Evaluation des débits et dimensionnement du réseau d’assainissement

Résultats et interprétations

Le réseau proposé pour la zone d’étude est d’une longueur totale de 3556.6 ml, qui a été subdiviser en tronçons de longueur maximale 226.90 m ; inférieurs à 300 m. Les conduites proposées sont en béton de forme circulaire dont les diamètres variant entre 300 mm et 1200 mm. Les vitesses d’écoulement dans les différents tronçons sont conforment aux conditions hydrauliques avec des vitesses maximale de 3 m/s. Nous étions contraints de dépasser la limite de vitesse au niveau du rejet, (le tronçon R96-REX) dont la vitesse atteint 3.5 m/s. Les pentes motrices adoptées pour les différents tronçons du réseau sont comprises entre 0,005 m/ml et 0,031 m/ml. Nous avons établis des modifications sur les pentes et les diamètres afin de satisfaire les conditions hydrauliques et assurer le bon fonctionnement du réseau d’assainissement ; nous avons installé des regards de chute, afin de réduire ou d’accroitre les pentes pour éviter le débordement d’eau. Remarque : lors du dimensionnement du réseau par la méthode rationnelle, les tronçons considérés ont des longueurs ne dépassant pas les 300 m, mais la majorité dépasse les 70m (tableau III.2), pour respecter les normes de construction des réseaux d’assainissement selon norme en vigueur, il convient d’introduire dans les tronçons dépassant les 70m des regards intermédiaires (tous les 70m environ).

Simulation du réseau sur SWMM : Après avoir introduit toutes les données appropriées aux noeuds, aux bassins et aux tronçons, l’étape suivante est la validation du modèle hydraulique. Pour lancer la simulation, sélectionner Project>>Run simulation dans le menu principal. En cas de problèmes lors de la simulation, un rapport de simulation apparaîtra à l’écran, décrivant les erreurs rencontrées, sinon la simulation sera révélée réussie [6]. Le tracé proposé du réseau a été introduit et calé dans le logiciel SWMM à partir d’un fichier Auto CAD exporté en format image, et tous les paramètres de simulation cités précédemment complété avec une première répartition des diamètre de conduite par le suite une simulation du comportement hydraulique du réseau a été effectué [6]. Dans la présente étude nous simuleront le réseau d’assainissement de côté Nord-est d’Ain Temouchent sur SWMM, en appliquant deux modèles hydrologiques; Green Ampt et Horton pour l’évaluation des débits pluviaux avec simulation hydraulique en régime uniforme (Steady Flow) basé sur les équations du régime permanent uniforme (Formule de Manning) et en régime varié (Dynamic Wave) basé sur les équations dynamiques de Barré Saint-Venant pour le dimensionnement du réseau.

Comparaison des vitesses : La figure IV.70 montre une comparaison entre les vitesses des conduites des deux régimes Steady flow (uniforme) et Dynamique Wave (varié) par le modèle Horton. Selon la figure de comparaison entre les vitesses avec les deux régimes hydrauliques ; on remarque que toutes les vitesses dans les différents tronçons sont plus grandes dans le régime uniforme par rapport au régime varié ; (R46-R49¨VSteady Flow= 2.29m/s VDynamic Wave= 1.26m/s ¨), (R28-R31¨VSteady Flow=2.17m/s, VDynamic Wave= 1.13m/s ¨). Les résultats que nous avons obtenu en comparant les différents régimes d’écoulement, qu’il soit sur le modéle Grèen Ampt ou Horton, donne une différence des résultats; Ce résultat est logique vue que chaque régime se base sur des d’applications distincts :

Le modèle Dynamic Wave il résout l’équation de Barré de Saint Venant, il permet de représenter des écoulements variant à la fois dans le temps et dans l’espace.

Le modéle Steady flow considère à chaque pas de temps que l’écoulement est permanent et uniforme. Pour relier à chaque pas de temps, le débit et hauteur d’eau dans chaque tronçon, il utilise l’équation de Manning-Strickler.

CONCLUSION

Le présent mémoire est consacré au dimensionnement du réseau d’assainissement unitaire de la zone Nord -Est de Ain Temouchent par un calcul manuel en utilisant la méthode Rationnelle qui nous a permis d’estimer et de quantifier le débit de pointe à l’exutoire du bassin versant et simulé à l’aide du logiciel SWMM5.1 le réseau d’assainissement projeté de cette localité d’une superficie d’environ17.5 ha .Puis nous avons procéder à la comparaison des résultats obtenus . Après avoir dimensionné le réseau avec la méthode rationnelle et simulé le réseau par SWMM 5.1 en appliquant deux modèles d’infiltration (Grèen Ampt et Horton) pour deux régimes hydrauliques Steady flow (régime uniforme) et Dynamic Wave (régime varié). La simulation de notre réseau nous a permis de ressortir les résultats suivants appliquant les modèles d’infiltration par différentes régimes:

La simulation SWMM donne un intervalle des diamètres pour les deux modèles compris entre 0.3m et 1.2m. Au terme de notre travail nous avons fait une comparaison des résultats obtenus par la méthode rationnelle et par modélisation sur SWMM par les deux modèles d’infiltration ; Cette comparaison nous a permis d’en déduire les remarques suivantes :

la simulation à l’aide de logiciel SWMM donne une différence entre les calculs classiques et la simulation de ceux calculés soit sur l’estimation de débit a évacuer, ou les diamètres des conduites projetés, ou les vitesses et les pentes.

