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LYONNAISE DES EAUX DE CASABLANCA
LYDECDIRECTION INVESTISSEMENTS
ALIMENTATION EN EAU POTABLE DU
GRAND CASABLANCA
CRITERES DE CONCEPTION ET DE DIMENSIONNEMENT DES
OUVRAGES D’EAU POTABLE
DATE : Janvier 2004
RÉSEAU EAU POTABLE : PRINCIPE ET CONCEPTION
SOMMAIRE
1 ECOULEMENT EN CHARGE..................................................................................................3
1.1 DÉFINITION..................................................................................................................3
1.2 CHARGE HYDRAULIQUE...................................................................................................4
1.3 PERTES DE CHARGE LINÉAIRE..........................................................................................5
1.4 PERTES DE CHARGE SINGULIÈRE.......................................................................................8
1.5 CALCUL DE L’ÉTAT D’ÉQUILIBRE D’UN RÉSEAU..................................................................14
2 MODÉLISATION D’UN RÉSEAU D’EAU POTABLE...............................................16
2.1 GÉNÉRALITÉS.............................................................................................................16
2.2 ETAPES DE LA MODÉLISATION........................................................................................18
3 MODULATION DE LA CONSOMMATION D’EAU ET CAPACITE DE STOCKAGE........19
3.1 MODULATION SAISONNIÈRE...........................................................................................19
3.2 MODULATION JOURNALIÈRE...........................................................................................19
3.3 MODULATION HORAIRE................................................................................................19
3.4 PARAMÈTRES HYDRAULIQUES.........................................................................................20
3.4.1 Pertes de charge dans les canalisations :........................................................20
3.4.2 Pression dans les réseaux...............................................................................20
3.4.2.1 Pression minimale....................................................................................20
3.4.2.2 Pression maximale....................................................................................21
3.4.3 Vitesse d’écoulement......................................................................................21
3.4.3.1 Vitesse maximale.....................................................................................21
3.4.3.2 Vitesse minimale......................................................................................22
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1 Ecoulement en charge
1.1 Définition
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1.2 Charge hydraulique
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1.3 Pertes de charge linéaire
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1.4 Pertes de charge singulière
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1.5 Calcul de l’état d’équilibre d’un réseau
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2 Modélisation d’un réseau d’eau potable
2.1 Généralités
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2.2 Etapes de la modélisation
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3MODULATION DE LA CONSOMMATION D’EAU ET CAPACITE DE STOCKAGE
Il faut distinguer 3 types de modulation :
- Modulation Saisonnière
- Modulation Journalière
- Modulation Horaire
3.1 Modulation SaisonnièreLe coefficient de modulation saisonnière est définit par le rapport entre la consommation journalière moyenne du mois considéré et la consommation journalière moyenne calculée sur l’année entière.
L’analyse des volumes mensuels distribués en 1990-1991 a permis de déterminer de déterminer les coefficients de pointe suivants :
- Casablanca :1.10
- Mohammedia :1.20
- Commune périphérique :1.20
3.2 Modulation journalièreLe coefficient de pointe journalière est défini par le rapport entre la consommation journalière moyenne des trois journées consécutives les plus chargées de l’année et la consommation journalière moyenne du mois correspondant.
Les coefficients de pointe journalière retenus sont les suivants :
- Casablanca :1.06
- Mohammedia :1.09
- Commune périphérique :1.09
3.3 Modulation HoraireLe coefficient de modulation Horaire est définit par le rapport entre le débit distribué durant l’heure considérée et le débit moyen calculé sur 24 heures.
Les courbes de modulation adoptées pour les différents étages de distribution ont été établies :
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- Soit sur la base des débits enregistrés en tête de réseau durant les campagnes de mesures réalisées au cours de la mission A (Casablanca et Mohammedia) ;
- Soit par analogie, en tenant compte de la structure de la consommation, c’est à dire des usages de l’eau (communes périphériques).
Le mode d’établissement ou d’ajustement de ces courbes est commenté ci-après.
3.4 Paramètres hydrauliques
3.4.1 Pertes de charge dans les canalisations :
Les pertes de charges dans les canalisations ont été calculées à l’aide de la formule de COLEBROOK.
Pour le facteur de rugosité K, les valeurs suivantes ont été adoptées :
- Conduites existantes non remplacées dans le cadre des travaux de réhabilitation (béton, fonte ductile, amiante ciment) : K=2mm ;
- Conduites futures (béton, fonte ductile, amiante ciment) : K=1mm ;
- Conduites futures (PVC) : K=0.5 mm.
3.4.2 Pression dans les réseaux
3.4.2.1 Pression minimale
a) pression au branchement
LYDEC doit assurer une pression minimale au branchement égale à 2.0 bars en toute circonstance, et en particulier en heure de pointe de consommation, afin d’alimenter les bâtiments de type R+5. Les bâtiments de plus de 5étages sont équipés d’un surpresseur.
b) pression dans le réseau de distribution principal
La maille type du réseau d’ossature (diamètre 300mm) a une superficie de l’ordre de 150 hectares, c’est à dire qu’elle constitue schématiquement un carré de 1.2 km de coté. Tout point du réseau de service (diamètre 250 mm et inférieur) se trouve donc à une distance maximum de l’ordre de 0.6 km par rapport d’ossature.
La perte de charge dans le réseau de service ne devrait donc pas dépasser 3 m (5m/kmx0.6km).
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Par conséquent, les valeurs suivantes ont été retenues pour la pression minimum à maintenir dans le réseau d’ossature (diamètre 300 mm) et à fortiori dans les feeders (diamètre supérieur ou égal à 400 mm) :
- pour la variante 2 bars au branchement :2.5 bars dans le réseau d’ossature
- pour la variante 3 bars au branchement :3.5 bars dans le réseau d’ossature
3.4.2.2 Pression maximale
Il est d’usage de ne pas dépasser une pression de 6bars dans les réseaux de distribution d’eau, afin de minimiser les fuites.
Exceptionnellement, dans des secteurs très limités, on peut accepter une pression de 7 à 8 bars la nuit pendant quelques heures.
3.4.3 Vitesse d’écoulement
3.4.3.1 Vitesse maximale
Il n’existe pas de règle absolue en ce qui concerne la vitesse maximale d’écoulement dans les conduites d’un réseau de distribution d’eau. En effet la principale conséquence d’une vitesse élevée est de créer des pertes de charges importantes ce qui n’est pas totalement rédhibitoire si la pression aval reste suffisante pour assurer correctement la desserte. On peut cependant considérer les valeurs guides suivantes, qui correspondent à une perte de charge de 4 à 5 m/km :
Diamètre (mm) Vitesse (m/s)
200 0.70
300 0.95
400 1.15
500 1.30
600 1.50
800 1.80
Ces valeurs guides peuvent être transgressées, au cas par cas, selon que l’on doit minimiser les pertes de charge ou que, au contraire une charge importante est disponible en tête du réseau.
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3.4.3.2 Vitesse minimale
Une vitesse d’écoulement trop faible peut avoir des répercussions sur la qualité de l’eau.
On admet, généralement, que dans le réseau principal, la vitesse minimale ne doit pas être inférieure à 0.6 m/s en heure de pointe de consommation.
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