N° Ordre...... /F.S.S.A/UAMOB/2019

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE AKLI MOHAND OULHADJE-BOUIRA

Faculté des Sciences et Sciences Appliquées Département de Génie Civil

Mémoire de fin d’étude

Présenté par : Mansouri Abd el wahab Akliouche Fahim

En vue de l’obtention du diplôme de Master en :

Filière : Hydraulique Option : Ressources Hydrauliques

Thème : Etude et Dimensionnement du Réseau d’Assainissement du Chef Lieu de la Daira d’Ain Bessem, Wilaya de Bouira, Algérie

Devant le jury composé de :

KHALDI Ramzi UAMOB Président GHERNAOUT Redhouane UAMOB Encadreur MERIDJA Madani UAMOB Examinateur THELDJOUN Moustapha UAMOB Examinateur

Année Universitaire 2018/2019

DEDICACE

Je dédie ce mémoire:

A ma très chère mère qui a été la lumière de ma vie

A mon père qui a été d’un apport très appréciable durant toute ma vie et en particulier durant toutes mes amés estudiantines

A mes frères et A ma très chère sœur : Ahmed, Abdel Wadoud, Chayma

A toute la famille MANSOURI A Tous mes amis

Ma famille de département d'hydraulique de Bouira. Et a toute la promotion 2018/2019 de L’hydraulique

MANSOURI Abdel wahab

DEDICACE

Je dédie ce travail: Avant tout à mes chers parents AMAR et ADIDI, Qui m’ont soutenue durant toutes ces années de Formation. A mon chère frère SAID A mes chères sœurs A toute la famille AKLIOUCHE A tous mes amis

Ma famille de département d'hydraulique de Bouira. Et a toute la promotion 2018/2019 de L’hydraulique A toutes mes adorables que j’ai connu pendant toute Ma vie …

AKLIOUCHE Fahim

Remerciements

En préambule à ce mémoire, qui est un aboutissement à de longues et fastidieuses années d’études universitaire, nous remercions ALLAH le tout puissant de nous voir aidé et fourni le courage nécessaire, qui m’ont permis de surmonter les difficultés durant ce parcours universitaire. Nous tiens à exprimer en premier lieu, nos remerciements notre promoteur, Dr. GHERNAOUT Redhouane qui dirigé notre travail, pour ses précieux conseils, pour son esprit d’ouverture et sa disponibilité, grâce à lui, notre travail s’est déroulé dans les meilleures conditions.

Nous voudrons également remercier et exprimer nos profonds respects à l’ensemble de DRE. Que toutes les personnes qui ont participé à ce projet de près ou de loin en soient pleinement remerciées. Nos vifs remerciements vont également aux nombres du jury pour l’intérêt qu’ils ont porté à ns recherche en acceptant d’examiner notre travail et de l’enrichir par leur propositions .

MANSOURI Abd el wahab et AKLIOUCHE Fahim Résumé

دراسة وتصميم شبكة الصرف الصحي لمركز دائرة عين بسام ، والية البويرة، الجزائر

ملخص هذا العمل جزء من مساهمة في تصميم شبكة الصرف الصحي لمركز دائرة عين بسام بوالية البويرة. بعد جمع البيانات الالزمة من الموقع ، وتقديم منطقة الدراسة ؛ بدأت الدراسة بمطابقة األمطار اليومية القصوى لقانوني كامل وغالتون، من أجل العثور على شدة األمطار لمدة قصيرة )15 دقيقة( وفترة عودة 10 سنوات. م ّكنت النتائج التي تم الحصول عليها من استخدام المطر االقصى اليومي لفترة العودة T = 10 التي تم الحصول عليها بواسطة خط غالتون (167mm) لحساب شدة األمطار لمدة قصيرة ولفترة عودة 10 سنوات (320 لتر / ثانية / هكتار). م ّكن الحساب األساسي من إيجاد عدد السكان الذين سيخدمون على المدى الطويل بحلول عام 2049 والذي يصل إلى 62927 نسمة. كما سمح بتقسيم الموقع إلى سبعة )7( أحواض فرعية، واختيار نظام تصريف احادي؛ نظ ًرا ألن شبكة المصب التي سيتم توصيل شبكة العملية بها هي في حد ذاتها أحادية، مع عدم وجود احتمال للتطور في المدى القصير أو المتوسط ، ومتصل بمحطة معالجة. أظهر تقييم معدالت الجريان السطحي وتصريف المجاري لألحواض الفرعية السبعة المحددة في منطقة الدراسة أن تدفقات الصرف الصحي ال تمثل سوى جزء صغير من تصريف مياه األمطار، وبالتالي فإن مياه األمطار هي التي تتحكم إلى حد كبير في أبعاد شبكة أنابيب الصرف الصحي لدينا. استند تصميم شبكة الصرف الصحي في وسط عين بسام إلى التدفقات الواجب تصريفها ومنحدرات الهياكل واستخدام صيغة بازين المكيَّفة مع مياه األمطار أو خطوط األنابيب األحادية. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أن أقطار األنابيب تتراوح بين 300 و 2400مم. أظهر تحديد المعالم الهيدروليكية أن متوسط سرعات التدفق في جميع أقسام الشبكة مقبول وهي تتراوح بين 0.6 و 4 م/ث باستثناء األقسام 1400mm( 36_34مم( من الحوض الفرعي 1 واألقسام 1200mm( 131_128مم( و 1400mm( 69_131مم( من الحوض الفرعي 4 حيث تتجاوز سرعات التدفق قليال ً الحد األعلى. بالنسبة لألقسام الثالثة التي تم إثارتها، يتم اختيار أنابيب الحديد الزهر لتجنب تآكل األنابيب بسبب السرعات المفرطة. أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها أي ًضا أن التنظيف الذاتي ألنابيب شبكة الصرف الصحي في مركز عين بسام

مضمون في جميع أقسام الشبكة تقريبًا باستثناء األقسام: Vps = 1.43m/s( 9_8( و Vps=1.26m/s) 30_29) و

Vps=1.36m/s) 35_34) من الحوض الفرعي1، واألقسام : Vps=1.22m/s) 157_156) و 157_104

(Vps=1.26m/s) للشبكة الفرعية حوض 2، والتي على مستواها نوصي بإنشاء مفارق طاردة تلعب دور الخزانات الدورية. أخي ًرا ، مكنت النتائج التي تم الحصول عليها من اقتراح أنواع معينة من األنابيب المختلفة وفقًا لمواد البناء، واختيار جوانب معينة لتثبيتها على شبكة الصرف الصحي لمدينة عين بسام مركز لضمان تشغيل هيدروليكي دون إخفاقات على المديين القصير والطويل. الكلمات المفتاحية: الصرف الصحي، األنابيب، مياه الصرف، مياه األمطار، النظام الوحدوي، المعالم الهيدروليكية، السرعة، التنظيف الذاتي، عين بسام، البويرة. Résumé

Etude et Dimensionnement du Réseau d’Assainissement du Chef Lieu de la Daira d’Ain Bessem, Wilaya de Bouira, Algérie

Résumé

Ce présent travail s’inscrit dans la cadre d’une contribution à l’étude et dimensionnement du réseau d’assainissement du chef lieu de la daira d’Ain Bessem, Wilaya de Bouira. Après avoir récolté les données nécesaire du site et présenté la région d’étude, l’ étude a été entamé par l’ajustement des pluies max journalières aux lois de Gumbel et de Galton en vue de l’obtention de l’intensité pluviale fréquentielle de courte durée (15mn) et de période de retour 10 ans. Les résultats obtenus ont permis de retenir et employer la pluie max journalière de période de retour T=10 obtenue par la droite de Galton (167mm) pour le calcul de l’intensité pluviale de courte durée et de période de retour T=10 (320 l/s/ha). Le calcul de base a permis de trouver une population à desservir à long terme à l’horizon 2049 de l’ordre de 62927 habitants. Il a permis également à découper le site en sept (7) sous bassins et de choisir le système d’évacuation unitaire, étant donné que le réseau aval (ou le collecteur principal drainant les sous bassins limitrophes du chef lieu d’Ain Bessem) sur lequel sera branché le réseau de l’opération est lui-même unitaire, sans perspective d’évolution à court ou moyen terme et est déjà raccordé à une station d’épuration. L’évaluation des débits d’évacuation des eaux de ruissellement et des eaux usées pour les sept sous bassins délimités de la région d’étude a montré que les débits des eaux usées ne représentent qu’une faible fraction des débits pluviaux. Ce sont donc les eaux de pluie qui contrôlent en grande partie les dimensions des collecteurs de notre réseau d’évacuation unitaire. Le dimensionnement du réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem a été fait en se basant sur les débits à évacuer et les pentes des ouvrages et en utilisant la formule de Bazin adaptée aux canalisations d’eaux pluviales ou unitaires. Les résultats obtenus ont montré que les diamètres des collecteurs varient entre 300 et 2400mm. La détermination des paramètres hydrauliques a montré que les vitesses moyennes d’écoulement dans tous les tronçons du réseau sont acceptables ; elles sont comprises entre 0.6 et 4m/s à l’exception des tronçons 34_36 (1400) du sous bassin 1 et des tronçons 128_131 (1200) et 131_69 (1400) du sous bassin 4 où les vitesses d’écoulement dépassent légèrement la limite supérieure. Pour Résumé

les trois tronçons suscités, on opte pour des conduites en fonte pour éviter l’abrasion des tuyaux due aux vitesses excessives. Les résultats obtenus ont montrés également que l’auto-curage des canalisations du réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem est vérifié dans pratiquement tous les tronçons du réseau à l’exception des tronçons : 8_9 (Vps=1.43m/s), 29_30 (Vps=1.26m/s) et 34_35

(Vps=1.36m/s) du sous bassin 1, et des tronçons : 156_157 (Vps=1.22m/s) et 157_104

(Vps=1.26m/s) du sous bassin 2, sur lesquels on préconise l’installation des regards de chasse jouant le rôle de réservoirs périodiques. Enfin, Les résultats obtenus ont permis de proposer certains types de conduites qui sont différentes selon le matériau de construction, et de choisir certains regards à installer sur le réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem afin d’assurer un fonctionnement hydraulique sans défaillances à court et long terme.

Mots clés : Assainissement, conduite, eaux usées, eaux pluviales, système unitaire, paramètres hydraulique, vitesse, auto curage, Ain Bessem, Bouira.

Résumé

Study and Design of the Sanitation Network of Ain Bessem town center, Bouira, Algeria

Abstruct This work is part of a contribution to the study and design of the sanitation network of Ain Bessem center, Bouira. After collecting the necessary site data and presenting the study area, the study was started by fitting the daily maximum rainfall to the Gumbel and Galton distributions, in order to obtain the short duration rain intensity (15min), and 10 years return period. The results obtained made it possible to retain and use the 10 years return period maximum daily rainfall obtained by the Galton law (167mm) for calculating the short-term rainfall intensity and return 10 years return period (320 l / s / ha). The basic calculation made it possible to find the population to be served in the long term at the study horizon (2049) of about 62927 inhabitants. It also made it possible to divide the site into seven (7) sub-basins and to choose the unit evacuation system, since the downstream network (or the main collector draining the sub-basins bordering Ain Bessem center) on which will be connected the network of the operation is itself unitary, without perspective of evolution in the short or medium term and is already connected to a purification plant. The assessment of runoff and sewage discharge rates for the seven delineated sub-basins in the study area showed that sewage flows represent only a small fraction of storm flows. It is therefore the rainwater that largely controls the dimensions of the collectors of our unit evacuation network. The sizing of the sanitation network of Ain Bessem center was based on the flows to be evacuated and the slopes of the structures, and using the Bazin formula adapted to rainwater or single-unit water pipes. The results obtained showed that the diameters of the collectors vary between 300 and 2400mm. The determination of the hydraulic parameters has shown that average flow velocities in all sections of the network are acceptable; they are between 0.6 and 4m/s, except the sections 34_36 (1400mm) of sub-basin 1 and sections 128_131 (1200mm) and 131_69 (1400mm) of sub-basin 4, where the flow velocities exceed slightly the upper limit. For the three sections evoked, it is opted for cast iron pipes to avoid abrasion of the pipes due to excessive velocities. Also, the results obtained showed that the self-cleaning of the pipes of the sanitation network of Ain Bessem center is verified in practically all the sections of the network except the sections: 8_9 (Vps = 1.43m/s ), 29_30 (Vps = 1.26m/s) and 34_35 (Vps = 1.36m/s) of sub- Résumé

basin 1, and sections: 156_157 (Vps = 1.22m/s) and 157_104 (Vps = 1.26m/s) of sub-basin 2, on which it is recommended the installation of hunting looks playing the role of periodic tanks. Finally, the results obtained have made it possible to propose certain pipe types that are different according to the construction material, and to choose certain manholes to install on the sanitation network of Ain Bessem town center, in order to ensure a hydraulic operation without short and long term failures.

Key words: Sanitation, pipe, wastewater, rainwater, unitary system, hydraulic parameters, velocity, self cleaning, Ain Bessem, Bouira.

SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE ...... 1 CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE ...... 3 I.1 Introduction ...... 3 I.2 Situation Géographique ...... 3 I.2.1 Relief………………………………………………………………………………………………………………………………………….4

I.2.2 Nappe phréatique ...... 5 I.3 Situation Climatique ...... 6 I.3.1 Pluviométrie : ...... 6 I.3.2 Humidité relative : ...... 7 I.3.3 Température moyenne de l’air : ...... 7 I.3.4 Le vent ...... 8 I.3.5 Le siroco : ...... 9 I.4 Aperçu géologique ...... 9 I.5 Situation topographique : ...... 10 I.6 Urbanisme ...... 10 I.7 Population ...... 13 I.8 Conclusion ...... 13 CHAPITRE II : ETUDE HYDROLOGIQUE ...... 14 II.1 Introduction ...... 14 II.2 Objectif de l’étude hydrologique ...... 14 II.2.1 Période de retour ...... 14 II.2.2 Notion de bassin versant ...... 14 II.2.3 L’intensité moyenne maximale de précipitation ...... 15 II.3 Description du bassin versant ...... 15 II.4 Etude des précipitations ...... 16 II.4.1 Analyse des données pluviométriques...... 16 II.4.2 Choix de la loi d’ajustement ...... 18 II.4.2.1 Vérification de l'homogénéité de la série ...... 19 II.4.2.2 Ajustement de la série pluviométrique à la loi de GUMBEL ...... 19 II.4.2.3 Ajustement de la série pluviométrique à la loi de GALTON (log‐normal) ...... 21 II.4.2.4 Calcul de l’intensité pluviale fréquentielle de courte durée (15mn) et de période de retour 10 ans ...... 23

II.5 Conclusion ...... 24 CHAPITRE III : CALCUL DE BASE ...... 25 III.1 Introduction ...... 25 III.2 Situation démographique ...... 25 III.3 Dimensionnement du réseau d’assainissement ...... 27 III.3.1 Découpage de l’aire d’étude en sous bassins élémentaires ...... 27 III.4 Systèmes d’assainissement ...... 28 III.4.1 Système unitaire ...... 29 III.4.2 Système séparatif ...... 30 III.4.3 Système pseudo‐séparatif ...... 32 III.4.4 Système individuel ...... 33 III.5 Choix entre les systèmes d’assainissement ...... 34 III.6 Différents schémas d’évacuation ...... 35 III.6.1 Schéma Perpendiculaire ...... 35 III.6.2 Schéma par déplacement latéral ...... 35 III.6.3 Schéma de collecteur par zone étagée ...... 36 III.6.4 Schéma radial ...... 36 III.7 Choix du type et du schéma du réseau d’évacuation ...... 37 III.8 Principes du tracé des collecteurs ...... 38

III.9 Evaluation de coefficient de ruissellement Cr ...... 39

III.10 Coefficient de ruissellement pondéré Cp ...... 39 III.11 Détermination du nombre d’habitant pour chaque sous bassin ...... 40 III.12 Conclusion ...... 42 CHAPITRE IV : EVALUATION DES DEBITS A EVACUER ...... 43 IV.1 Introduction ...... 43 IV.2 Evaluation des débits des eaux usées ...... 43 IV.2.1 Généralités ...... 43 IV.2.2 Nature des eaux usées à évacuer ...... 43 IV.2.3 Evaluation de la quantité d’eaux usées a évacué ...... 44 IV.3 Evaluation des débits d’eaux pluviales ...... 46 IV.3.1 Méthode rationnelle ...... 47 IV.3.1.1. Temps de concentration ...... 49 IV.3.1.2 Hypothèses de la méthode rationnelle ...... 49

IV.3.1.3 Validité de la méthode rationnelle ...... 48 IV.3.2 Méthode superficielle (méthode de Caquot) ...... 50 IV.3.2.1 Hypothèse et base de calcul du modèle ...... 50 IV.3.2.2 Validité de la méthode superficielle ...... 50 IV.3.3 Choix de la méthode et calcul des débits pluviaux ...... 51 IV.4 Débit total de pointe ...... 51 IV.5 Conclusion ...... 53 CHAPITRE V : CALCUL HYDRAULIQUE ...... 54 V.1 Introduction ...... 54 V.2 Dimensionnement des canalisations ...... 54 V.2.1 Formule de CHEZY (Ecoulement uniforme) ...... 54 V.2.1.1. Canalisation d’eaux usées ...... 55 V.2.1.2. Canalisation d’eaux pluviales (Unitaire)...... 55 V.2.2 Formule de MANNING‐STRICKLER ...... 55 V.2.2.1 Valeurs courantes de K utilisées pour les études ...... 56 V.3 Contraintes de calage des réseaux ...... 56 V.3.1 Canalisations d’eaux usées ...... 56 V.3.1.2 Conditions d’autocurage ...... 56 V.3.2 Canalisation d’eaux pluviales (unitaire) ...... 57 V.3.2.1 Conditions d’autocurage ...... 57 V.4 Abaques de l’instruction technique de 1977 ...... 58 V.4.1 Utilisation des abaques ...... 60 V.4.1.1 Choix du diamètre D ou ∅ ...... 60 V.4.1.2 Hauteur de remplissage – vitesse d’écoulement ...... 60 V.4.1.3 Débit capable d’une canalisation usée ...... 62 V.5 Calcul hydraulique du réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem ...... 62 V.5.1 Dimensionnement des collecteurs du réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem ...... 62 V.5.2 Détermination des paramètres hydrauliques du réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem ...... 63 V.5.3 Vérification des conditions d’auto curage ...... 77 V.6 Conclusion ...... 79 CHAPITRE VI : ELEMENTS CONTITUTIFS DE RESEAU D’EGOUT ...... 78 VI .1 Introduction ...... 80 VI.2 Eléments constitutifs du réseau d’égout ...... 80

VI.2.1 Ouvrages principaux ...... 80 VI.2.1.1 Canalisations ...... 80 VI.2.1.2 Type de canalisation ...... 82 VI.2.1.3 Choix du type de canalisation ...... 86 VI.2.1.4 Joints ...... 87 VI.2.1.4 .1 Joints des conduites en béton armé ...... 88 VI.2.1.4 .1.1 Différentes actions supportées par la conduite ...... 90 VI.2.1.4 .1.2 Protection des conduites ...... 90 VI.2.1.4 .2 Assemblage des tubes PVC ...... 91 VI.2.1.4 .3 Canalisations en PEHD ...... 93 VI.2.1.5 Essais des tuyaux préfabriqués ...... 93 VI.2.1.5.1 Essai à l’écrasement ...... 93 VI.2.1.5..2 Essai à l’étanchéité ...... 94 VI.2.1.5 .3 Essai de corrosion ...... 94 VI.2.2 Ouvrages annexes ...... 95 VI.2.2.1 Ouvrages normaux ...... 95 VI.2.2.1.1 Branchements ...... 95 VI.2.2.1.2 Fossés ...... 96 VI.2.2.1.3 Caniveaux ...... 96 VI.2.2.1.4 Bouches d'égout...... 97 VI.2.2.1.5 Regards ...... 98 VI.2.2.1.6 Les siphons ...... 101 VI.2.2.2 Ouvrages spéciaux ...... 102 VI.2.2.2.1 Déversoirs d’orage ...... 102 VI.2.2.2.2 Détermination selon le nombre de seuils ...... 104 VI.2.2.2.3 Détermination selon la position du seuil par rapport à la conduite amont ...... 106 VI.2.2.2.4 Dimensionnement des déversoirs d’orage ...... 109 VI.3 Règles générales de la mise en œuvre des éléments de l’assainissement ...... 110 VI.3.1 Fond de fouille ...... 110 VI.3.2 Lit de pose (figure VI.27) ...... 110 VI.3.3 Remblaiement et compactage ...... 111 VI.4 Conclusion ...... 111 CONCLUSION GENERALE ...... 113

Liste des figures Figure (I.1) : carte de situation géographique d’ain bessem , échelle (1/500000) ...... 4

Figure (I.2) : Situation géographique de village Aine bessam...... 4

Figure (I.3) : Graphique des pluies en (mm) ...... 6

Figure (I.4) : Graphique de l’humidité moyenne ...... 7

Figure (I.5) : Graphique de la température moyenne mensuelle ...... 8

Figure (I.6) : Graphique des vitesses moyennes mensuelles du vent (m/s) ...... 9

Figure (II.1) : Ajustement des pluies max journalières à la loi de Gumbel ...... 20

Figure (II.2): Ajustement des pluies max journalières à la loi de Galton ...... 22

Figure (III.1) : Diagramme dévolution de la population...... 27

Figure (III.2) : Découpage de l’aire d’étude en sept sous bassins élémentaires...... 28

Figure (III.3) : Schéma du système unitaire ...... 29

Figure (III.4) : schéma de système séparatif ...... 31

Figure (III.5) : Schéma de système pseudo-séparatif ...... 33

Figure (III.6) : Schématisation d'un système individuel ...... 34

Figure (III.7) : Schéma perpendiculaire (a) simple et (b) étagé ...... 35

Figure (III.8): Schéma par déplacement latéral (a) collecteur latéral, (b) tracé oblique (transversal) ...... 36

Figure (III.9) : Schéma de collecteur par zone étagée ...... 36

Figure (III.10) : Schéma radial ...... 37

Figure (III.11) : Type et schéma du réseau d’évacuation ...... 38

Figure (IV.1) : Découpage d’un bassin en secteur ...... 47

Figure (V.1) : Représentation de la relation de Chézy pour les réseaux d’eaux usées en système séparatif ...... 58

Figure (V.2): Représentation de la relation de Chézy pour les réseaux pluviaux en système unitaire ou séparatif ...... 59 Figure (V.3) : Choix du diamètre pour les réseaux d’eaux usées en système séparatif et pour les réseaux pluviaux en système unitaire ou séparatif ...... 60

Figure (V.4) : Section droite d’écoulement dans une conduite circulaire ...... 60

Figure (V.5) : Variation des débits et des vitesses en fonction du remplissage ...... 61

Figure (V.6) : Diamètres retenus du réseau d’assainissement du chef-lieu d’ain Bessem… 78 Figure (VI.1) : Types de conduite ...... 81

Figure (VI.2): Conduites en fonte ...... 82

Figure (VI.3) : Conduites en béton non armé ...... 82

Figure (VI.4) : Conduites en béton armé ...... 83

Figure (VI.5) : Conduites en grés artificiels ...... 83

Figure (VI.6) : Conduite en amiante ciment ...... 84

Figure (VI.7) : Conduite en matière plastique ...... Erreur ! Signet non défini.5

Figure (VI.8) : Conduite en PVC ...... Erreur ! Signet non défini.6

Figure (VI.9) : Divers joints sur tuyau en béton ...... 89

Figure (VI.10) : Assemblage par collage à froid ...... 92

Figure (VI.11) : Assemblage a joint ...... 92

Figure (VI.12) : schéma type de branchement ...... 96

Figure (VI.13) : Caniveau ...... 96

Figure (VI.14): Bouche d’égout ...... 97

Figure (VI.15) : Emplacement des bouches d’égout ...... 97

Figure (VI.16) : Regard de visite ...... 98

Figure (VI.17) : Regard double ...... 99

Figure (VI.18) : Coupe longitudinal d’un regard de chute...... 100

Figure (VI.19) : représentation d’un siphon ...... 101

Figure (VI.20) : Représentation d’un déversoir d’orage ...... 102

Figure (VI.21) : Exemple de déversoir latéral à seuil simple ...... 104

Figure (VI.22) : Exemple de déversoir à seuil double ...... 105 Figure (VI.23) : Déversoir à seuil latéral pur, vue de dessus ...... 106

Figure (VI.24) : Exemples de déversoir frontal ...... 107

Figure (VI.25) : Exemple de déversoir à seuil curviligne ...... 108

Figure (VI.26) : schéma de principe du déversoir d’orage...... 109

Figure (VI.27) : photo montrant la bonne méthode du lit de pose ...... 110

Liste des Tableau Tableau (I.1) : Répartition mensuelle des pluies pour l’année 2014 : ...... Erreur ! Signet non défini.

Tableau (I.2) : l’humidité moyenne mensuelle relative % de l’année 2014Erreur ! Signet non défini.

