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IV.4.1.5. Dimensionnement des réservoirs du projet

Pour dimensionner, nous allons tenir compte :

  • de la hauteur au dessus du radier ;
  • de la hauteur utile d’eau partant du volume d’eau dans le réservoir.

Diamètre :

En se basant sur des formules de FONLLADOSA pour le calcul des diamètres, on a :

Avec :

: Diamètre intérieur en m

: Volume du réservoir en m3 qui est déjà déterminé

Hauteur :

  • La hauteur utile (hu): Toujours avec les formules de FONLLADOSA. La hauteur utile (hu) qui est le volume portant le volume d’eau libre est déterminé selon la formule suivante :

Avec :

: La hauteur utile en m ;

: Diamètre intérieur en m.

  • Hauteur libre (hl): Il s’agit de la hauteur entre le niveau d’eau et le bord supérieur du réservoir. Elle est comprise entre 0,2m et 0,5m. On considère que la hauteur totale du réservoir est H.

Avec :

                    : Hauteur totale du réservoir en m

                    : Hauteur utile en m

                    : Hauteur libre en m

Avec ces différentes formules, nous obtenons les caractéristiques des réservoirs proposés suivants :

V

(m3)

Diamètre intérieur (DI)

(m)

Diamètre extérieur ( DE)

(m)

Epaisseur des parois

(m)

Hauteur intérieur

(m)

10

2,70

3,30

0,30

1,95

15

3,30

3,90

0,30

1,95

20

3,80

4,40

0,30

1,95

30

4,65

5,25

0,30

1,95

Tableau IV.1 : Dimensions des réservoirs proposés selon leur capacité

Schéma du réservoir de 10m3

 
 
 
 
 
 

Schéma du réservoir de 15m3

Schéma du réservoir de 20m3

 
 
 
 

Schéma du réservoir de 30m3

 
 
 
 

Figure IV.8 : Schéma d’un Réservoir-type

IV.4.1.6. Equipement hydraulique d’un réservoir

Dans son fonctionnement harmonieux, un réservoir doit avoir d’autres éléments accessoires à savoir :

  • La conduite d’alimentation de distribution
  • Un système de vidange ;
  • Un système d’aération ;
  • Un système de trop plein ;
  • Une échelle d’accès ;
  • Un système by-pass.
  • La conduite d’alimentation

Elle prend départ de la source captée vers le réservoir de stockage à son débouché dans le réservoir, doit pouvoir s’obturer quand l’eau y atteint son niveau maximum. Elle comporte aussi un limiteur de débit et un réducteur de pression.

  • La conduite de distribution

Le départ de la conduite de distribution s’effectue à 0,15 ou 0,20m au-dessus du radier en vue d’éviter d’introduire dans la distribution des boues ou des sables qui pourraient se décanter sur le radier.

L’orifice de départ de la conduite de distribution devra être situé autant que possible à l’opposé de l’arrivée pour faciliter le brassage de l’eau dans le réservoir. Une vanne sera aménagée sur le départ de la conduite.

  • Un système de vidange

Installé en bas du réservoir sur le radier, elle permet d’évacuer des dépôts. Elle peut être raccordée sur la conduite du trop-plein et est muni d’une vanne pour l’ouverture et la fermeture lors de la vidange et après le nettoyage.

  • Un système de trop plein

Il arrive que l’eau dépasse le niveau déterminé du réservoir. Pour que le réservoir ne soit pas endommagé par ce surplus d’eau, on y met une conduite pour l’évacuer. C’est cette conduite qu’on appelle le trop plein. En d’autres mots, le trop plein évacue la totalité du débit arrivant dans un réservoir.

De préférence, il comporte un siphon sur son parcours qui retient de l’eau dans le tronçon pour éviter le pollution ou l’entrée d’animaux ou de moustiques.

  • Le système by-pass

Quand on désire assurer la distribution pendant la vidange d’un réservoir non-compartimenté. On dispose un by-pass qui sert de liaison entre la conduite d’amenée et la conduite de départ. Pendant le nettoyage ou la répartition du réservoir, la conduite d’amenée passe directement l’eau à la conduite de départ.

