AUTOMATISATION DU RESEAU D’AEP SUR MODELE REDUIT 

AUTOMATISATION DU RESEAU D’AEP SUR MODELE REDUIT 

L’homme depuis son existence a su utiliser l’eau dans ses diverses activités que ce soit pour sa propre consommation ou pour l’agriculture et ses activités économiques. D’ailleurs depuis toujours l’eau a demeurait l’élément indispensable au développement de la vie humaine. L’alimentation en eau potable constitue l’ensemble des moyens et infrastructures dont dispose l’ingénieur pour transporter l’eau depuis la source jusqu’au consommateur. Celui-ci doit être fiable et durable pour pouvoir répondre aux exigences des consommateurs (quantité et qualité optimales). Le transport de l’eau de la source jusqu’au point de distribution se fait suivant une chaîne composée de cinq étapes principaux :
– Prélèvements – captages.
– Traitement pour la potabilité de l’eau.
– Production et transfert.
– Stockage.
– Distribution au consommateur.
De nos jours, ouvrir un robinet d’eau à domicile est un geste simple, aussi bien en zone rurale qu’en agglomération. La disponibilité de cet élément vital demande la mise en œuvre de moyens techniques et humains considérables, rôle effectué par les services de distribution d’eau potable, dont ils doivent assurer avec les quatre objectifs suivants :
– Une qualité de l’eau qui ne doit pas nuire à la santé du consommateur et doit être conforme à la réglementation sanitaire.
– L’usager doit disposer d’une quantité d’eau suffisante pour couvrir ses besoins, dans un souci permanent de maîtrise de la consommation et de lutte contre le gaspillage.
– Le service de distribution doit être assuré au quotidien avec le minimum d’interruptions.
– La pression, ni trop forte, ni trop faible, doit garantir un confort d’utilisation à l’usager.
L’atteinte de ces objectifs doit impérativement respecter deux contraintes majeures, à savoir ; la préservation de la ressource et le coût raisonnable du service de distribution tant pour l’usager que pour la collectivité. Le réseau d’alimentation en eau potable constitue un patrimoine sur lequel les gestionnaires doivent agir pour adapter le service proposé aux attentes des abonnés, de plus en plus inquiets et exigeants, en plus les contraintes réglementaires de plus en plus fortes. Ceci dit, mettre à niveau le fonctionnement de l’infrastructure demande d’intervenir sur ses composants, principalement les conduites de distribution d’eau, qui se trouvent au centre d’une problématique de gestion technique dont les enjeux stratégiques, financiers et fonctionnels sont très importants. La maîtrise de la gestion de l’eau a toujours été considérée en Algérie comme un objectif prioritaire du développement du pays. Aujourd’hui, la plupart des algériens ont de l’eau au robinet, mais la gestion de sa distribution devient une préoccupation majeure. Le développement des techniques technologique est plus que jamais inscrit comme outil primordial à appeler pour l’amélioration de la gestion de la distribution en eau, tel que les programmes d’asservissement automatique permettant le contrôle que ça soit pour le stockage et le transport, dans le but de diminuer l’intervention humaine et assuré le bon fonctionnement de système pour.

GENERALITES SUR LES RESEAUX D’AEP

DESCRIPTIOND’UN RESEAU D’AEP

Un réseau d’A.E.P constitue l’ensemble des moyens et infrastructures dont dispose l’ingénieur pour transporter l’eau depuis la source jusqu’au consommateur. Un réseau d’eau potable doit être fiable et durable pour pouvoir répondre aux exigences des consommateurs (quantité et qualité optimales, dysfonctionnement minimaux). Le transport de l’eau de la source jusqu’au point de distribution se fait suivant une chaîne composée de quatre maillons principaux .

LES OUVRAGES LIES AU RESEAU D’AEP

CAPTAGE
C’est l’ensemble des ouvrages qui permettent de capter de l’eau (au niveau de la ressource en eau) et qui peut être [1] :
– D’origine superficielle : lac, barrage, oued, mer …
– D’origine souterraine : nappe, source …
Il permet de recueillir l’eau naturelle, cette eau peut être d’origine superficielle ou bien Souterraine. Il y cinq grands types de captages existants :
– Les prises en rivière : qui sont peu fréquentes dans la région. Elles sont particulièrement sensibles aux pollutions car elles ne bénéficient pas du rôle de filtre joué par le sol.
– Les captages de plan d’eau : qui sont minoritaires mais qui fournissent souvent des gros débits.
– Les captages de source : qui captent un mélange complexe d’eau de surface et d’eau profonde. Ils sont majoritaires dans la région.
– Les puits et les forages.