Tableau (I.3) : Températures mensuelles (C°) ...... 7

Tableau (I.4) : les vitesses moyennes mensuelles du vent (m/s) ...... 8

Tableau (II.1) : Récapitulatif des résultats ...... 16

Tableau (II.2) : Coordonnées de la station météorologique d’Ain Bessem ...... 16

Tableau (II.3) : Réparation mensuelle et annuelle des pluies mesurées à la station d’Ain Bessem .. 17

Tableau (II.4) : Ajustement des pluies max journalières à la loi de Gumbel (quantiles XT, écart-types et intervalles de confiance pour différentes périodes de retour ...... 20

Tableau (II.5): Ajustement des pluies max journalières à la loi de Galton (quantiles XT, écart-types et intervalles de confiance pour différentes périodes de retour ...... 22

Tableau (III.1): Estimation de l’évolution de la population ...... 26

Tableau (III.2): Domaine d'utilisation, avantages et inconvénients du système unitaire ...... 29

Tableau (III.3) : Domaine d'utilisation, avantages et inconvénients du système séparatif ...... 31

Tableau (III.4) : Avantages et inconvénients du système Pseudo-Séparatif ...... 33

Tableau (III.5) : Avantages et inconvénients du système individuel...... 34

Tableau (III.6) : Coefficients de ruissellement en fonction de surface drainée ...... 40

Tableau (III.7) : Coefficient de ruissellement en fonction de la densité de la population...... 40

Tableau (III.8) : Détermination du nombre d’habitants à l’horizon 2049 ...... 41

Tableau (IV.1): Estimation de l’équivalent habitant des équipements ...... 46

Tableau (IV.2): Détermination des débits d’eaux usées de pointe pour chaque sous bassin ...... 46

Tableau (IV.3) : Détermination des débits pluviaux Qplu par la méthode rationnelle ...... 52

Tableau (IV.4) : Détermination des débits totaux QT ...... 52

Tableau (V.1) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 1 ...... 65

Tableau (V.2) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 2 ...... 66

Tableau (V.3) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 3 ...... 67

Tableau (V.4): Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 4 ...... 68 Tableau (V.5) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 5 ...... 68

Tableau (V.6) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 6 ...... 69

Tableau (V.7) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 7 ...... 69

Tableau (V.8) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 1 ...... 70

Tableau (V.9) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 2 ...... 71

Tableau (V.10) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 3 ...... 72

Tableau (V.11) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 4 ...... 73

Tableau (V.12) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 5 ...... 73

Tableau (V.13): Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 6 ...... 74

Tableau (V.14) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 7 ...... 74

Tableau (V.15) : Paramètres hydrauliques du collecteur principal A ...... 75

Tableau (V.16) : Paramètres hydrauliques du collecteur principal B ...... 75

Tableau (V.17) : Paramètres hydrauliques de collecteur principale C ...... 76

Tableau (VI.1) : diamètres des conduites circulaires équivalents aux hauteurs des conduites ovoïdes...... 81

Tableau (VI.2) : Caractéristiques du tuyau en béton armé ...... 90

Liste des symboles

A.N.R.H : Agence nationale des ressources hydriques. D.P.A.T : Département de la Population et l’Aménagement du Territoire. O.N.M : Office national de la météorologie. im : Intensité moyenne en (mm/h). ∆h : Hauteur de pluie tombée pendant la durée. ∆t. S : Surface de bassin versant (km²). P : Le périmètre de bassin versant (km). Kc : L’indice de compacité. L : La largeur du rectangle équivalent (km). Pmax j : Précipitation maximale journalière (mm). бx : L’écart type. Cv : Coefficient de variation. b : L'exposant climatique. T : Période de retour (ans). Q : Probabilité au non dépassement. q=F(x) : Probabilité au non dépassement. X : La moyenne. it (p%) : Intensité moyenne de précipitation pour une averse de fréquence (p%) (mm). i24 (p%) : Intensité moyenne de précipitation pour une journée de fréquence (p%)donnée (mm). t : Durée de l’averse en heure, t=0.25h =15 min pour une période de retour de 10 ans. i : L’intensité pluviale nécessaire pour l’évaluation des débits d’eau pluviaux (l/s.ha). Pt : Nombre d’habitants à l’horizon futur (hab). P0 : Nombre d’habitants à l’horizon actuel (hab). T : Taux d’accroissement (%). N : L’écartd’années entre les deux horizons (ans). C : Coeficient de ruissellement. CrP : coefficient de ruissellement total pondéré. S : Surface total de bassin (ha). Di : Densité partielle pour chaque sous bassin (hab / ha). Qmoyj: Débit moyen rejeté quotidiennement en (l/s). Kr : Coefficient de rejet pris égal à 80% de la quantité d’eau potable consommée. D : Dotation journalière prise égale à 80 l/j/hab. a : Limite inférieure à ne pas dépasser lorsque Qmoy tend vers l’infini, on prend a=1.5. b : Paramètre qui introduit par sommation avec le terme « a » la valeur de croissance exprimée par le second terme de la formule lorsque Qmoy tend vers zéro. On prend b=2.5. I : La pente du terrain (m/m). L : Longueur du plus long parcours de l’eau (Km). t1 : Temps mis par l’eau pour s’écouler dans les canalisations (min). t2 : Temps mis par l’eau pour atteindre le premier ouvrage d’engouffrement (min). t3 : Temps de ruissellement dans un bassin ne comportant pas de canalisations (min). Tc : Le temps de concentration d’un bassin (min). Q (F) : Débit pluvial de fréquence f, en (m3/s). K, u, v, w : Coefficient d’expression. Q : Débit (m3/s). S : Section mouillée (m²). V : Vitesse d’écoulement (m/s). Cam : Côte de terrain naturel amont (m). Cav : Côte de terrain naturel aval (m). Cram. : Côte projet amont (m) du terrain. Crav. : Côte projet aval (m) du terrain. L : Longueur de conduite entre deux regards (m). Qplu: Débit pluvial (m3/s). Qusée : Débit d'eau usée (m3/s). Qtot: Débit total = Qplu+ Qusée (m3/s). Qps: Débit à pleine section (m3/s). Vps : Vitesse à pleine section (m/s). Dcal: Diamètre calculé (m). Dnor: Diamètre normalisé (m). Rq : Rapport des débits. Rh : Rapport des hauteurs. Rv : Rapport des vitesses.

Introduction générale

INTRODUCTION GENERALE

L’eau demeure une source de vie des êtres vivants, élément essentiel dans leur subsistance et leur développement dans les différentes catégories telles que l’agriculture, la consommation humaine, l’industrie et la production d’énergie.

La multiplicité de ses usages a fait de l’eau une ressource fondamentale des activités humaines. Au cours du XXème siècle, la consommation de l’eau a augmenté deux fois plus vite que la population. Résultat : plus d’un milliard de personnes dans le monde n’ont pas accès à cette ressource si précieuse. De ce fait, il est du devoir de chacun de la protéger de toute sorte de pollution et de veiller à son utilisation rationnelle. En outre, et pour mieux vivre et bien organiser sa vie, des techniques d’urbanisation, dont l’assainissement est la plus importante, s’imposent.

L'assainissement est une technique qui consiste à évacuer par voie hydraulique aux plus bas prix, le plus rapidement possible et sans stagnation, les eaux pluviales et les eaux usées domestiques et industrielles provenant d'une agglomération, dans but de préserver l’environnement, la santé publique, les eaux souterraines et empêcher la submersion des zones urbanisées.

C'est dans cette optique que se dresse notre travail, qui consiste à étudier et dimensionner un réseau d’assainissement du chef-lieu de la daïra d’Ain Bessem dans la willaya de Bouira où les infrastructures d’assainissement sont très peu développées voir même mal gérées.

En fonction du plan d’occupation du sol de la zone sus-citée, une étude de réseau d’assainissement a été projeté ; elle a fait appel à une démarche permettant d’entreprendre la conception et le dimensionnement du réseau avec tous les calculs hydrauliques nécessaires afin d’assurer un fonctionnement hydraulique sans défaillances à court et à long terme.

Dans le premier chapitre, une description générale (géographique, géologique, topographique et climatologie) du site de l’étude, suivie d’un aperçu démographique et hydraulique, a été donnée.

1 Introduction générale

Dans le deuxième chapitre, nous avons procédé à l’étude hydrologique et l’ajustement des pluies max journalières aux lois de Gumbel et de Galton en vue de l’obtention de l’intensité pluviale fréquentielle de courte durée (15mn) et de période de retour 10 ans.

Le troisième chapitre a été consacré au calcul de la population actuelle et à l’horizon d’étude (2049), au découpage du bassin de la région d’étude en sept (7) sous bassins et au choix du système d’évacuation approprié.

Dans le quatrième chapitre, nous avons fait une évaluation des débits d’évacuation des eaux de ruissellement et des eaux usées d’origines domestique, équipement et industrielle pour les sept sous bassins délimités de la région d’étude.

Le cinquième chapitre a été consacré au dimensionnement du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem en se basant sur les débits à évacuer et les pentes des ouvrages et en utilisant la formule de Bazin adaptée aux canalisations d’eaux pluviales ou unitaires, de détermination des paramètres hydrauliques et de vérification de l’auto-curage des canalisations.

Par la suite, une synthèse des éléments constitutifs du réseau d’égout a été faite dans le chapitre VI à savoir les ouvrages principaux (conduites et joints) et les ouvrages annexes, en vue d’un meilleur choix de ces dernières sur le réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem.

En dernier lieu, nous avons terminé par une conclusion générale.

Enfin, Les résultats découlant de cette étude peuvent servir de base pour la réhabilitation du réseau d’assainissement de chef-lieu d’Ain Bessem. Ils donnent également la possibilité aux décideurs et aux gestionnaires de l’eau d’engager des actions permettant d’assurer une évacuation correcte et rapide des eaux pluviales et des eaux usées domestiques et industrielles de manière à préserver l’environnement, la santé publique, les eaux souterraines et empêcher la submersion des zones urbanisées du chef- lieu d’Ain Bessem.

2

Chapitre I Présentation De La Région D’étude

Chapitre I Présentation de la région d’étude

CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA REGION D’ETUDE

I.1 Introduction Les projets d’assainissement nécessitent toujours une étude rigoureuse et détaillée de la zone où auront lieu les travaux, dans le but de connaître les caractéristiques physiques du site ainsi que les facteurs influençant la conception du projet,

Ils peuvent se répartir en quatre catégories :

 Les données naturelles du site.  Les données relatives à l’agglomération.  Les données relatives au développement futur de l’agglomération.  Les données propres à l’assainissement.

En effet, chaque site présente des spécificités touchant en particulier l’assainissement que ce soit :

 nature du site  Données relatives à l’agglomération  Données propres à l’assainissement

C’est pourquoi la connaissance de l’agglomération est un volet primordial pour le futur choix de la variante d’aménagement hydraulique.

I.2 Situation Géographique

La région d’Ain Bessem est situez à l’Ouest du chef-lieu de la wilaya Bouira, séparée par un distance d’environ 25 km, reliée par la RN N°8.

La région d’Ain Bessem a une superficie de 126 km2.

Elle est limitée par :

 Nord : DJEBAHIA  Nord-ouest : KHABOUZIA  Nord –est : AIN-EL –HADJAR  Ouest : AIN-LALOUI  Est : BIR –GHBALOU  Sud : SOUR-EL-GHOZLANE

3 Chapitre I Présentation de la région d’étude

 Sud-est : RAOURAOUA  Sud –oust : EL-HACHIMIA

La parcelle choi est limitée au nord par la route national numéro 18 qui mène vers la commune de Ain Bessem, au sud par le chemin de wilaya numéro 125.

Figure (I.1) : carte de situation géographique d’Ain Bessem, échelle (1/500000)

Figure (I.2) : Situation géographique de village Ain Bessem.

I.2.1 Relief

La ville est érigée sur une colline de faible hauteur, se trouvant dans une sorte de cuvette peu profonde, dressée au milieu d'un plateau. Elle est délimitée par les monts de Dirah

4 Chapitre I Présentation de la région d’étude

à l'Est, les monts de la Djurdjura à l'Ouest et les monts de Zbarbar au nord.

Ces montagnes boisées sont à l'origine d'un climat, souvent assez pluvieux. En général, la commune bénéficie d'un taux de pluviométrie peu conséquent avec souvent des années marquées par une neige légère, un temps venteux et humide en automne. La région de Sidi Yahia contient la plupart des sommets à forêts denses et impraticables couvrant presque 10 % de la superficie de la Daïra d'Aïn Bessem.

I.2.2 Nappe phréatique

Elle a été mise à contribution dès la création du périmètre des Arribs, refusant l’autorisation des forages (pour éviter le rabattement de la nappe) dans le périmètre. Il n’existe pas de nappes profondes dans le périmètre. La tranche utile de la nappe, dépassant rarement une dizaine de mètres, est hétérogène. La profondeur du toit de la nappe a tendance à être d’autant plus grande que l’altitude du terrain naturel est plus élevée. La nappe circule de l’Est vers le nord-ouest ou le nord, c’est-à-dire d’Ain-Bessem vers Bir-Gbalou. Au total, sur plus de 60 % de la superficie de la plaine des Arribs, le toit de la nappe se trouve à moins de 10 m de profondeur, qui correspond sensiblement à la limite économique des pompages (compte - tenu du rabattement de la nappe provoqué par le soutirage). L'alimentation de la nappe du périmètre se fait à partir de source : Ain Beida, les eaux de pluies.

Barrage Lakhel (1986) : 30 Hm3

Koudiat Asserdoun (2009) : 650 Hm3

Telsdit (2009) : 168 Hm3

Périmètre des Arribs : 2 200 ha.

Périmètre du Sahel : 7650 ha.

PMH : 3000 à 3 500 ha.

Ces aménagements de grande hydraulique s’intègrent dans le projet étatique d’augmentation et de sécurisation de la production agricole nationale. Ils sont gérés par l’Office National de l’Irrigation et du Drainage (ONID).

5 Chapitre I Présentation de la région d’étude

I.3 Situation Climatique

L’étude de la climatologie est très importante car la connaissance de la pluviométrie, les températures, le taux d’humidité de l’air, le vent des jours de sirocco (chili) et de gèle, nous permettent de bien dimensionner les collecteurs et les autres ouvrages.