En bref, c’est un système de recourt aux bénéficiaires d’eau pendant la carence dans un réservoir.

  • Une échelle d’accès

Une échelle d’accès doit être prévue à l’intérieur et à l’extérieur du réservoir. L’accès à l’intérieur est facilité par un trou appelé « trou d’homme » dont le diamètre  est au moins égale à 600mm. Le trou d’homme est prévu sur la couverture supérieure.

IV.4.1.7. Disposition constructive du réservoir

Pour des raisons économiques, l’emplacement des réservoirs se trouve à proximité du centre de gravité de l’agglomération dans le but de réduire les conduites et les pertes de charges ainsi que les fuites d’eau.

L’altitude du radier des réservoirs doit se situer à un niveau supérieur à la plus haute côte piézométrique exigée sur le réseau en aval de distribution. La côte du radier et la topographie des lieux sont les éléments principaux qui déterminent le type de réservoir à implanter.

Sa construction doit être en matériaux durables pour diminuer au maximum des éventuelles fuites d’eau. Les matériaux de qualité seront utilisés avec un mortier bien dosé (350 à 400kg/m3).

Le réservoir doit être couvert pour protéger l’eau contre les variations de température et contre l’introduction des corps étrangers. Le réservoir doit être aménagé de telle sorte que l’eau circule régulièrement à l’intérieur en évitant toute stagnation.

On y met tous les accessoires dont on a besoin pour assurer une bonne facilité à la distribution de l’eau potable.

IV.4.2. Les ouvrages de transports

Pour que l’eau arrive au lieu de distribution, elle a besoin des ouvrages de transport. Le transport d’eau peut être considéré sous deux aspects :

  • soit à ciel ouvert ;
  • soit à ciel fermé.

Pour nous, dans l’adduction d’eau potable, on utilise les conduites à ciel fermé pour des raisons d’hygiène. Les éléments qui nous intéressent ici sont les tuyaux et ses accessoires.

IV.4.2.1. Définition

Les tuyaux sont des conduites généralement cylindriques servant au passage de l’eau, du gaz, etc. Ici, on parle des  tuyaux qui transportent l’eau potable. Ces tuyaux doivent respecter les critères suivants :

  • Résister aux chocs, aux efforts de compression, de traction et de flexion ;
  • Résister aux agents corrosifs ;
  • Etre étanches ;
  • Assurer un écoulement avec des pertes de charges aussi faible que possible ;
  • Ne modifier en rien les qualités physiques, chimiques, bactériologiques de l’eau transportée ;
  • Etre d’une mise en œuvre très facile.

IV.4.2.2. Les différents types de conduites

Les conduites couramment utilisés sont :

  • Les tuyaux en fonte ;
  • Les tuyaux en acier galvanisé ;
  • Les tuyaux en plastique ;
  • Les tuyaux en béton armé ;
  • Les tuyaux en béton ;
  • Les tuyaux en amiante-ciment.

Aujourd’hui, les tuyaux en plastiques sont les plus employés auprès des utilisateurs en alimentation rurale qu’urbaine.

Ils sont en deux catégories : tuyaux en plastique rigides et tuyaux en plastiques semi-rigides ;

  • Les tuyaux en plastique rigides répondant aux prescriptions de la norme T54-016 (Tubes en polychlorures de Vinyle non plastifiés) ;

Ils sont classés en trois classes selon les pressions nominales (PN) qu’ils sont appelés à supporter : 6,10 et 16bars. On les raccorde par collage et leur livraison se fait en longueur de 5 à 6m.

  • Les tuyaux en plastique semi-rigides sont en polyéthylène et sont sous formes de couronnes de 25, 50 et 100m de longueur. Ils présentent une facilité à la pose suite à leur légèreté et à leur souplesse. Les diamètres les plu utilisés sont de l’ordre de :

20mm

50mm

110mm

25

63

160

32

75

40

80

IV.4.2.3. Choix des tuyaux

Dans un petit réseau d’approvisionnement d’eau, le choix des tuyaux résulte de la considération de deux problèmes principaux :

  • Le calcul de la dimension de tuyaux nécessaires pour transporter une quantité d’eau destinée sous un gradient hydraulique déterminé ;
  • La détermination de la quantité d’eau qui sera délivrée pour une tuyauterie de la dimension donnée sous une pression donnée.