TRAITEMENT
Ensemble des ouvrages qui permettent de traiter (rendre potable) une eau naturelle qui vient d’être captée. [1]
Le traitement peut être :
– Très simple, par exemple pour le cas d’une eau de profondeur ;
– Ou éventuellement complexe, et c’est le cas d’une eau de surface.
Les principales opérations de traitement sont :
– Clarification.
– Mise à l’équilibre calco-carbonique.
– Traitement spécifique : dé-ferrisation, dé-manganisation.

PRODUCTION – ADDUCTION 

PRODUCTION
C’est le dispositif de production. Sa capacité est fonction du ou des réservoirs de stockage. Elle est constituée des ouvrages et des équipements suivants [2] :
– Bâche d’aspiration.
– Chambre de télé-contrôle et d’automatisation.
– Groupes électropompes.
– Autres équipements en amont et en aval des pompes (vannes, clapets, manomètres, etc.).
On remarque l’existence de plusieurs pompes. Ceci permettra d’un côté, de minimiser la consommation de l’énergie électrique, car le débit produit est réparti sur l’ensemble des pompes, et de l’autre côté, d’assurer la continuité du service en cas de panne de l’une d’elles.

ADDUCTION
La conduite d’adduction relie la prise d’eau au réservoir de stockage. C’est une conduite d’un gros diamètre car elle est destinée à transporter un débit très important. Pour faire face aux contraintes imposées par le terrain et le relief, on doit accompagner la conduite d’adduction par divers ouvrages [2] :
– Ventouses aux points hauts du tracé pour l’évacuation d’air,
– Vidanges aux points bas du tracé,
– Brises charge pour éviter la surpression et la sous-pression dans la conduite. Plusieurs
types de dispositifs sont utilisés :
– Volants d’inertie.
– Soupapes de décharge ‰.
– Réservoirs d’air.
– Cheminées d’équilibre.
– Ouvrages de protection contre la corrosion de la conduite.

STOCKAGE
Le réservoir de stockage est un bassin qui se remplit au cours des faibles consommations et qui se vide pendant les périodes de fortes consommations journalières. Le réservoir présente deux utilités (technique et économique) par les multiples fonctions [2] :
– Fonctions techniques il permit de la régulation du débit pour tous les ouvrages qui se situent en amont et en aval de lui. La régulation de la pression dans le réseau de distribution. L’assurance de la continuité de l’approvisionnement en cas de panne dans les ouvrages situés dans la partie amont. La participation au traitement (utilisation de réactifs).
– Fonctions économiques il permit La réduction des investissements sur tous les autres ouvrages du réseau d’A.E.P. La réduction des coûts de l’énergie. La capacité d’un réservoir dépend du mode d’exploitation des ouvrages de la partie amont et de la variabilité de la demande. On distingue deux types : Le réservoir surélevé (sur tour) et le réservoir au sol (enterré ou semi enterré), Lorsque la topographie permet de disposer d’un point haut pour construire un réservoir au sol, c’est cette solution qui est en général retenue. En revanche, lorsque le terrain ne présente pas de point suffisamment élevé, nous pouvons opter pour l’une ou l’autre des solutions suivantes : un château d’eau (réservoir surélevé) ou un réservoir au sol [3].

GESTION DES RESEAUX ET SYSTEMES D’AUTOMATISATION

GESTION DE L’EAU EN ALGERIE

En Algérie, la distribution de l’eau est de la compétence de l’Algérienne des Eaux (ADE) à l’exception d’Alger et d’Oran, et des communes. Ces organismes sont donc administrativement responsables de l’alimentation en eau potable. Toutefois, de nombreux organismes se sont regroupés en structures intercommunales de production et/ou de distribution d’eau potable (ADE, SEAL, SEOR, communes…) pour assurer la maîtrise d’ouvrage des installations d’alimentation en eau potable. Le regroupement vers des structures intercommunales plus importantes est une tendance observée depuis plusieurs années pour assurer une meilleure qualité et une meilleure sécurité dans la gestion de la distribution de l’eau. Chaque structure peut choisir son mode de gestion des installations et des réseaux d’eau potable : la régie directe ou la gestion déléguée à des prestataires de service privés sous la forme de concession ou d’affermage.