Les données recueillies pour les projets proviennent de la station météorologique de l’ONM (office national de la météorologie) d’Ain Bessem.

I.3.1 Pluviométrie :

Tableau (I.1) : Répartition mensuelle des pluies pour l’année 2014 :

Mois J F M A M J J A S O N D Ann

Pluie 35.2 38.8 97 0.6 9.4 56.5 0.4 2.9 37.4 18.3 38 109.5 444

Source : ONM Ain Bessem (2014)

pluie 120

100

80

60

40

20

0 J F M A M J J A S O N D

Figure (I.3) : Graphique des pluies en (mm)

Commentaire : les précipitations de la région (en 2014) sont variables et connaissent leur maximum au mois de décembre (109,5mm).

6 Chapitre I Présentation de la région d’étude

I.3.2 Humidité relative :

Humidité moyenne relatives mensuelle de l’air dans l’année 2018

Tableau (I.2) : l’humidité moyenne mensuelle relative % de l’année 2018 Mois J F M A M J J A S O N D Moy

Humidité 74 69 79 63 62 35 43 45 57 55 66 80 61

Source : ONM Ain Bessem

Humidité 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 J F M A M J J A S O N D

Figure (I.4) : Graphique de l’humidité moyenne Commentaire : L’humidité de l’air étant conditionnée par la température de l’air elle varie inversement a celle-ci, elle reste néanmoins stable et varies entre 35 et 80%

I.3.3 Température moyenne de l’air :

Distribution mensuelles des températures de l’air dans l’année 2018 Tableau (I.3) : Températures mensuelles (C°)

Mois J F M A M J J A S O N D T.M

Tmin°C 0.9 -1.2 0.8 5.5 5.1 8 14.8 17 14 7.3 5.1 -0.4 6.4

Tmoy°C 10.7 10.4 11.2 16.9 19.3 23.5 27.5 28.5 25.2 20.3 15.3 8.8 18.2

Tmax°C 20.5 22 21.6 28.3 33.5 39 40.2 40 36.5 33.3 25.5 18 29.9

Source : ONM Ain Bessem (2018)

7 Chapitre I Présentation de la région d’étude

45

40

35

30

25 Tmin 20 Tmax

15 Tmoy

10

5

0 J F M A M J J A S O N D -5

Figure (I.5) : Graphique de la température moyenne mensuelle Commentaire : les températures de la région sont suivent la normale des saisons avec un minimum de -1,2°C au mois de février et un maximum de 40,2°C au mois de juillet.

I.3.4 Le vent

Le vent est un paramètre très important qui entre dans la projection des pluies qui déterminent les débits des eaux pluviales. Le tableau des valeurs moyennes mensuelles du vent montre une stabilité dans la vitesse de celui-ci (varie entre 3,1 et 4,8m/s) ce qui permet de négliger son effet sur le système d’irrigation.

Valeurs moyennes mensuelles de la vitesse du vent en 2018 :

Tableau (I.4) : les vitesses moyennes mensuelles du vent (m/s)

Mois J F M A M J J A S O N D Moy

V(m/s) 4.4 4.8 4.4 3.7 3.3 3.6 3.4 3.4 3.4 3.1 4.7 4.1 3.9

Source : ONM Ain Bessem. 2018

8 Chapitre I Présentation de la région d’étude

V (m/s) 6

5

4

3

2

1

0 Jan Fev Mars Av Mai Juin Juil Aout Sep Oct Nov Dec

Figure (I.6) : Graphique des vitesses moyennes mensuelles du vent (m/s) I.3.5 Le siroco :

Le siroco est un vent chaud qui vient du Sahara et qui peut endommager les cultures il est donc très important de le prendre en considération. La station météorologique d’Ain Bessem a enregistré sur l’année 2018, neuf (9) jours de siroco, quatre(4) en juin et cinq (5) en juillet.

I.4 Aperçu géologique

En 1976, lors de l’étude pour la réalisation du Barrage Lakhal, le bureau Bulgare, chargé de l’étude du projet après des forages et des puits dans plusieurs zones, a supposé une composition de strates en cuvettes concentriques,

Les formations du relief se situent dans les couches du Paléogène (ère tertiaire) et ont été apprêtées par l’érosion, ce qui fait que la plaine tout entière est constituée d'alluvions des Oueds.

Les plus anciens dépôts sont des sables et des argiles si on tient compte du point pédologique des types de sols existants dont les moins fertiles se situent dans la région de Raouaroua, des sols extrêmement lourds et compacts.

Les sols se trouvant dans la région de Sidi Khaled sont sableux, secs et très drainants. Ils sont peu aptes à transporter l'eau depuis les couches profondes par capillarité. En parallèle, les forages exécutés confirment que le sous-sol de la plaine des Arribs se caractérise par la

9 Chapitre I Présentation de la région d’étude présence de nombreuses carrières de calcaire de schiste et de gypse.

I.5 Situation topographique :

La topographie joue un rôle déterminant dans la conception du réseau, vu que l'évacuation doit s'effectuer en général gravitairement. La pente du terrain est faible, et se dirige de l’Ouest vers l’Est ; D’après le levé topographique de la zone d'étude, la côte du terrain varie entre 446.5 m et 551.5 m. I.6 Urbanisme

La ville d’Ain-Bessem, construite à partir de 1872, dispose de plusieurs critères d’aménagement de normes urbanisées. On trouve dans le centre-ville deux espaces verts de 24000 m2 chacun, séparés par une grande rue longue de 2,8 km, plusieurs magasins, des cafés et des restaurants.

Chaque ilot compte plusieurs maisons coloniales, généralement construites en briques et tuiles rouges (Altérac) dont les façades alignées délimitent les rues et les places de la ville. Plusieurs villas différentes sont érigées par des colons et portent leurs noms et diverses habitations à différents matériaux de construction datant de 70 à 120 ans sont recensées dans la ville. Par contre, plusieurs habitations ont été démolies et reconstruites. Les quartiers sont reliés les uns aux autres par des réseaux routiers. Tous les trottoirs sont en pierre taillée – de larges rues de 12 à 14 m longées d’arbres (mûriers, ormes, eucalyptus, et platanes). Les rues sont au nombre de 34 exactement dont chacune est indépendante de l’autre avec une longueur variable à chacune de 700 m à 2 800 m, configurées sur une zone de forme rectangulaire. Les édifices publics sont placés au centre-ville.

Actuellement, plusieurs nouvelles constructions palais de justice, salle omnisports, piscine olympique, hôtel de ville, commissariat de police, subdivision services agricoles et subdivision des services Hydrauliques et plus de 5 400 logements sociaux) se font au niveau des poches vides en raison de l’exigüité de la ZUN (zone d’urbanisme) qui se trouve déjà aux confins des terres agricoles, interdites à la construction par décret présidentiel. Ain Bessem est une région agricole disposant de plusieurs milliers d'hectares réservés à la céréaliculture : 9 800 ha, les maraîchages (Pomme de terre en culture dominante : 2 560 hectares irrigués à partir du barrage et des oueds). Toutes les terres agricoles sont confiés aux E.A.C (Exploitants Agricoles Collectif) constitué en groupe : Maximum : 12 et minimum : 04 où chaque dispose de 3 hectares à titre personnel à exploiter librement.

10 Chapitre I Présentation de la région d’étude

Ain-Bessem abrite de nombreux monuments datant de l'époque coloniale, le square, l'opéra (aménagé en mosquée), l'église catholique, le groupe scolaire, la mairie, le siège de la gendarmerie nationale, 250 villas des anciens Colons et de nombreuses et récentes bâtisses publiques telles que : le palais de justice, l’hôtel des finances, la direction des services agricoles, le siège de la Daira, deux commissariats de police, la sous-direction des forêts et plus de 4500 logements de 1974-2016.

Ain-Bessem est une commune située sur un espace foncier, plat appartenant à plus de 93 % des terres aux services des réserves foncières étatiques. Les privés ne disposent que de moins de 07 % de terres morcelées en raison des actions de partage sur héritage. En somme, la superficie totale des terres est agricole, soit plus 9 000 hectares sont réservés aux cultures céréalières, 2 350 hectares aux maraichages et 110 hectares aux arbres fruitiers. Elle dispose d’un patrimoine architectural datant de l’an 1872, une église et plusieurs édifices publics :

Salle des fêtes (1924)

Groupe scolaire (1908)

La Mairie (1932)

Marché public

La mosquée (1936)

Le square (1872)

Ancienne gare ferroviaire (1912) - Actuel de l'APC

École de garçons (1905)

Le centre-ville érigé avec alignement précis (1906)

Avant les années 1990, la ville comptait un patrimoine industriel représenté par plusieurs unités de production :

-EMACOB (Carrelage Granito de réputation Nationale)

Entreprise Intercommunale (E.I.T) Spécialisée construction du bâtiment : 2 800 logements réalisés avant 1998 date de sa fermeture

ONCV (Usine -Cave) Spécialisée dans la production du vin (Réputation mondiale)

11 Chapitre I Présentation de la région d’étude

-ECOTEC et ses 1100 logements réalisés

-ONAMA (Matériel agricole)

-ENACHYD (Moteur Hydraulique)

-SONIPEC (Cuir et habillement)

-SEMPAC (semoules)

-ONAB (Aliments de Bétails) En activités

-CAPCS (Matériel agricole)

-OFLA (Fruits et légumes)

-l’ENTRAWIBO (Bâtiments)

-ERTUR (Bâtiments et travaux Urbains)

-SONATIT (Forage et Hydraulique)

-CASSAP (Céréales)

-A.D.E (Algérienne des Eaux) En activités

-O.P.I.BO (Irrigation et Drainage)En activités

-Banques et assurance (CNMA, BADR, SAA et CAAT) En activités

-3 Agences (Postes et télécommunications) en activités

-Subdivisions techniques :

DIB (Subdivision des Ponts et chaussées)

S.U.C.H (Subdivision des travaux Publics et Urbanisme)

Subdivision Hydraulique.

12 Chapitre I Présentation de la région d’étude

I.7 Population L’estimation de la population est calculée en tenant compte le taux d’accroissement de ville d’Ain Bessem.

D’après les données de la D.P.A.T de la wilaya de Bouira la population de la ville est de 30 000 habitants en 2018.

I.8 Conclusion

Dans cette partie nous avons défini les données nécessaires concernant notre région du point de vue topographie, géologie et démographie. Ces données nous serviront pour entamer notre étude du projet.

13 Chapitre II Etude hydrologique

CHAPITRE II : ETUDE HYDROLOGIQUE I.1 Introduction

L’étude hydrologique est une partie très importante dans le calcul d’un réseau d’assainissement. Cette partie prend toute son ampleur lorsqu'il s’agit de déterminer la quantité des eaux pluviales d’un bassin donné. Il s’agit de déterminer l’intensité moyenne maximale des pluies.

II.2 Objectif de l’étude hydrologique

Les études hydrologiques relatives au dimensionnement des réseaux d’assainissement relèvent d’une importance primordiale. En effet le dimensionnement, la sécurité et la bonne exploitation des ouvrages sont étroitement liés aux paramètres hydrologiques, notamment les apports et les débits des eaux pluviales. On est contraint de passer par certaines étapes qui seront illustrées ultérieurement. A cette fin, on définit les notions et les termes suivants :

II.2.1 Période de retour

Une période de retour c’est le temps que met une averse d’une intensité donnée pour se manifester. Une pluie de période de retour de 10 ans est une pluie qui peut se manifester une fois tous les 10 ans au moins ; c’est une pluie qui a chaque année 10% de chance de se produire (90% de chance chaque année d’avoir une pluie inférieure). Pour les projets d’assainissement, on opte généralement pour une pluie décimale. Le choix d’une période de retour de 10 ans est issue d’un compromis entre les données techniques et économiques, d’un côté, et du fait que la durée de vie de la plu parts des ouvrages projetés en assainissement n’ont pas une durée de vie très importante d’autre coté. A cela s’ajoute le phénomène de l’extension et de réaménagement des agglomérations qui ne suit pas les schémas de développement préconisés au préalable. [01]

II.2.2 Notion de bassin versant

Le bassin versant représente, en principe, l'unité géographique sur laquelle se base l'analyse du cycle hydrologique et de ses effets. Plus précisément, le bassin versant qui peut être considéré comme un " système " est une surface élémentaire hydrologiquement close, c'est-à-dire qu'aucun écoulement n'y pénètre de l'extérieur et que tous les excédents de précipitations s'évaporent ou s'écoulent par une seule section à l'exutoire [01] .

14 Chapitre II Etude hydrologique

II.2.3 L’intensité moyenne maximale de précipitation

Lors de l’étude d’une averse, il convient de déterminer les intensités moyennes pour plusieurs valeurs échelonnées de l’intervalle de référence ∆t.

L’intensité moyenne se définie par le rapport de la hauteur d’eau tombée pendant une durée Δt, soit [02]:

ΔH i = (II.1) m Δt

Avec : im : Intensité moyenne en mm/h ;

∆h : Hauteur de pluie tombée pendant la durée ∆t.