Les méthodes classiques sont sensibles aux paramètres de l’écoulement sous terrain l’imperméabilité de sol, par contre la modélisation par le logiciel SWMM est capable avec une grande précision de déterminer le volume stocké et le volume ruisselé dans n’importe quelle moment de l’averse.

A la fin de cette étude, nous incitant les ingénieurs et techniciens d’utiliser la simulation numérique dans les différentes études de réhabilitation et de réalisation de drainage et autres réseau d’assainissement Il est conseillé d’utiliser le SWMM pour l’évaluation des charges de polluantes rejetées vers le milieu naturel. Malgré que la modélisation est plus fiable et donne des résultats optimaux par rapport à la méthode classique, elle reste difficile à appliquer dans un grand nombre de réseaux urbains Algérien à cause de l’absence ou de la non fiabilité des données, surtout avec le manque des enregistrements météorologique (les pluies), et les débits émanant des averses dans le réseau, ce qui constitue une grande difficulté au concepteur pour réaliser le calage des modèles.

Table des matières

Introduction
CHAPITRE I : Prèsentation du logiciel swmm et domaine d’application
I.1.But de la modélisation
I.2.Modélisation en assainissement
I.3.Objectif de modélisation
I.4.Modélisation hydraulique des réseaux d’assainissement
I.5.Historique
I.6.Objectif de l’étude
I.7.Avantages du SWMM
I.8.Installation D’EPA SWMM
I.9.Fenêtre principale du SWMM
I.10.Menu principal
I.11.Objets conceptuels disponibles dans SWMM
I.11.1.Objets non visuels
I.11.2.Objets visuels
I.12.Différentes méthodes de calcul du SWMM
I.12.1.Modèles hydrologiques
I.12.2.Modèles hydrauliques
I.13.Fonctionnement d’une simulation
I.14. Exécuter la simulation
I.15.Travaux réalisé avec le SWMM au département d’hydraulique
CHAPITRE II : Prèsentation de la zone d’etude
II.1. Caractéristique de la zone d’étude
II.1.1. Présentation de la wilaya
II.1.2. Situation géographique
II.1.3.Situation régionale de la zone d’étude
II.1.4.Limites de la zone d’étude
II.2. Données Climatiques
II.3. les contraintes de la zone d’étude
II.3.1. Géologie
II.3.2. Hydrographie
II.3.3.Hydrogéologie
II.4. Contraintes et données topographiques de la zone d’étude
II.5. Réseau d’assainissement
II.6.Situation démographique
II.7.Equipement
CHAPITRE III : Evaluation des debits et dimensionnement du réseau d’assainissement
III.1. Découpage de l’aire d’étude en sous bassins
III.2.Evaluation des débits d’eaux usées
III.2.1.Estimation du débit des équipements d’eau usée
III.2.2.Evaluation des débits des eaux usées d’équipement
III.3. Eaux usées d’origine domestique
III.3.1.Evaluation du nombre habitat future
III.3.2.Evaluation du débit moyen journalier (habitats)
III.3.3.Evaluation des débits des eaux usées total
III.3.4.Débit spécifique
III.3.5.Evaluation du débit de pointe de chaque tronçon
III.4. Estimations des débits des eaux de ruissellement
III.4.1.Méthode superficielle
III.4.2.Méthode rationnelle
III.5. Evaluation du débit pluvial
III.6.Dimensionnement du réseau
III.7.Vérification des conditions d’autocurage
III.8. Résultats et interprétations
CHAPITRE IV : Simulation sur le logiciel SWMM
IV.1. Conditions d’application du logiciel SWMM
IV.2. Étapes de la modélisation
IV.2 .1.Création des objets sur le plan
IV .2.2. Données d’entrées
IV.3. Ligne d’eau dans les conduites
IV.4. Simulation du réseau sur SWMM
IV.5. Utilisation de la méthode d’infiltration Grèen Ampt
IV.5.1. Modèle Steady flow (régime uniforme)
IV.5.2. Modèle Dynamic Wave
IV.6. Utilisation de la méthode d’infiltration Horton
IV.6.1. Modèle Steady flow (régime uniforme)
IV.6.2. Modèle Dynamic Wave
IV.7. Comparaison entre les résultats simulés à l’aide de logiciel SWMM et les résultats calculés par la méthode Rationnelle
IV.7.1 : Comparaison des résultats entre les modèles: Grèen Ampt ; Horton et la méthode Rationnelle en régime uniforme (Steady flow)
IV.7.2: Comparaison entre les régimes d’écoulement Steady flow et Dynamic Wave des deux modèle Grèen Ampt et Horton
Conclusion
REFERANCES BEBLIOGRAPHIQUES

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