REGIE DIRECTE
L’administration gère directement le service dans un cadre de réglementation publique. Le service d’eau est placé sous l’autorité de l’organisme mais doit avoir un budget annexe .

REGIE DELEGUEE
Il existe deux types de délégation, l’affermage et la concession :
AFFERMAGE
Gestion et entretien par le fermier des équipements mis à disposition par l’organisme pour une exploitation à ses risques et périls. Le fermier assure tout ou partie du renouvellement des installations qui restent la propriété de l’administration. La rémunération du fermier est perçue directement auprès des usagers.

CONCESSION
Concessionnaire réalise et finance des ouvrages neufs et les extensions de réseau. Il assure l’entretien et le renouvellement des ouvrages correspondants et les remet à l’organisme en fin de contrat. Il gère le service à ses risques et périls. Sa rémunération est perçue directement auprès des usagers.

LES AUTOMATES PROGRAMMABLES (API)

DEFINITION DE L’AUTOMATISME
L’automatisation consiste à « rendre automatique » les opérations qui exigeaient auparavant l’intervention humaine. Une autre définition : « L’automatisation est considérée comme l’étape d’un progrès technique ou apparaissent des dispositifs techniques susceptibles de seconder l’homme, non seulement dans ses efforts musculaires, également dans ce travail intellectuel de surveillance et de contrôle ». Un automatisme est un sous-ensemble d’une machine, destiné à remplacer l’action de l’être humain dans des tâches en général simples et répétitives, réclamant précision et rigueur. On est passé d’un système dit manuel, a un système automatisé. Dans l’industrie, les automatismes sont devenus indispensables : ils permettent d’effectuer quotidiennement les tâches les plus ingrates, répétitives et dangereuses. Parfois, ces automatismes sont d’une telle rapidité et d’une telle précision, qu’ils réalisent des actions impossibles pour un être humain. L’automate est donc synonyme de productivité et de sécurité. Le savoir –faire de l’opérateur est transposé dans le système automatisé. Il devient le processus. Un processus peut être considéré comme un système organisé d’activités qui utilise des ressources (personnel, équipement, matériels et machine, matière première et information) pour transformer des éléments entrants en élément de sortie dont le résultat final attendu est un produit .

DEFINITION API

Un automate programmable industriel (API) est une machine électronique spécialisée dans la conduite et la surveillance en temps réel de processus industriels et tertiaires. Il exécute une suite d’instructions introduites dans ses mémoires sous forme de programmes, et s’apparente par conséquent aux machines de traitement de l’information. Trois caractéristiques fondamentales le distinguent des outils informatiques tels que les ordinateurs utilisés dans les entreprises et le tertiaire :
– Il peut être directement connecté aux capteurs et pré-actionneurs grâce à ses entrées/sorties industrielles.
– Il est conçu pour fonctionner dans des ambiances industrielles sévères (Température, vibrations, microcoupures de la tension d’alimentation, parasites, etc…). Enfin, sa programmation à partir de langages spécialement développés pour le traitement de fonctions d’automatisme facilite son exploitation et sa mise en œuvre.