II.3 Description du bassin versant

La zone étudiée (Chef-lieu d’Ain Bessem) est située dans le bassin versant de l’Oued Lakhel. Le bassin de drainage du chef-lieu d’Ain Bessem est caractérise par :

1/ Surface : La surface de ce bassin est déterminée par planimétrie sur une carte topographique à l’échelle (1: 100000) :

2/ Périmètre : Le périmètre est déterminé par curvimètre en parcourant les limites du bassin versant.

3/ Indice de compacité

L’indice de compacité Kc nous renseigne sur la forme du bassin versant, il est déterminé par la formule (II.2) :

푝 Kc = 0.28 (II.2) √s

4/ Rectangle équivalent

Le bassin versant est assimilé à un rectangle, il nous permet de comparer les bassins versants entre eux du point de vue influence de leur forme sur l’écoulement.

 La longueur du rectangle

s 1.12 퐿 = 푘푐 √ ⌈1 + √1 − ( ) ² ⌉ (II.3) 1.12 퐾퐶

15 Chapitre II Etude hydrologique

 La largeur du rectangle

푃 1= -L (II.4) 2

Les résultats de calcul sont dans le tableau (II.1).

Tableau (II.1) : Récapitulatif des résultats

Caractéristiques Indices Values Surface S 157.646 Ha Périmètre du bassin versant P 8.64 Km

Indice de compacité Kc 1.935 longueur du rectangle équivalent L 3.789Km largeur du rectangle équivalent L 3.32Km

II.4 Etude des précipitations

II.4.1 Analyse des données pluviométriques

Les données montrées dans le tableau (II.3) sont recueillies auprès de la station météorologique d’Ain Bessem relevant de l’office national de météorologie (O.N.M-Dar Beida). La dite station est localisé à 3Km du chef-lieu à la sortie Sud sur la route Ain Bassam – EL Hachimia. Les caractéristiques de cette station sont résumées dans le tableau (II.2).

Tableau (II.2) : Coordonnées de la station météorologique d’Ain Bessem

Coordonnées UTM Nombre Nom de la Période Altitude (m) d’années station d’observation Latitude Longitude observées

Ain Bassem 36°19’ 0°32’ E 748 1976-2015 39 Source : ONM, Ain Bessem, 2019 L’étude consiste à faire un ajustement pour la série de données des précipitations maximales journalières par une loi théorique afin de déterminer une intensité de pluie et de

16 Chapitre II Etude hydrologique période de retour T [02]. Le tableau (II.3) montre la série, des précipitations mensuelles et annuelles, mesurée au niveau de la station d’Ain Bessem. Pour notre étude nous avons appliqué le logiciel HYFRAN pour l’ajustement des pluies max journalières. L’ajustement des pluies max journalières à une loi de probabilité s’effectue selon les étapes suivantes :  Classer la série des précipitations par ordre croissant ;  La vérification de l’homogénéité de la série ;  Choisir la formule de probabilité empirique dans notre cas (Hazen) ;  Calculer des caractéristiques de la série ;  Choix des lois d'ajustement ;  Calculer le quantile et son intervalle de confiance ;  Ajuster graphiquement les lois choisies. Les caractéristiques de la série sont représentées dans le tableau (II-3). Tableau (II.3): Réparation mensuelle et annuelle des pluies mesurées à la station d’Ain Bessem

Année J F M A M J j A S O N D Ann pmaxj

1979 35.18 10.4 0 81 33.5 0 0 2.6 46.9 51.1 25.5 38.1 324.3 81 1980 51.5 31.2 48 91.2 45.2 9.2 0 6.1 4 6.1 63.9 13.8 370.2 91.2

1981 33.4 133.8 43.4 38.4 6.4 15.4 0 9.5 2.3 54.2 51.8 5 393.6 133.8

1982 64.07 22.3 45.6 60.6 32.1 0.3 0 1.5 69.9 51.9 46.2 12.4 406.87 69.9

1983 6.7 59.1 31.1 61.8 11.3 5.1 0 36.3 7.2 15.6 54.7 124.3 413.2 124.3

1984 143.7 68.1 38.2 38.4 47.8 11.7 1.5 2 13.5 19.5 5.5 64.1 454 143.7

1985 0 34.2 13.1 30.3 7.8 2.8 19.3 25.6 30 60.6 80.9 41 345.6 80.9

1986 53.6 55.9 26 42 20.4 13.8 0 0 0.2 3.9 13.4 24.4 253.6 55.9

1987 41 35.2 67.7 7 54.8 1.8 2.8 0 3.1 45.2 30.1 81 369.7 81 1988 51.4 30.7 140.5 15.1 4.8 9.7 0 0.6 35.1 19.8 38.8 57.6 404.1 140.5

1989 70.7 83.8 9.5 9.1 8.4 4 5.3 4.3 12.8 45.9 49.7 83.7 387.2 83.8

1990 15.8 22.7 43.7 45.5 23.5 10.5 0 0 6.6 29.7 42.9 24.2 265.1 42.9

1991 23.9 20.3 62.2 92.4 15.6 22.4 17.4 42.1 23.7 16.6 24 230.4 591 230.4

1992 38 0 38.4 58.5 52.1 0 6.8 0.9 29.2 19.2 0 14.9 319.2 58.5

1993 29.9 112.4 104.2 36.3 32.8 6.5 0 8.8 12 25.5 38.2 78.6 485.2 112.4

17 Chapitre II Etude hydrologique

1994 81.3 8.9 61.5 111.1 107 17.1 8.5 2.1 5.9 66 11.8 6.1 487.3 111.1

1995 15 23.6 15.6 25.3 38.4 7 3 11.2 14.4 40.3 81 32.3 307.1 81

1996 5.6 46 1.7 44.8 8.1 0.7 0.1 18.2 68.2 14.4 18.5 84 310.3 84 1997 170.2 39.3 101.9 18.9 3.5 17.6 0 36.2 91.3 61.8 32.1 36 608.8 170.2

1998 58.5 93.5 26.6 68.3 50.8 12.4 13.05 8.5 12.6 57.9 8.9 25 436.05 68.3

1999 33.9 14.2 10.5 56.7 22.1 19.6 3.5 24.5 20.1 13.1 23 40.4 281.6 56.7

2000 11.9 57.4 16.9 45.6 133.9 4.5 0 4 47.6 59.5 71.3 47.5 500.1 133.9

2001 42.3 28.2 90.9 0 33.7 4.1 0 10.9 45.8 43.6 83.1 41.3 423.9 90.9

2002 3.4 1.3 12.7 26.6 34 0.3 0 2 38.7 16.2 25.5 132.2 292.9 132.2

2003 148.3 25.3 5 49 8 2.5 0 2.1 33 81.8 34.8 53.4 443.2 148.3

2004 22.7 26.8 14.5 14.1 20.4 0.5 7.5 77.3 78.1 3.6 10.3 12 287.8 78.1

2005 205.1 88.2 7.7 105.4 16 13.6 10.2 40.9 21.1 10.5 136.3 185.8 840.8 205.1

2006 72.1 16.1 38.7 59 131.7 4 3.2 4.5 60.4 67.8 40.7 123.1 621.3 131.7

2007 26 57.7 25.3 21.6 10.5 10.5 11.6 3.8 48.5 23.4 35.3 84.7 358.9 84.7

2008 116 61.1 30.3 58.9 69.6 12.7 4.6 2.7 17.8 60.8 41.2 91.5 567.2 116

2009 6 54.3 178.6 101.2 24.1 18.2 0 7.5 34.2 0 29 56.5 509.6 178.6

2010 11.6 17.5 20.2 31.1 66.9 24.6 5.7 2.5 65.8 82.4 72.8 39.1 440.2 72.8

2011 97.1 23.9 74.9 90 20.8 2.5 1 13.9 78.5 36.9 53.8 60.1 553.4 97.1

2012 42 86 62.2 23.1 45.7 19.8 0 32.7 106.1 9.8 103 63.6 594 106.1

2013 37.7 116.4 60.9 116.2 100.7 25.9 0 10.5 6.1 63.3 91.9 30.3 659.9 116.4

2014 35.2 38.8 97 0.6 9.4 56.5 0.4 2.9 37.4 18.3 38 109.5 444 109.5

2015 67.1 102.2 35.5 02.0 17.8 15.8 0.00 0.8 38.8 49.5 34.5 0.00 364 102.2

2016 33.1 51.4 112.1 33.3 68.7 3.4 0.3 0.00 23.0 9.7 28.0 49.9 412.9 112.1

2017 180.2 21.3 24.4 41.2 1.4 28.1 2.6 18.0 23.7 13.4 83.3 74.5 512.1 180.2

2018 22.9 32.6 99.4 131.9 59.6 40.0 00.0 22.0 51.0 74.3 84.1 65.0 682.5 131.9

II.4.2 Choix de la loi d’ajustement Comme il existe plusieurs méthodes d’ajustement des séries pluviométrique, l'efficacité d’une méthode d'estimation dépend de la loi de probabilité, de la taille de l'échantillon et de certaines caractéristiques de l'échantillon. Le choix d'une méthode est donc un exercice difficile à

18 Chapitre II Etude hydrologique effectuer. Dans cette étude on a utilisé deux lois les plus couramment utilisées pour l’ajustement des précipitations : 1) La loi de GUMBEL ; 2) La loi de GALTON (Log-Normal2).

II.4.2.1 Vérification de l'homogénéité de la série La vérification de l’homogénéité de la série est indispensable avant de passer à l’ajustement. Un échantillon est dit homogène si les données dans les sous échantillons sont égales pour une période de retour donnée. D’après le test d’homogénéité de Wilcoxon intégré au logiciel HYFRAN, la série des pluies max journalières est homogène. II.4.2.2 Ajustement de la série pluviométrique à la loi de GUMBEL L’ajustement des pluies maximales journalières à la loi de Gumbel a été fait à l’aide du logiciel HYFRAN (Figure II.1). L’ajustement a été vérifié par la comparaison des valeurs estimées (courbe théorique) aux valeurs observées (pluies max journalières) et par l’emploi du test Khi2. Les données expérimentales sont très proches de ceux théoriques et la courbe expérimentale coïncide avec la celle théorique, d’une part. D’autre part, l’application du test d’ajustement Khi2 intégré au logiciel HYFRAN a donné des résultats satisfaisants (Kh2c=6.4 <

Khi25, 95%=11.07). Par conséquent, les pluies max journalières s’ajustent bien à la loi de Gumbel.

La droite de Gumbel, permettant de calculer les quantiles XT pour différente périodes de retour est donnée par l’expression : 1 1 X = u − αLn [−Ln (1 − )] = 91.4924 − 33.2521Ln [−Ln (1 − )] T T T

Le tableau (II.4) résume les quantiles XT, les écart-types et les intervalles de confiance pour différentes périodes de retour.

19 Chapitre II Etude hydrologique

Figure (II.1) : Ajustement des pluies max journalières à la loi de Gumbel

Tableau (II.4): Ajustement des pluies max journalières à la loi de Gumbel (quantiles XT, écart- types et intervalles de confiance pour différentes périodes de retour T q XT Ecart-type Intervalle de confiance (95%) 10000.0 0.9999 398 40.5 318 2000.0 0.9995 344 33.9 278_411 1000.0 0.9990 321 31.0 260_382 200.0 0.9950 268 24.4 220_315 100.0 0.9900 245 21.6 202_287 50.0 0.9800 221 18.7 185_258 20.0 0.9500 190 15.0 161_220 10.0 0.9000 166 12.3 142_190 5.0 0.8000 141 9.52 123_160 3.0 0.6667 122 7.57 107_136 2.0 0.5000 104 6.15 91.6_116 1.4286 0.3000 85.3 5.33 74.9_98.8 1.2500 0.2000 75.7 5.27 65.3_86.0

20 Chapitre II Etude hydrologique

1.1111 0.1000 63.8 5.57 52.8_74.7 1.0526 0.0500 55.0 6.02 43.2_66.8 1.0204 0.0200 46.1 6.63 33.1_59.1 1.0101 0.0100 40.7 7.07 26.8_54.6 1.0050 0.0050 36.0 7.48 21.4_50.7 1.0010 0.0010 27.2 8.30 10.9_43.5 1.0005 0.0005 24.0 8.62 7.15_40.9 1.0001 0.0001 17.7 9.26 -0.507_35.8

T : Période de retour, Xt : Précipitation maximale journalière, q=F(x) : Probabilité au non dépassement II.4.2.3 Ajustement de la série pluviométrique à la loi de GALTON (log-normal) L’ajustement des pluies maximales journalières à la loi de Galton a été fait, aussi, à l’aide du logiciel HYFRAN (Figure II.2). L’ajustement a été vérifié par la comparaison des valeurs estimées (courbe théorique) aux valeurs observées (pluies max journalières) et par l’emploi du test Khi2. Les données expérimentales sont très proches de ceux théoriques et la courbe expérimentale coïncide avec la celle théorique, d’une part. D’autre part, l’application du test d’ajustement Khi2 intégré au logiciel HYFRAN a donné des résultats satisfaisants (Kh2c=6.4 < Khi25, 95%=11.07). Par conséquent, les pluies max journalières s’ajustent bien à la loi de Galton.

