Réseau d’eau potable

Réseau d’eau potable

Gestion des réseaux

La gestion d’un réseau d’AEP a pour principale mission d’assurer les fonctions de production, de stockage et de distribution.
Il existe deux types de gestion : la gestion classique et la gestion informatisée

La gestion classique

La gestion classique des réseaux présente beaucoup d’inconvénients. Les supports cartographiques sur lesquels sont portés les objets représentant les réseaux sont difficilement manipulables (Choux, 1990).
Cette gestion est également très limitée, les informations caractérisant les réseaux représentés sont portées sur le support en même temps que les objets graphiques eux-mêmes. Ceci peut provoquer une surcharge du support pouvant rendre illisibles certaines informations (Abdelbaki C.,AllalM.,DjelloulSmirS.M.,2012).
Cette gestion classique présente les problèmes suivants:
• L’archivage des documents cartographiques et les fiches techniques du réseau.
• La perte de temps pour la recherche d’une information bien déterminée.
• La difficulté de la mise à jour.
• La facilité de perdre des informations à cause de la mémorisation et l’archivage.

La gestion informatisée

La complexité des réseaux d’eau potable et la difficulté éprouvée par les gestionnaires de prévoir les phénomènes hydrauliques qui s’y déroulent, fait de la gestion informatisée une opération indispensable, rendue possible grâce aux progrès de l’informatique (Choux, 1990, Valiron, 1994).
Elle permet en effet :
• D’améliorer la connaissance des réseaux faisant l’objet d’une telle étude ;
• De détecter et de comprendre les désordres pouvant se produire sur le réseau : on peut par exemple localiser les zones ou la pression est anormale et en déduire la présence de fuites ou l’existence d’éléments inconnus, s’apercevoir que les temps théoriques de fonctionnement de pompes sont bien inférieurs aux temps mesurés ou découvrir d’autres indices qui témoignent de dysfonctionnement ;
• De simuler sur une période d’au moins une journée le comportement du réseau afin d’en optimiser les ressources, les capacités de stockage, les pompages ;
• D’étudier l’impact de nouvelles consommations ou d’éventuels incidents, de prévoir et adapter les installations pour faire face à de nouvelles contraintes ou à des situations de crises ;
• De dimensionner les extensions, les renforcements ou les aménagements nécessaires pour satisfaire les nouveaux besoins.

Logiciels de modélisation des réseaux d’AEP

De nos jours, les outils de modélisation sont devenus incontournables à la gestion des réseaux d’eau potable. De plus en plus de gestionnaires de réseaux d’eau potable se dotent d’outils de modélisation pour encore mieux concevoir, gérer et prévoir l’évolution des ouvrages hydrauliques et la qualité de l’eau distribuée. Actuellement, il existe plusieurs logiciels pour la modélisation et la gestion des eaux, parmi ces logiciels on peut citer (ABDELBAKI Chérifa 2014).

EPANET

Il a pour objectif une meilleure compréhension de l’écoulement et de l’usage de l’eau dans les systèmes de distribution. Il peut être utilisé pour différents types d’application dans l’analyse des systèmes de distribution. C’est un logiciel de calcul (débit, pression, vitesse…) en tout point du réseau au fil d’un temps choisi.
Ses principales caractéristiques sont:
• Logiciel gratuit ;
• Dimensionnement de réseaux ;
• Taille de réseau illimitée ;
• Choix de différentes formules de calcul des pertes de charge ;
• Régulation des pressions dans le réseau ;
• Modélisation de pompes à vitesse fixe ou variable ;
• Calcul de l’énergie consommée et coût ;
• Modélisation de différents types de vannes et clapets ;
• Géométrie des réservoirs aux formes variées possible ;
• Détection des zones de fonctionnement déficitaire ;
• Amélioration de la gestion des équipements de réseau ;
• Asservissement des ouvrages par des commandes simples ou complexes. (Rossman, 2000)

PORTEAU

Porteau est un logiciel de simulation hydraulique et de cinétique adapté aux réseaux d’eau sous-pression – eau potable. Il permet une schématisation du réseau, la représentation de son fonctionnement en pointe, sur un horizon de plusieurs heures ou jours, la modélisation de la qualité avec temps de séjour, cinétique et traçage de provenances. Il est utile comme outil de gestion et d’aide au dimensionnement.