Nous proposons les tuyaux en PVC grâce à ses avantages à savoir :

  • La résistance à la corrosion ;
  • Leur souplesse et légèreté ;
  • Pose facile ;
  • Faible conductivité thermique ;
  • Transport et manutention facile ;
  • Faible rugosité, leurs parois sont très lisses réduisant ainsi les pertes de charges à un minimum.

IV.4.2.4. Pose des conduites

Les conduites utilisées pour l’adduction d’eau peuvent être installées soit en tranchées, soit aérien. Mais pour question de sécurité de préférence, ils doivent être installés en tranchées. Les conduites de grandes dimensions qui ne sont pas préfabriquées sont construites en place, le plus souvent en béton coffré dans la tranchée.

Pour notre cas, nous allons parler des conduites de petite dimension en PVC, en acier ou en fonte, etc. Lorsque le terrain est bon, ne risquant pas d’affaissement dû aux variations de charge et ne présentant pas d’arêtes rocheuses susceptibles d’endommager les conduites, celles-ci simplement sont posées dans les tranchées.

Si le terrain est moins stable, il peut être nécessairement posé les tuyaux soit sur des dès en maçonnerie, soit en empilement de briques. La largeur de la tranchée doit être rarement inférieure à 0,70mm pour les petits diamètres et pour les diamètres supérieurs à 150mm. Cette largeur doit être augmentée. Il faut toutefois un tracé qui limite les pressions internes et qui réduise autant que possible les frais de mise en place.

IV.4.2.5. Protection des conduites

La protection des conduites contre les efforts dus à leur couverture dépend de l’importance de ceux-ci et en particulier de la circulation en place. Dans les meilleurs cas, on peut se contenter d’une épaisse couverture convenable de 30cm au moins. Pour protéger les tuyaux contre les grandes variations de températures et contre les dangers de la circulation. Mais souvent, si les charges sont élevées et la profondeur minime, il est nécessaire d’utiliser les tuyaux  en acier comme encoffrement. Cette disposition est en particulier indispensable pour les traversées de routes ou des cours d’eau.

IV.4.3. Les accessoires de la tuyauterie

Dans un réseau gravitaire, les organes accessoires de la tuyauterie qu’on rencontre souvent sont :

  • Les bornes fontaines ;
  • Les robinets ;
  • Les vannes ;
  • Les ventouses ;
  • Les décharges ou purgeurs.
  1. Les bornes fontaines

Les bornes fontaines sont des ouvrages composés d’un tuyau de prise d’eau et d’un robinet. Elles sont alimentées à partir des réservoirs d’accumulation construit tout près du réseau principal. Elles présentent l’avantage d’une ouverture et d’une fermeture généralement lente de sorte que leur manœuvre n’apporte généralement pas de perturbation sensible dans le réseau.

On a principalement :

  • Les bornes fontaines simples ;
  • Les bornes fontaines doubles ;
  • Les bornes fontaines triples.

Nous avons proposé les bornes fontaines simples avec réducteur de pression.

         
 
 
 
 
 
 
 
   

Légende :

1. Béton de propreté

2. Réducteur de pression

3. Béton de forme

4. Conduite de distribution

5. Robinet

6. Couvercle

 
 

Figure IV.9: Schéma d’une borne fontaine

  1. Les robinets

Le robinet est l’une des parties d’une borne fontaine chargé de l’obturation et la mise en fonction d’un point d’eau.