La droite de Galton, permettant de calculer les quantiles XT pour différente périodes de retour est donnée par l’expression :

̅ 1 1 1 XT = Exp (X + σU1− ) = Exp (4.64 + 0.374U1− ) Avec U1− = 1.28 pour T = 10 T T T

Le tableau (II.5) résume les quantiles XT, les écart-types et les intervalles de confiance pour différentes périodes de retour.

21 Chapitre II Etude hydrologique

Figure (II.2): Ajustement des pluies max journalières à la loi de Galton

Tableau (II.5): Ajustement des pluies max journalières à la loi de Galton (quantiles XT, écart- types et intervalles de confiance pour différentes périodes de retour T q XT Ecart-type Intervalle de confiance (95%) 10000.0 0.9999 416 70.1 279_554 2000.0 0.9995 355 53.7 249_460 1000.0 0.9990 329 47.3 236_422 200.0 0.9950 271 33.7 205_337 100.0 0.9900 247 28.4 192_303 50.0 0.9800 223 23.5 177_269 20.0 0.9500 192 17.5 157_226 10.0 0.9000 167 13.4 141_194 5.0 0.8000 142 9.80 123_161 3.0 0.6667 122 7.53 107_136 2.0 0.5000 104 6.12 91.5_116 1.4286 0.3000 85.1 5.38 74.5_95.6

22 Chapitre II Etude hydrologique

1.2500 0.2000 75.5 5.22 65.3_85.8 1.1111 0.1000 64.1 5.15 54.0_74.2 1.0526 0.0500 55.9 5.11 45.9_65.9 1.0204 0.0200 48.0 5.05 38.1_57.9 1.0101 0.0100 43.3 4.98 33.6_53.1 1.0050 0.0050 39.5 4.90 29.9_49.1 1.0010 0.0010 32.6 4.68 23.4_41.7 1.0005 0.0005 30.2 4.58 21.2_39.2 1.0001 0.0001 25.7 4.33 17.2_34.2

Les résultats obtenus montrent que les pluies max journalières s’ajustent bien à la loi de Gumbel et à la loi de Galton (Log-Normale). Les pluies max journalières de période de retour T=10 ans obtenues par les droites théoriques de Gumbel et de Galton sont 166 et 167mm respectivement soit une différence 1mm et un taux d’erreur de 0.6%. Pour une période de retour T=100ans, les pluies max journalières sont de l’ordre de 245 et 247mm respectivement, soit une différence de 2mm et un taux d’erreur de 0.8%. Dans notre étude, la pluie max journalière de période de retour T=10 obtenue par la droite de Galton (167mm) a été employée pour le calcul de l’intensité pluviale de courte durée. II.4.3.4 Calcul de l’intensité pluviale fréquentielle de courte durée (15mn) et de période de retour 10 ans D’après la Méthode de Body, l’intensité de pluie de durée t et de période de retour T (c.à.d probabilité p%) est donnée par la relation suivante(II.5) [2]. Pour les réseaux d’assainissement le temps de concentration est 15 minutes, généralement.

푡푐 푏 푃푚푎푥푗푃%( ) 퐼 = 24 . 166.67 (II.5) 푡푐,푃% 푇푐

Avec : Pmaxj,p% : pluies max journalières fréquentielles, pour une période de retour T (mm); La fréquence au non dépassement : F =1-1/T= 90% pour la période de retour T=10 ans. tc : Temps de concentration en heures (tc=0.25h);

Tc : Temps de concentration en minutes (Tc=15min) ;

23 Chapitre II Etude hydrologique

166.67 : facteur de conversion d’unités (mm/minutes) en l/s.ha ; m : Exposant climatique de BODY tabulé en fonction du bassin hydrographique et de la pluie moyenne annuelle (voir l’étude de Body de L’ANRH d’Algérie). Si on dispose l’exposant climatique de Body m (dans notre cas m=2.6), le coefficient b peut être approché par la relation suivante :

1 푏 = II.6 푚

Donc : b= 1/m =1/2,6=0,385.

Pour l’estimation de l’intensité moyenne des précipitations, nous n’admettons qu’une averse ayant une chance sur 10 de se produire chaque année durant 15 mn, peut-être la valeur optimale. Nous aurons donc :

tc b 0.25 0.385 PmaxjP% ( ) 167 ( ) I = 24 . 166.67 => I = 24 × 166.67 ≈ 320 l/s/ha tc,P% Tc 15,90% 15

II.5 Conclusion En conclusion, on peut dire que ce chapitre a fait l’objet d’ajustement des pluies max journalières aux lois de Gumbel et de Galton en vue de l’obtention de l’intensité pluviale fréquentielle de courte durée (15mn) et de période de retour 10 ans. Les résultats obtenus montrent que les pluies max journalières s’ajustent bien à la loi de Gumbel et à la loi de Galton (Log-Normale). Les pluies max journalières de période de retour T=10 ans obtenues par les droites théoriques de Gumbel et de Galton sont 166 et 167mm respectivement soit une différence 1mm et un taux d’erreur de 0.6%. Dans notre étude, la pluie max journalière de période de retour T=10 obtenue par la droite de Galton (167mm) a été retenue et employée pour le calcul de l’intensité pluviale de courte durée en utilisant la méthode de Body. On s’aperçoit que l’intensité moyenne des précipitations (de courte durée et de période de retour T=10) nécessaire pour une évaluation optimale des débits des eaux pluviales et un bon dimensionnement de notre réseau est de l’ordre de 320 l/s/ha.

24 Chapitre III Calcul de base

CHAPITRE III : CALCUL DE BASE

III.1 Introduction L’établissement des réseaux d’assainissement d’une agglomération doit répondre à deux objectifs principaux :  L’évacuation correcte des eaux pluviales permettant de :  Empêcher la submersion des zones urbanisées ;  Eviter la stagnation de ces eaux particulièrement dans les points bas de l’agglomération.  La collecte et l’évacuation des eaux usées de toutes natures (eaux vannes, eaux ménagères, eaux industrielles) en assurant leur transport, le plus rapidement possible, jusqu’au lieu de leur traitement (station d’épuration). Quel que soit la nature, un réseau d’assainissement projeté au niveau d’une zone rurale ou urbaine doit répondre à deux catégories de précipitation, à savoir:  Assurer le transit vers l’épuration des eaux et, le cas échant, des eaux résiduaires industrielles ;  Assurer l’évacuation des eaux pluviales, de manière à empêcher la submersion des zones urbanisées et éviter toute stagnation dans les points bas après les averses. Dans ce contexte, le dimensionnement d’un réseau d’assainissement au niveau des zones rurales et urbaines est indispensable. On examine dans ce chapitre la situation démographique de la région d’étude (chef-lieu d’Ain Bessam), la délimitation des sous bassins de drainage, le choix du mode ou du système d’évacuation, le choix du type ou du schéma du réseau et la détermination des surfaces, des coefficients de ruissellement et du nombre d’habitants correspondants à chaque surface élémentaire. III.2 Situation démographique La population est estimée selon le recensement de 2019 à 30000 habitants avec un taux d’accroissement de 2.5 %. L’ingénieur concepteur doit donc prévoir dès le stade de la conception quelle sera la population à desservir durant la vie de la structure projetée. Selon les besoins des prévisions, il existe deux types d’estimations des populations: L’estimation à court terme de 5ans à 10 ans et l’estimation à long terme de 10 ans à 50 ans. Pour notre cas on a une estimation à long terme. Pour cela on se réfère à la formule de la croissance

25 Chapitre III Calcul de base géométrique à l’aide de l’équation de l’intérêt composé. Si on connaît le taux de la croissance annuelle de la population, on a alors : 푛 푃푛 = 푃0(1 + 휏) (III.1)

Avec : Pn : Nombre d’habitants à l’horizon futur 2049 ;

P0 : Nombre d’habitants à l’horizon actuel 2019 ; T : Taux d’accroissement constaté dans cette agglomération, d’après DPAT (T=2.5%) ; n : L’écart d’années entre les deux horizons (2019-2049); d’où n=30 ans.

30 Donc : P2049=P2019 (1+ (2.5/100)) =62927 habitants. L’évolution du nombre d’habitants de l’agglomération du chef-lieu d’Ain Bessem pour les horizons 2019, 2035 et 2049 est donnée dans le tableau (III.1) et est montrée dans la figure (III.1). Tableau (III.1): Estimation de l’évolution de la population Horizons 2019 2035 2049 Taux d'accroissement % 2.5 2.5 2.5 Population (hab) 30000 44535 62927

À l’horizon 2049, le nombre d’habitants concerné par le projet est de 62927 habitants.

Population (hab)

62927 70000 60000 44535 50000 30000 40000 30000 20000 10000 0 2019 2035 2049

Figure (III.1) : Diagramme dévolution de la population.

26 Chapitre III Calcul de base

III.3 Dimensionnement du réseau d’assainissement Le dimensionnement de réseau se fait généralement par modélisation informatique. Le calcul à la main est fastidieux et engendre des fois des erreurs d’inattention. Après dimensionnement, les conduites du réseau doivent être susceptibles d’évacuer le débit de pointe tout en assurant une vitesse d’écoulement acceptable. Afin d’estimer les débits des différents tançons (calibrage du réseau), nous avons partagé notre bassin d’étude en plusieurs sous bassins élémentaires (figure II.2). Le calcul des débits d’eaux pluviales a été fait par le biais du tableur Excel (chapitre IV). La détermination des débits pluviaux transitant dans les divers tronçons du réseau a été faite en se basant sur la méthode rationnelle. L’intensité des précipitations employée est celle déterminée dans le chapitre II, soit 320 l/s/ha. III.3.1 Découpage de l’aire d’étude en sous bassins élémentaires En général, le bassin versant est un secteur géographique qui est limité par les lignes de crête ou par les lignes de partage des eaux. Toutes les eaux qui ruissellent en surface sont recueillies par une seule ligne d’écoulement. Donc, le découpage du site en sous bassins élémentaires doit être fait selon :  La nature des sols ;  La densité des habitations ;  Les courbes de niveaux ;  Les routes et voiries existantes ;  Les pentes et les contre pentes ;  Les limites naturelles (oueds…..). La figure (III.2) montre le découpage de l’aire du chef-lieu d’Ain Bessem en sept (7) sous bassins élémentaires.

27 Chapitre III Calcul de base

Figure (III.2): Découpage de l’aire d’étude en sept sous bassins élémentaires. III.4 Systèmes d’assainissement L’évacuation des eaux usées domestiques, industrielles et pluviales peut se faire au moyen de deux systèmes principaux :  Le système unitaire ;  Le système séparatif. On peut également considérer :  Le système pseudo-séparatif ;  Le système individuel ; III.4.1 Système unitaire Ce système prévoit l’évacuation en commun dans une même conduite des eaux d’égouts ménagères et industrielles et les eaux de pluie (figure III.3). En principe, toutes les eaux arrivent à la station d'épuration qui reçoit alors un effluent de quantité et de qualité très variables. Pour éviter cela, des ouvrages de déviation sont répartis sur le réseau pour permettre à la station de ne

28 Chapitre III Calcul de base pas recevoir un débit supérieur à sa capacité. Ce système est intéressant par sa simplicité puisqu’ il suffit d’une canalisation unique dans chaque voie publique et d’un seul branchement pour chaque immeuble. Dans le cas où la population est relativement dense et si le terrain accuse des dénivellations assez marquées pour qu’une évacuation gravitaire soit possible, le système unitaire est recommandé.

Figure (III.3) : Schéma du système unitaire

Le tableau (III.2) résume le domaine d’utilisation, les avantages et les inconvénients du système unitaire. Tableau (III.2): Domaine d'utilisation, avantages et inconvénients du système unitaire Domaine d'utilisation Contraintes Avantages Inconvénients privilégié d'exploitation - Milieu récepteur - Conception simple: -Débit à la station -Entretien régulier éloigné des points de un seul collecteur, d’épuration très des déversoirs collecte ; un seul branchement variable ; d'orage et des - Topographie à faible par immeuble ; - Lors d'un orage, les bassins de relief ; - Encombrement eaux usées sont diluées stockage; - Imperméabilisation réduit du sous-sol ; par les eaux pluviales ; - Difficulté importante et - A priori - Apport de sable d'évaluation des topographie accentuée économique important à la station rejets directs vers de la commune ; (dimensionnement d'épuration ; le milieu récepteur. - Débit d'étiage du moyen imposé par - Acheminement d'un

29 Chapitre III Calcul de base cours d'eau récepteur les seules eaux flot de pollution assez important. pluviales) ; important lors des - Aspect traditionnel, premières pluies après dans l'évolution une période sèche ; historique des cités - Rejet direct vers le - Pas de risque milieu récepteur du mélange " eaux usées - d'inversion de eaux pluviales " au branchement. droit des déversoirs d'orage.

III.4.2 Système séparatif

Ce système prévoit l’évacuation des eaux d’égout ménagères et industrielles dans une seule conduite, les eaux pluviales dans une autre conduite (figure III.4). Ces deux canalisations ont fréquemment des tracés différents à l’exception de certains tronçons : A : Réseau pluvial : Le réseau sera prévu pour évacuer les pointes de ruissellement. Il faut des lignes de plus grandes pentes pour déverser les eaux dans le cours d’eau le plus proche. B. Réseau d’eau usée : Ce réseau de conduites est conçu pour le transit des eaux usées jusqu’à la station d’épuration éloignée de la ville. Le cheminement de son tracé nécessite une faible pente.