Les principales caractéristiques

• Visualisation de réseaux de distribution d’eau potable sur fond cartographique.
• Visualisation de schémas de réseaux de distribution d’eau potable.
• Impression au traceur jusqu’au format A0.
• Visualisation et impression des résultats sous forme de tableau ou sur le schéma du réseau.
• Visualisation et impression des résultats sous forme de profils hydrauliques.
• Exportation des données et des résultats vers un tableur.
• Exportation des graphiques de résultats en format vectoriel

Principaux objectifs

• Fournir un outil de modélisation du comportement hydraulique en régime permanent d’un réseau intégrant les ouvrages de stockage et de régulation.
• Simuler la réponse au tirage en pointe des consommateurs du réseau en termes de satisfaction de la pression désirée, dimensionner ou renforcer le réseau pour atteindre l’objectif.
• Simuler par pas successifs l’évolution de la réponse du réseau et de son système de régulation (réservoirs, pompes, vannes spéciales)à une période donnée de comportement des consommateurs, dimensionner le réseau de transport-adduction et de stockage.
• Après l’hydraulique, simuler l’évolution de la qualité de l’eau par son âge, sa concentration en désinfectant, trouver la part de mélange due à diverses provenances ; positionner et dimensionner le système de désinfection le mieux adapté [22].

RESODO

RESODO est un logiciel de modélisation des réseaux d’eau potable et d’une manière générale des réseaux d’eau sous pression. Il a été créé pour répondre à un manque de logiciels de ce type en français et bon marché tout en étant performant et en proposant des fonctionnalités modernes et évolutives.
Outre les calculs dynamiques hydrauliques pendant un à plusieurs jours (débits, pressions, niveaux d’eau dans les réservoirs, arrêts et démarrage de pompes, etc.) et les calculs liés à la qualité de l’eau (temps de séjour, origine de l’eau, dégradation d’une substance), RESODO présente aussi des outils spécifiques tels que les calculs des fuites (réellement en fonction de la pression) et des rendements avec sectorisation du réseau, des pressions résiduelles lors d’un soutirage, des cartes de protection contre l’incendie, des bilans aux pompes (volumes, énergie,…) et aux réservoirs (volumes utiles,…), et d’autres choses encore…
RESODO permet aussi d’afficher des images ou des dessins de fond de plan (avec de nombreuses fonctionnalités), utilise des MNT (modèle numérique de terrain permettant de récupérer automatiquement les altitudes aux nœuds du modèle). échange des données (importations et exportations) depuis EPANET, depuis des fichiers textes, des SIG (shapefiles) et depuis d’autres formats encore [23].

