  Þ l_y/l_x=1      Þ  f_x⁰=20,0   ;   f_y⁰=20,0

   

         =5,28KNm/m

 mt_y=5,28KNm/m

Calcul de la section des armatures

      =0,01785

ω₂=0,032915

Détermination de la section des armatures

      =0,000178m²/m

      =1,78cm²/m

Pour choisir la section des aciers à utiliser, nous allons nous référer au tableau 5.3 des notes de cours de béton armé.

On prendra alors Φ₆, st=15cm, avec a_s eff=1,89cm²/m

h_y = 0,13m -0,005m

    =0,125m

      =0,0193097

ω₂=0,035688

        =0,000185875m²/m

         =1,859cm²/m

On prendra Φ₆, st=15cm, avec a_s eff=1,89cm²/m

1. Dimensionnement du radier

L’épaisseur du radier est choisie dans l’intervalle [20cm à 40cm].

Prenons d=0,30m

h=d-0,05m

h=0,25m

Détermination des charges

Charges permanentes du radier

g= γ_b *d+0,7KN/m²

avec 0,7KN/m² :charge de l’enduit et d’étanchéité

g=25KN/m³*0,3m+0,7KN/m²

  =8,2KN/m²

Surcharge d’exploitation

Poids de la dalle

P₁=5,75KN/m²*(4,285m)²=105,58KN

Poids du mur

P₂=22,6KN/m³*0,4m*4,265m*2,094m*4

    =322,94KN

Poids de l’enduit et de l’étanchéité

P₃=0,7KN/m²*4,265m*2,094m*4

    =25KN

La pression totale sous le mur est donnée par :

=66,46KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est :

pe=10KN/m³*1,594m

    =15,94KN/m²

Pour le dimensionnement de notre radier, la charge p est égale à la pression agissant sous le mur.

p=66,46KN/m²

La charge totale est de :

q=g+p

  =(8,2+66,46)KN/m²=74,66KN/m²

Calcul des sollicitations

ly/lx=1           f⁰_x=20,0   ;    f⁰_y=20,0

     =57,12KNm/m

mt_y= mt_x= 57,12KNm/m

Détermination des aciers

        =0,052224

ω₂ est par interpolation égale à 0,09845 

       =0,00102552m²/m

       =10,25cm²/m

Nous choisissons Φ₁₀, st=14,5cm, avec a_s eff=10,62cm²/m

mt_y=57,12KNm/m

        =0,054377

ω₂=0,102754

    =0,001049m²/m

    =10,49cm²/m

Nous choisissons Φ₁₀, st=14,5cm, avec as eff=10,62cm²/m

4) Réservoir de 20m³

1. a) Dalle de couverture

lx =ly=4,614m+(2*0,01m)=4,634m

Þ h ≥ 13,24cm

Prenons h=14cm

d=h+e+Ф_s/2

Pour les dalles, Φ_s =10mm est conseillé

Þ d=14cm+1cm+1/2cm=15,5cm   , soit d=16cm

Calcul des charges

★ Charges permanentes de la dalle

   g=γ_b*d                    

    g=25KN/m² *0,16m=4KN/m²

★ Charges d’exploitation ou surcharges

    p=2KN/m²  (on suppose que 2 personnes peuvent assurer l’entretien)

★ Charge totale

    q= g +p=(4+2)KN/m²=6KN/m²

Calcul des moments

l_x= l_y=4,634m  Þ l_y/l_x=1      Þ  f_x⁰=20,0  ,   f_y⁰=20,0

        =6,44KNm/m    

mt_y=6,44KNm/m

 

Calcul de la section des armatures

Nous allons utiliser le béton B₂₅ et les aciers Bst 420/500

        =0,018776

ω₂=0,034674

Détermination de la section des armatures

      =0,000202265m²/m

    =2,023cm²/m 

Pour choisir la section des aciers à utiliser, nous allons nous référer au tableau 5.3 des notes de cours de béton armé.

On prendra alors Φ₆, st=13,0cm, avec a_s eff=2,17cm²/m

h_y=h_x- Φ_s/2

   = 0,14m -0,005m

h_y=0,135m

=0,02019 

ω₂=0,037342

       =0,00021m²/m

       =2,1cm²/m

On prendra Φ₆, st=13,0cm, a_s eff=2,17cm²/m

1. Dimensionnement du radier

L’épaisseur du radier est choisie dans l’intervalle [20cm à 40cm].