30 Chapitre III Calcul de base

Figure (III.4) : schéma de système séparatif

Tableau (III.3) : Domaine d'utilisation, avantages et inconvénients du système séparatif

Domaine d'utilisation Contraintes Avantages Inconvénients privilégié d'exploitation - Petites et moyennes - Diminution du -Surveillance accrue - Surveillance accrue agglomérations ; diamètre moyen du des branchements des branchements ; - Extension des villes ; réseau de collecte - Coût d'investissement - Entretien d'un - Faible débit d'étiage des eaux usées ; élevé ; linéaire important de du cours d'eau - Exploitation plus - Risque important collecteurs (eaux récepteur. facile de la station d'erreur de usées et pluviales) ; d'épuration ; branchement. - Entretien des - Meilleure ouvrages particuliers préservation de (syphons, chasses l'environnement des d'eau, avaloirs) ; flux polluants - Entretien des postes domestiques ; de relèvement et des - Certains coûts chambres à sables ;

31 Chapitre III Calcul de base

d'exploitation sont - Détection et limités (relevage localisation des des effluents anomalies (inversion notamment). de branchement, arrivée d'eaux parasites, passage caméra).

III.4.3 Système pseudo-séparatif Le système pseudo séparatif est un système dans lequel on divise les apports d’eaux pluviales en deux parties (figure III.5) : L’une provenant uniquement des surfaces de voirie qui s’écoule par des ouvrages particuliers des services de la voirie municipale : caniveaux aqueducs, fossés avec évacuation directe dans la nature. L’autre provenant des toitures et cours intérieures qui sont raccordées au réseau d’assainissement à l’aide des mêmes branchements que ceux des eaux usées domestiques. On recoupe ainsi les évacuations des eaux d’un même immeuble. Dans certaines agglomérations on peut rencontrer un système mixte. Dans ce type de système, une zone peut être assainie en partie par le système unitaire, et l’autre partie par le système séparatif. Il est couramment appliqué dans les villes disposant d’un ancien réseau de type unitaire et dont l’extension ne pourrait être supportée, par le réseau ancien, qu’en assurant le stockage d’une partie des eaux d’extensions. Le tableau (III.4) résume les avantages et inconvénients du système pseudo-séparatif.

32 Chapitre III Calcul de base

Figure (III.5) : Schéma de système pseudo-séparatif

Tableau (III.4): Avantages et inconvénients du système Pseudo-Séparatif

Avantages Inconvénients - Système simplifié de raccordement des - Installation assez complexe ; immeubles ; - Déversoir à ciel ouvert ; - STEP non surdimensionnée ; - Réutilisation des eaux rejetées non contrôlées. - Coût économique.

III.4.4 Système individuel

Ce système restitue les eaux usées dans le milieu naturel à l’endroit même de leurs productions, le milieu naturel étant alors chargé de l’épuration (figure III.6). Il doit au minimum être constitué d’un dispositif de prétraitement et d’un dispositif d’épuration et d’évacuation. L’assainissement individuel est utilisé dans les zones urbaines à faible densité. Le tableau (III.4) résume les avantages et inconvénients du système individuel.

33 Chapitre III Calcul de base

Figure (III.6) : Schématisation d'un système individuel

Tableau (III.5) : Avantages et inconvénients du système individuel Avantages Inconvénients - Possibilité d’assainissement de zones de - Risques de pollution des eaux souterraines. faible densité ; - Investissement réduit.

III.5 Choix entre les systèmes d’assainissement Il y a trois systèmes d’évacuation susceptibles d’être mis en service: le système unitaire, le système séparatif et le système pseudo séparatif. Il faut toujours choisir le système en fonction des conditions locales, du système existant auquel un raccordement est possible, de la topographie (une pente faible est favorable au système séparatif) du terrain et la répartition géographique des habitants à desservir, des conditions économiques (cout d’investissement et d’entretien) et des conditions d’environnement (nature du rejet et du milieu récepteur). Pour notre étude nous avons opté pour le choix du système unitaire étant donné que le réseau aval (ou le collecteur principal drainant les sous bassins limitrophes du chef-lieu d’Ain Bessem) sur lequel sera branché le réseau de l’opération est lui-même unitaire, sans perspective

34 Chapitre III Calcul de base d’évolution à court ou moyen terme et est déjà raccordé à une station d’épuration. Ce choix est motivé par l’existence de déversoir d’orage à l’entrée de la station d’épuration pour écrêter les débits de pointe de ruissellement (rejets). III.6 Différents schémas d’évacuation Le mode d’écoulement en assainissement est généralement gravitaire, donc dépendant du relief et de la topographie du terrain naturel. En fonction du système d’assainissement et de la topographie, on peut distinguer les différents schémas d’évacuations suivants : III.6.1 Schéma Perpendiculaire L’écoulement se fait directement dans le cours d’eau le plus proche. Il est adopté pour l’évacuation des eaux pluviales des réseaux séparatifs, et des eaux pluviales et des eaux usées des réseaux unitaires s’il n’y a pas de traitement qui est prévue. Suivant la disposition des collecteurs par apport au cours on distingue : le schéma perpendiculaire simple et le schéma perpendiculaire étagé (figure III.7).

(a) (b)

Figure (III.7): Schéma perpendiculaire (a) simple et (b) étagé

III.6.2 Schéma par déplacement latéral Dans le cas où une épuration (traitement des eaux usées) est nécessaire, on a tout intérêt à transporter les eaux vers une station unique. Ceci peut être obtenu soit par un tracé oblique, soit par un collecteur latéral (figure III.8).

35 Chapitre III Calcul de base

(a) (b)

Figure (III.8):Schéma par déplacement latéral (a) collecteur latéral, (b) tracé oblique (transversal)

III.6.3 Schéma de collecteur par zone étagée Lorsqu'on veut éviter de rendre notre réseau trop charger, et lorsque notre agglomération est étendue et la pente est assez faible, il est nécessaire d’effectuer l’assainissement à plusieurs niveaux (figure III.9).

Figure (III.9): Schéma de collecteur par zone étagée

III.6.4 Schéma radial C’est un schéma adopté pour les terrains plats où les eaux sont collectées en un point bas pour ensuite être relevées vers un cours d’eau récepteur, Une station d’épuration ou un collecteur fonctionnant à surface libre (figure III.10).

36 Chapitre III Calcul de base

Figure (III.10) : Schéma radial

III.7 Choix du type et du schéma du réseau d’évacuation Les collecteurs principaux et secondaires assurant l’évacuation rapide des effluents urbains se situent naturellement sous les voies publiques. Ils suivent donc l’ensemble des rues qu’ils desservent, c’est pourquoi les réseaux d’assainissement appartiennent le plus généralement au type dit « ramifié ». En variante du schéma de réseau, on peut concevoir un réseau d’assainissement du type « maillé » semblable à celui que l’on adopte pour les réseaux d’eau potable. En effet, ce réseau maillé permet, dans certaines zones urbaines, d’obtenir de meilleures conditions d’écoulement, d’auto-curage et de stockage aux époques de fortes pluies [4].

Le choix du schéma du réseau d’évacuation à adopter dépend de divers paramètres :  Les conditions techniques et locales du lieu, du système existant, de la topographie du terrain et de la répartition géographique des habitants à desservir ;  Les conditions économiques ; le coût et les frais d’investissement et d’entretien ;  Les conditions d’environnement : nature de rejet et le milieu récepteur ;  L’implantation des canalisations dans le domaine public.

Pour notre agglomération, le réseau d’assainissement choisi appartient au type dit «ramifié». Les collecteurs principaux et secondaires se situent sous les voies publiques. Ils suivent donc l’ensemble des rues qu’ils desservent. Le schéma d’évacuation adopté est le schéma par déplacement latéral obtenu par un tracé oblique. Ceci permet l’évacuation et le transit des eaux pluviales et des eaux usées domestiques et industrielles jusqu’à la station d’épuration

37 Chapitre III Calcul de base existante, éloignée un peu de la ville d’Ain Bessem. Il permet également de ne pas charger les collecteurs et de ne pas avoir des diamètres importants au centre de l’agglomération (figure III.11).

Figure (III.11) : Type et schéma du réseau d’évacuation

III.8 Principes du tracé des collecteurs Lors du tracé des collecteurs, certaines précautions sont à prendre en considération à savoir :  Les collecteurs doivent être placés dans les rues prévues par le plan d’urbanisation ;  Les contre inclinaisons sont à éviter, si possible ;  Les collecteurs principaux et secondaires doivent être placés dans les rues larges avec aussi peu de virages que possible. C’est pourquoi les rues à circulation peu intense et situées dans le fond de la vallée sont à préférer ; ●La profondeur à laquelle sont placés les canaux d’eaux usées et pluviales dépend des profondeurs des caves des maisons avoisinantes. Si les caves sont anormalement profondes, les

38 Chapitre III Calcul de base maisons doivent être reliées à l’aide de pompage aux collecteurs. En général, les épaisseurs de terre au-dessus des canaux ne devaient pas dépasser 2m à 2.5m.

III.9 Evaluation de coefficient de ruissellement Cr Le coefficient de ruissellement est le rapport entre lame d’eau ruisselée Lr en mm (ou le plus grand débit de ruissellement Q en l/s/ha) et la lame d’eau précipitée (ou la plus forte précipitation P l/s.ha).

퐿푟 푄 퐶푟 = = (III.2) 퐿푝 푃 Le coefficient de ruissellement varie entre 0.05 et 1 et dépend de l’inclinaison du terrain, de la nature du sol, de l’humidité de l’air, du couvert végétal et de la teneur en eau du sol. Il peut dépendre également de la température, la vitesse et la direction du vent, l’orientation de la pluie, la durée des pluies et la densité de la population.

Donc pour s’approcher du vrai coefficient de ruissellement dans la pratique, il faut prendre tous ces facteurs en considération car une mauvaise estimation de ce dernier conduit à un sur où sous dimensionnement des eaux pluviales.

III.10 Coefficient de ruissellement pondéré Cp

Ne perdons pas de vue que l’influence de Cr sur les débits est la plus grande, plus importante que les autres paramètres. Si on a appréhendé correctement l’aire S, il n’est pas de même du coefficient Cr. Les coefficients Cr peuvent faire les débits du simple au double surtout pour des espaces libres constitués de sols plus ou moins perméables ou plus ou moins pentus.

Dans de tels cas, on calcule un coefficient Crp pondéré en découpant le bassin en zones plus ou moins homogènes.

∑ 푆푖퐶푟푖 퐶푟 = (III.3) 푝 푆 Avec : Si : Surface du sous bassin i (ha) ; S : Surface totale (ha) ;

Cri : Coefficient de ruissellement partiel ;

Crp : Coefficient de ruissellement pondéré.

Les tableaux (III.6) et (III.7) résument les coefficients de ruissellement en fonction de la surface drainée et en fonction de la densité de la population.

39 Chapitre III Calcul de base

Tableau (III.6) : Coefficients de ruissellement en fonction de surface drainée Surface Coefficient de ruissellement - Chaussée en béton asphaltée 0.7 – 0.95 - Chaussée en brique 0.70 – 0.85 - Toiture 0.75 – 0.95 -Terrain gazonné, sol sablonneux - Plat (pente < à 2 %). 0.05 – 0.10 - Pente moyenne de 2 à 7 %. 0.10 – 0.15 - Pente abrupte 0.15 – 0.20 - Terrain gazonné, sol sablonneux - Plat (pente < à 2 %). 0.13 – 0.17 - Pente moyenne de 2 à 7 %. 0.18 – 0.22 - Pente abrupte 0.25 – 0.35 - Entrée de garage en gravier 0.15 – 0.30

Tableau (III.7) : Coefficient de ruissellement en fonction de la densité de la population.

Catégorie d’urbanisation Coefficient de ruissellement - Habitations très denses 0.9 - Habitations denses 0.60 – 0.70 - Habitations moins denses 0.40 – 0.50 - Quartiers résidentiels 0.20 – 0.30 - Square – garde – prairie 0.05 – 0.20

Pour le cas de notre projet, les coefficients de ruissellement sont estimés en fonction des surfaces drainées en tenant compte des densités des habitants et des données de la direction d’urbanisme.

III.11 Détermination du nombre d’habitant pour chaque sous bassin Après avoir estimé les coefficients de ruissellement de chaque sous bassin, on détermine le nombre d’habitants y correspondant. Pour cela il faut calculer la densité partielle et par la suite le nombre d’habitants. On a la formule suivante :

40 Chapitre III Calcul de base

퐶푟푖×푃푇 퐷푖 = (III.4) 퐶푟푝×푆 Avec : Di : Densité partielle de chaque sous bassin (hab / ha) ;

Crp : Coefficient de ruissellement total pondéré ; S: Surface total (ha) S= 157.635 ha;

PT : Nombre total d’habitants à l’horizon 2049 = 62927 hab.