Water CAD

Est une application conviviale qui permet de modéliser le comportement hydraulique et la qualité de l’eau dans les réseaux de distribution. Pour gérer leurs infrastructures, de nombreux services publics, services municipaux et bureaux d’étude font confiance à Water CAD qui est un outil fiable et économique qui facilite la prise de décision. Du contrôle des systèmes de lutte contre les incendies à l’analyse de l’eau, de la consommation énergique et à la gestion des coûts, Water CAD aide à analyser, concevoir et optimiser les réseaux de distribution d’eau. Les fonctions intégrées de gestion de la qualité de l’eau permettent aux ingénieurs d’analyser les constituants, l’âge de l’eau, le mélange d’eau dans les réservoirs et la traçabilité de la source afin d’assurer la programmation complète de la chloration.
Avec Water CAD, les utilisateurs peuvent également évaluer le volume d’eau disponible pour la défense incendie. L’application calcule la quantité d’eau mobilisable à chaque bouche d’incendie ou groupe de bouches d’incendie, Les utilisateurs déterminent rapidement et avec précision la capacité du réseau à assurer une protection efficace contre les incendies. De plus, les commandes d’exploitation basées sur des règles, le pompage à vitesse variable, la modélisation des fuites, ainsi que les dispositifs de vidange unidirectionnelle, aident les utilisateurs à localiser les goulets d’étranglement, réduire la consommation d’énergie et modéliser différentes actions sur le réseau.
De nombreuse fonctionnalités sont possible avec Water CAD on peut citer :
• Simulation en régime permanent ;
• Simulation sur période étendue ;
• Analyse de la concentration en constituants ;
• Suivi de la source ;
• Analyse du mélange d’eau dans les réservoirs ;
• Analyse de l’âge de l’eau ;
• Analyse de la défense incendie ;
• Commandes logiques ou basées sur des règles ;
• Pompage à vitesse variable ;
• Modélisation des fuites;
• Consommation fonction de la pression ;
• Modélisation des vannes [24]

Table des matières

Remerciement
Dédicace 
Résumés
Liste des figures 
Liste des tableaux
Abréviation
Introduction Générale
Chapitre 1 : Etude Bibliographique
1.1 Introduction
1.2 Présentation des Réseaux d’AEP
1.2.1 Qu’est ce qu’un réseau d’eau potable
1.2.2 Classification des réseaux
1.2.2.1 Réseaux ramifiés
1.2.2.2 Réseaux maillés
1.2.2.3 Réseauxétagé
1.2.2.4 Réseaux à double alimentation
1.3 Fuites dans un réseau
1.4 Entretien du réseau
1.5 Réservoirs de stockage
1.5.1 Type des réservoirs
1.5.2 Trop-plein, Vidange et By-pass
1.6 Conduites et les accessoires
1.6.1 Quelle que types des conduites
1.6.1.1 Conduite en Fonte ductile
1.6.1.2 Conduite en acier
1.6.1.3 Conduite en béton
1.6.1.4 Conduiteen polyéthylène
1.6.2 Accessoires
1.6.2.1 Joints
1.6.2.2 Vannes
1.6.2.3 Ventouses et purgeurs
1.6.2.4 Clapets
1.7 Gestion des réseaux
1.7.1 La gestion classique
1.7.2 La gestion informatisée
1.8 Logiciel de modélisation des réseaux d’AEP
1.8.1 EPANET
1.8.2 PORTEAU
1.8.3 RESODO
1.8.4 Water CAD
1.8.5 PICCOLO
1.9 Conclusion
Chapitre 2 : Présentation du Site
2.1 Introduction
2.2 Localité d’Ain Elhoutz
2.2.1 Climatologie
2.2.2 Cadre démographique
2.2.3 Besoin en eau
2.2.4 Contraintes du site
2.3 Ressources en eaux actuelles
2.4 Réseau de Distribution
2.4.1 Rendement et performance des réseaux
2.4.1.1 Rendementde production
2.4.1.2 Rendementprimaire
2.4.2 Indice linéaire de perte
2.4.3 Indice linéaire e réparation
2.5 Calcule du débit moyen journalier
2.6 Interprétations et recommandations
2.7 Conclusion
Chapitre 3 : Dimensionnement du Réseau d’AEP
3.1 Introduction
Débit
Diamètre
Vitesse
Pression
Matériaux
3.2 Stockage d’Eau
3.3 Application sur EPANET
3.3.1 Traçage du réseau
3.3.2 Estimation des besoins et calcul des details
3.4 simulation du comportement du réseau projeté
3.4.1 Premier scénario
3.4.2 Deuxième scénario
3.4.3 Troisième scénario
3.4.4 quatrieme scénario
3.4.5 cinquiéme scénario
3.4.6 sixiéme scénario
3.5 Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie

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