Prenons d=0,30m

h=d-0,05m

h=0,25m

Détermination des charges

Charges permanentes du radier

g= γ_b *d+0,7KN/m²

avec 0,7KN/m² : charge de l’enduit et d’étanchéité

g=25KN/m³*0,3m+0,7KN/m²

  =8,2KN/m²

Surcharge d’exploitation

Poids de la dalle

P₁=6KN/m²*(4,634m)²=128,84KN

Poids du mur

P₂=22,6KN/m³*0,4m*4,614m*2,254m*4

    =376,06KN

Poids de l’enduit et de l’étanchéité

P₃=0,7KN/m²*4,614m*2,254m*4

    =29,12KN

La pression totale sous le mur est donnée par :

 =72,34KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est :

pe=10KN/m³*1,754m

    =17,54KN/m²

Pour le dimensionnement de notre radier, nous utiliserons la pression agissant sous le mur.

p=72,34KN/m²

La charge totale est de :

q=g+p

  = (8,2+72,34)KN/m²=80,54KN/m²

Calcul des sollicitations

ly/lx=1                         f⁰_x=20,0   ;    f⁰_y=20,0

        =86,48KNm/m

mt_y= mt_x= 86,48KNm/m

Détermination des aciers

        =0,079067

ω₂ est par interpolation égale à 0,152134 

       =0,001585m²/m

       =15,85cm²/m

Nous choisissons Φ₁₆, st=12,0cm, avec as eff=16,76cm²/m

mt_y=86,48KNm/m

        =0,0823276    

ω₂=0,1589

    =0,001622m²/m

    =16,22cm²/m

Nous choisissons Φ₁₆, st=12,0cm, avec as eff=16,76cm²/m

5) Chambre collectrice (35m³)

1. a) Dalle de couverture

lx =ly=5,4m+(2*0,01m)=5,42m

Þ h ≥ 15,48cm

Soit h=16cm

Pour les dalles, Φ_s =10mm est conseillé                                                    d=16cm+1cm+1/2cm=17,5cm   , soit d=18cm

Calcul des charges

★ Charges permanentes de la dalle

g=25KN/m² *0,18m=4,5KN/m²

★ Charges d’exploitation ou surcharges

    p=2KN/m²  (on suppose que 2 personnes peuvent assurer l’entretien)

★ Charge totale

    q= g +p=(4,5+2)KN/m²=6,5KN/m²

Calcul des moments

l_x= l_y=5,42m  Þ l_y/l_x=1                      Þf_x⁰=20,0                  , f_y⁰=20,0

        =9,55KNm/m

mt_y=9,55KNm/m

Détermination de la section des armatures

        =0,0213169

ω₂, par interpolation, est égal à 0,039376 

    =0,0002625m²/m

     =2,625cm²/m

On prendra alors Φ₆, st=10,0cm, avec a_s eff=2,83cm²/m 

h_y=h_x- Φ_s/2

   = 0,16m -0,005m

h_y=0,155m

        =0,02271

ω₂=0,04186

     =0,0002703m²/m

     =2,703cm²/m

On prendra Φ₆, st=10,0cm, avec a_s eff=2,83cm²/m 

1. b) Dimensionnement du radier

L’épaisseur du radier est choisie dans l’intervalle [20cm à 40cm].

Prenons d=0,30m

h=d-0,05m

h=0,25m

Détermination des charges

Charges permanentes du radier

g= γ_b *d+0,7KN/m²

avec 0,7KN/m² : charge de l’enduit et d’étanchéité

g=25KN/m³*0,3m+0,7KN/m²

  =8,2KN/m²

Surcharge d’exploitation

Poids de la dalle

P₁=6,5KN/m²*(5,42m)²=190,947KN

Poids du mur

P₂=22,6KN/m³*0,4m*5,4m*2,616m*4

    =510,81KN

Poids de l’enduit et de l’étanchéité

P₃=0,7KN/m²*5,4m*2,616m*4

    =39,554KN

La pression totale sous le mur est donnée par :

   =85,8KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est :

pe=10KN/m³*2,116m

    =21,16KN/m²

La pression exercée par l’eau sur le radier est inférieure à celle agissant sous le mur. p=85,8KN/m²

La charge totale est de :

q=g+p

  = (8,2+85,8) KN/m²=94KN/m²

Calcul des sollicitations

ly/lx=1                         f⁰_x=20,0   ;     f⁰_y=20,0

        =138,07KNm/m

mt_y= mt_x= 138,07KNm/m

Détermination des aciers

        =0,126235

ω₂ est par interpolation égale à 0,25534

     =0,0026598m²/m

     =26,598cm²/m

Nous choisissons Ф₁₆, st=7,5, As eff=27,31cm²/m

mt_y=138,07KNm/m

       =0,13144

ω₂=0,267456

       =0,0027303m²/m

       =27,303cm²/m

Nous choisissons Ф₁₆, st=7,0, As eff=28,73cm²/m