Nous pouvons citer ici :

  • Les robinets dit « quart de tour» pour les diamètres allant de 100mm (petits diamètres seulement). Ils sont utilisés comme robinets de prise ou d’arrêt sur chaque branchement particulier d’immeuble ou par commande des appareils hydrauliques ;
  • Les robinets « vannes» utilisés pour les gros et petits diamètres.
  1. Les vannes

Leur rôle c’est pour arrêter ou laisser le passage de l’eau dans une direction. Selon les besoins, on a plusieurs types de vannes :

  • Les vannes d’isolement: elles servent à l’isolement du réseau avec certains tronçon que l’on veut inspecter ou entretenir ;
  • Les vannes à clapet anti-retour: elles servent de diriger l’écoulement dans une direction ;
  • Les vannes de réduction de pression: elles servent de ramener la pression à une valeur souhaitable.
  1. Les ventouses

Les ventouses ont pour rôle d’évacuer l’air contenu dans une conduite. Elles sont placées aux points hauts de la conduite.

     
 
 
 
 
 
 
 

Légende :

1.    Béton de propreté

2.    Ventouse

3.    Couvercle

4.    Echelons en acier

5.    Béton armé

 

Figure IV.10 : Schéma d’une chambre de ventouse

  1. Les décharges ou purgeurs

Elles permettent de vidanger ou nettoyer la conduite. Elles sont placées aux points bas du tracé et sont posées dans les chambres d’accès en maçonnerie facilement accessibles.

   
 
 
 
 
 
 
 

Figure IV.11. Schéma d’une chambre de purge

IV.5. Le réseau de distribution

IV.5.1. Introduction

Le réseau de distribution est l’ensemble de la canalisation qui porte l’eau du réservoir aux bénéficiaires.  Dans l’adduction d’eau potable, les consommateurs sont distribués par un réseau de différentes conduites.

Il y a d’abord la conduite principale qui est la conduite maîtresse où les autres conduites vont prendre départ. Selon l’importance de l’agglomération des raccordements sur la conduite maîtresse sont effectués. Ces raccordements sont dits secondaires, tertiaires et autres.

IV.5.2. Types de réseau

Les principaux types de réseaux sont :

  • Le réseau ramifié ;
  • Le réseau maillé.
  1. Le réseau ramifié

Dans ce type du réseau, il existe pour chaque point de réseau une seule route pour que l’eau y arrive. Il est économique mais il doit être limité aux agglomérations de faible urbanisation.

Ce réseau a des inconvénients, en cas de rupture ou fermeture sur une branche, les consommateurs en aval se trouvent privés d’eau. Ceci car l’écoulement d’eau s’effectue constamment dans le même sens. La vitesse à la fin de la conduite est trop lente et la boue dans l’eau peut se décanter. Pour palier à ce problème, il faut rincer plusieurs fois ces conduites

 
 
 
 

Figure IV.12. Schéma d’un réseau ramifié

  1. Le réseau maillé

Ce type du réseau est caractérisé par le fait qu’il existe pour chaque point de réseau deux ou plusieurs possibilités pour que l’eau y arrive lors des consommations. Ce réseau est plus sûr et s’impose surtout pour des grandes agglomérations.

En cas de rupture ou fermeture d’une maille, la distribution est déséquilibrée mais un minimum d’alimentation reste assuré.  La vitesse dans toutes les conduites est assez grande pour que la boue ne se décante pas. Le désavantage du réseau maillé est plus coûteux (plus grande longueur de conduite) dans son établissement mais en raison de sécurité qu’il procure, il doit être toujours préféré au réseau ramifié.

On peut utiliser un autre réseau dit « mixte » où par exemple les conduites principales sont branchées en mailles et les conduites de dernière distribution comme réseau ramifié. On crée un réseau mixte si on améliore l’ancien réseau ramifié

 
 
 
 

Figure IV.13. Schéma d’un réseau maillé

IV.5.3. Choix d’un réseau de distribution

Dans le choix du type de réseau à utiliser dans la distribution de l’eau, il y a un paramètre qu’on ne peut pas ignorer, c’est la zone de distribution. Le réseau ramifié est moins économique, mais on ne peut pas l’utiliser en milieu urbain où on a une grande agglomération.

En milieu rural de préférence, on utilise le réseau ramifié à cause d’une faible agglomération et en milieu urbain un réseau maillé.

Pour notre projet, nous proposons un réseau ramifié parce que notre zone se trouve en milieu rural.

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