CONCLUSION GENERALE

La satisfaction des besoins en matière de l’eau de la population est une obligation systémique, pour cette raison plusieurs ouvrages et réseaux de divers types sont étudiés et réalisés, à partir du captage de la ressource et son développement, passant par les ouvrages de stockage par le biais des adductions et enfin les réseaux de distribution, que ce soit maillés, ramifiés ou encore couplé en mailles et ramifications. La présentation de ce circuit de distribution de l’eau à la population nous l’avons décrit soigneusement dans cette étude.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 :GENERALITES SUR LES RESEAUX D’AEP 
1.1. INTRODUCTION
1.2. DESCRIPTIOND’UN RESEAU D’AEP
1.3. LES OUVRAGES LIES A RESEAU D’AEP
1.3.1. CAPTAGE
1.3.2. TRAITEMENT
1.3.3. PRODUCTION – ADDUCTION
1.3.3.1. PRODUCTION
1.3.3.2. ADDUCTION
1.3.4. STOCKAGE
1.4. RESEAU DE DISTRIBUTION
1.4.1. DEFINITION
1.4.2. TYPES DES RESEAUX D’AEP
1.4.2.1. RESEAU DE DISTRIBUTION RAMIFIE
1.4.2.2. RESEAU DE DISTRIBUTION MAILLE
1.4.2.3. RESEAU DE DISTRIBUTION ETAGE
1.4.2.4. RESEAU A DOUBLE ALIMENTATION
1.4.3. CALCUL HYDRAULIQUE DES RESEAUX DE DISTRIBUTION
1.4.3.1. RAPPELS HYDRAULIQUES
1.4.3.2. BESOIN EN EAU
1.4.3.3. CALCUL D’UN RESEAU MAILLE PAR HARDY-CROS
1.4.3.4. LES PERTES DE CHARGE
1.4.4. MATERIAUX DES CONDUITE
1.4.5. APPAREILLAGES ET ACCESSOIRES
1.4.5.1. JOINT
1.4.5.2. LES VANNES
1.4.5.3. LES VENTOUSES
1.4.5.4. LES DECHARGES
1.4.5.5. LES POTEAUX D’INCENDIE
1.4.5.6. LES REGULATEURS DE PRESSION
1.4.5.7. PIECES SPECIALES
1.5. LES PROBLEMES DES RESEAUX D’AEP
1.6. CONCLUSION
CHAPITRE 02 :GESTION DES RESEAUX ET SYSTEMES D’AUTOMATISATION
2.1. INTRODUCTION
2.2. GESTION DE L’EAU EN ALGERIE
2.2.1. REGIE DIRECTE
2.2.2. REGIE DELEGUEE
2.3. DEFINITION DE L’AUTOMATISME
2.4. OBJECTIF DE L’AUTOMATISME
2.5. STRUCTURE DE SYSTEME AUTOMATISE
2.5.1. PARTIE OPERATIVE (PO)
2.5.2. LA PARTIE COMMANDE (PC)
2.6. LES AUTOMATES PROGRAMMABLES (API)
2.6.2. DEFINITION API
2.6.3. LES AVANTAGES DES AUTOMATES PROGRAMMABLES
2.7. LES SYSTEMES DES CONTROLES
2.7.1. GENERALITE SUR LES SYSTEMES DES CONTROLES
2.7.2. LES TYPES DES SYSTEMES DE CONTROLE
2.8. CONCLUSION
CHAPITRE 03 : ETUDE TECHNIQUE DU RESEAU D’AEP DU NOUVEAUµ QUARTIER DE SIDI DJILLALI
3.1. INTRODUCTION
3.2. PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
3.2.1. SITUATION GEOGRAPHIQUE ET TOPOGRAPHIQUE
3.2.2. SITUATION CLIMATOLOGIQUE
3.2.3. SITUATION HYDROLOGIQUE
3.2.4. SITUATION GEOLOGIQUE
3.3. LE LOTISSEMENT OBJET DE L’ETUDE
3.4. DIMENSIONNEMENT DU RESEAU DE DISTRIBUTION
3.4.1. ESTIMATION DES BESOINS EN EAU
3.4.2. DIMENSIONNEMENT DU CHATEAU D’EAU
3.4.3. DIMENSIONNEMENT DU RESEAU DE DISTRIBUTION
3.4.4. ETUDE DU RESEAU DU SITE
3.5. CONCLUSION
CHAPITRE 04 : AUTOMATISATION DU RESEAU D’AEP SUR MODELE REDUIT 
4.1. INTRODUCTION
4.2. MATERIELS ET METHODE
4.2.1. COMPOSANTS DU CIRCUIT HYDRAULIQUE
4.2.2. DESCRIPTION DE LA MAQUETTE
4.2.3. MISE EN FONCTIONNEMENT DE LA MAQUETTE
4.3. RESULTATS ET DISCUSSIONS
4.4. SYNTHESE
CONCLUSION GENERALE

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