On procède par la suite au calcul du nombre d’habitants correspondant à chaque sous bassin par la relation ci-dessous :

푃푖 = 퐷푖 × 푆푖 (III.5)

Les résultats de calcul du nombre d’habitants à l’horizon 2049 sont dans le tableau (III.8) Tableau (III.8): Détermination du nombre d’habitants à l’horizon 2049 Surface Si Di Nbred’habitant Sous bassin Cri Cri*Si (ha) (hab/ha) (hab)

1 29.34 0.60 17.60 494.74 14515.55 2 29.75 0.50 14.87 412.28 12263.26 3 18.66 0.65 12.13 535.96 9998.40 4 38.12 0.50 19.06 412.28 15714.45 5 9.46 0.35 3.31 288.60 2729.83 6 28.81 0.30 8.64 247.37 7126.67 7 3.51 0.20 0.70 164.91 578.84 Somme 157.64 / 76.32 / 62927.00

∑ 푆 퐶푟 76.32 Avec ; 퐶푟 = 푖 푖 = = 0.484 푝 푆 157.635

41 Chapitre III Calcul de base

III.12 Conclusion

En conclusion, on peut dire que la population actuelle du chef-lieu d’Ain Bessam est de l’ordre de 30000 habitants et évolue avec un taux d’accroissement de 2.5% annuellement. La population à desservir à long terme à l’horizon 2049, estimée par la formule de croissance géométrique est de l’ordre de 62927 habitants. Le découpage du site a été fait en sept (7) sous bassins élémentaires selon la densité des habitations, les courbes de niveaux, les routes et voiries existantes, les pentes et les contre pentes et les limites naturelles. Le système d’évacuation choisie est le système unitaire, étant donné que le réseau aval (ou le collecteur principal drainant les sous bassins limitrophes du chef-lieu d’Ain Bessem) sur lequel sera branché le réseau de l’opération est lui-même unitaire, sans perspective d’évolution à court ou moyen terme et est déjà raccordé à une station d’épuration. Ce choix est motivé par l’existence de déversoir d’orage à l’entrée de la station d’épuration pour écrêter les débits de pointe de ruissellement (rejets). Le réseau d’assainissement choisi appartient au type dit ramifier. Les collecteurs principaux et secondaires se situent sous les voies publiques. Ils suivent donc l’ensemble des rues qu’ils desservent. Le schéma d’évacuation adopté est le schéma par déplacement latéral obtenu par un tracé oblique. (Ceci permet l’évacuation et le transit des eaux pluviales et des eaux usées domestiques et industrielles jusqu’à la station d’épuration existante), éloignée un peu de la ville d’Ain Bessem. Il permet également de ne pas charger les collecteurs et de ne pas avoir des diamètres importants au centre de l’agglomération. Enfin, Le nombre d’habitants correspondant à chaque sous bassin a été déterminé en se basant sur les densités partielles et les surfaces élémentaires des sous bassins délimités. Les coefficients de ruissellement partiels sont estimés en fonction des surfaces drainées en tenant compte des densités des habitants et des données de la direction d’urbanisme.

42 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

CHAPITRE IV : EVALUATION DES DEBITS A EVACUER

IV.1 Introduction Le réseau d’assainissement est appelé pour assurer l’évacuation des eaux de ruissellement et des eaux usées d’origines domestique et industrielle. Avant de passer au dimensionnement des collecteurs, il faut que l’évaluation des débits d’eaux usées et pluviales portent essentiellement sur l’estimation de la quantité et de la qualité des rejets qui se caractérisent en fonction du type de l’agglomération et des diverses catégories du sol. IV.2 Evaluation des débits des eaux usées IV.2.1 Généralités Le but principal de l’évaluation des débits des eaux usées à considérer dans l'étude des réseaux d'assainissement correspondent essentiellement :  Aux pointes d'avenir qui conditionnent la détermination des sections des canalisations en système séparatif et, dans certains cas, celles des émissaires en système unitaire.  Aux flots minimaux actuels qui permettent d'apprécier les capacités d'auto curage des canalisations. IV.2.2 Nature des eaux usées à évacuer La nature des matières polluantes contenues dans l’effluent dépend de l’origine de ces eaux usées. On distingue :  Les eaux usées d’origine domestique ;  Les eaux usées d’origine industrielle.

A. Les eaux usées d’origine domestique Les eaux usées d’origine domestique comprennent :  Les eaux ménagères (eaux de cuisine, de lessive,… etc.) ;  Les eaux vannes (en provenance des W.C, matières fécales et urines). o Qualité des eaux usées Les eaux usées constituent un effluent pollué et nocif. Leur étude doit s’effectuer du point de vue physico-chimique et biologique. o Quantité à évacuer

43 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

La quantité des eaux à évacuer est, en seconde analyse, à considérer sous l’angle des débits qui conditionnent le calcul des sections des canalisations d’égout. A cet effet, il y a lieu de distinguer entre les réseaux urbains courants et ceux desservant les agglomérations d’un type particulier telles que : cités, casernes,…etc. Elle dépend des normes de consommation en eaux potable et qui à leur tour dépendent de l’évaluation de la consommation actuelle. Pour la quantification actuelle ou prévisible de la consommation en eaux potable, on a les facteurs suivants qui interviennent :  Type d’habitats et leur degré de confort ;  Dotation en eaux potable ;  Conditions climatiques ;  Prise en compte forfaitaire des eaux publiques et industrielles. B. Eaux des services publics Les eaux de lavage des espaces publics (cours, rue,…etc) sont évacuées vers le réseau par l’intermédiaire de puisard menu d’une grille. Les eaux usées des services publics : éducatifs, sanitaires, touristiques, administratifs et différents autres services d’utilité publique seront pris en compte avec les besoins domestiques. C. Eaux usées industrielles Lors de l'évaluation des débits des eaux usées industrielles à prendre en compte pour la détermination du réseau, il conviendra de distinguer : o D’une part, les industries existantes dont l'évaluation des débits doit résulter des mesures in situ ; o Que certaines industries traitent directement leurs effluents permettant ainsi le rejet dans le milieu naturel ou dans le réseau pluvial. IV.2.3 Evaluation de la quantité d’eaux usées a évacué Le débit d’eaux usées dans la canalisation est sujet à des variations, celles-ci sont essentiellement influencées par la consommation d’eau. Les quantités d’eau usées sont plus grandes pendant la journée que pendant la nuit. Toute l’eau utilisée par le consommateur n’est pas rejetée dans le réseau en totalité, il est admis que l’eau évacuée ne représente que 70 à 80% de l’eau consommée, c’est ce qu’on appelle le coefficient de rejet Kr.

44 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

Pour calculer le débit des eaux usées à évacuer, nous prendrons comme base une dotation d’eau potable de 150 l/j hab. Nous considérons que les 80% de l’eau consommée seront rejetés comme eaux usées dans le réseau d’évacuation. Evaluation du débit moyen journalier Le débit moyen journalier rejeté et calculé par la relation suivante 5: 

Qmoyj = (Kr.Dot.N)/86400 (IV.1) Avec :

Qmoyj: Débit moyen rejeté quotidiennement en (l/s);

Kr : Coefficient de rejet pris égal à 80% de la quantité d’eau potable consommée ; Dot : Dotation journalière prise égale à 150 l/j/hab ; N : Nombre d’habitants à l’horizon étudie (hab).

Evaluation du débit de pointe

On estime les valeurs des débits moyens journaliers Qmoyj applicables aux différents points stratégiques du réseau et auxquels on affectera le facteur de pointe correspondant calculé par cette formule 4 : 푏 Kp= a + Si Qmoyj ≥2.8l/s (IV.2) √푄푚표푦푗

Kp3 Si Qmoyj <2.8 l/s ; Avec : Kp : Coefficient de pointe ;

Qmoyj : Débit moyenne journalière ; a : Limite inferieure a ne pas dépasser lorsque Qmoy tend vers l’infini, on prend a=1.5. b : Paramètre qui introduit par sommation avec le terme « a » la valeur de croissance exprimée par le second terme de la formule lorsque Qmoy tend vers zéro. On prend b=2.5. Le débit de pointe est donné par la formule suivante :

Qusée.pte= Kp × Qmoyj (IV.3)

Le tableau (IV.1) résume l’équivalent-habitant des équipements de la région d’étude. Le tableau (IV.2) montre la détermination des débits d’eaux usées domestiques de pointe pour chaque sous bassin.

45 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

Tableau (IV.1): Estimation de l’équivalent habitant des équipements

Dotation Coef. d’équi. Equivalent- Equipements Occupants (l/j/unité) hab. habitant Population scolarisable 10291 60 0.3 3087 Equipements sanitaires 150 600 3 450 Equipements culturels 1300 120 0.6 780 Equipements commerciaux 1050 60 0.3 315 Equipements administratifs 320 60 0.3 96 TOTAL / / / 4728 Tableau (IV.2): Détermination des débits d’eaux usées de pointe pour chaque sous bassin

bre Surface A N Qmoyj Qusée.pte Qéqui.pte Qusée.pte Sous Basin Kp (ha) d'habitant (l/s) ( l/s) (l/s) (l/s) 1 29.34 14515.55 20.16 2.056 41.448 7.368 48.816 2 29.75 12263.26 17.032 2.105 35.852 1.263 37.115 3 18.66 9998.40 13.886 2.170 30.132 2.027 23.159 4 38.12 15714.45 21.825 2.035 43.413 0.951 45.364 5 9.46 2729.83 3.791 2.783 10.505 0.951 11.501 6 28.81 7126.67 9.898 2.294 22.712 0.951 22.934 7 3.51 578.84 0.803 3 2.409 0.222 2.631

Remarques Les eaux usées d’origine industrielles n’ont pas été quantifiées car aucune industrie ou grande usine de transformation n’existe pour le moment, ni même prévues dans la région d’étude à court et à moyen termes (sans perspective d’évolution à court et/ou à moyen termes). IV.3 Evaluation des débits d’eaux pluviales Les eaux pluviales sont celles qui proviennent des précipitations atmosphériques. Sont Assimilées à des eaux pluviales celles provenant des eaux d’arrosage et de lavage des voies Publiques et privées, des jardins, des cours d’immeubles, des eaux de vidange de bassins de Natation. Ce sont donc essentiellement des eaux de ruissellement de surface.

46 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

Pour l’estimation des eaux pluviales, on fait un découpage de l’aire de l’agglomération en Sous bassin, suivant des critères bien précis, ensuite on attribue à chaque sous bassin un coefficient de ruissellement pondéré en fonction de la nature du sol drainé comme cela est fait dans le chapitre III. La quantification des Eaux de ruissellement est obtenue par l’application de différentes méthodes ; la méthode rationnelle ou la méthode superficielle 4. IV.3.1 Méthode rationnelle C’est une méthode qui consiste à estimer le débit à partir d’un découpage du bassin versant en secteurs limités par les lignes isochrones. Cette méthode fut découverte en 1889, mais ce n’est qu’en 1906 qu’elle a été généralisée ; elle consiste à évaluer, à mesure de l’avancement du calcul, les temps de concentration aux divers points caractéristiques du parcours d’un réseau, toute modification dans la résolution entraîne nécessairement une itération de calcul. De ce point de vue, la méthode rationnelle est une méthode de convergence permettant d’optimiser les résultats. Dans la pratique, la démarche consiste à estimer les débits produits à l’aval des secteurs élémentaires S1, S2,…...Sn (ou A1, A2,…..An), délimités par des lignes isochrones de ruissellement (lignes d’égales de temps de concentration), qui arrivent à l’exutoire au bout d’un temps ∆t (respectivement 2∆t,……, n∆t) comme le montre la figure (IV.1).

Figure (IV.1) : Découpage d’un bassin en secteur

47 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

Si on considère une averse d’intensité constante i sur un secteur de superficie A (ou S) ayant un coefficient de ruissellement pondéré C, le débit résultant du ruissellement s’exprime par la relation : Q=Cr. i. A (IV.5)

Cependant, si on tient compte que l’intensité n’est pas uniforme (que l’averse a un épicentre et se diffuse dans l’espace), il convient d’appliquer un coefficient α de répartition de la pluie qui diminue lorsque l’on s’éloigne de l’épicentre. On obtiendra alors la relation :

Q= α.Cr. i. A (IV.6)

Avec : Q : Débit maximal (m3/s) ; A (ou S) : Surface du bassin versant [ha] ; Cr : Coefficient de ruissellement ; α : Coefficient correcteur de l’intensité tenant compte de la distribution de la pluie dans l’espace, dont sa détermination est en fonction de la forme du bassin. i : Intensité moyenne des pluies (l/s.ha) ; Pour estimer l’intensité moyenne des précipitations on peut considérer deux relations qui sont les plus couramment utilisées : 푖 = 6.8푡−0.6 (Région de la méditerranée) (IV.7) 430000 et 푖 = (IV.8) (푡+10).60 t (ou Tc): temps de concentration (minute).

Dans notre étude, la pluie max journalière de période de retour T=10 obtenue par la droite de Galton (167mm) a été retenue et employée pour le calcul de l’intensité pluviale de courte durée en utilisant la méthode de Body. L’intensité moyenne des précipitations (de courte durée et de période de retour T=10) nécessaire pour une évaluation optimale des débits des eaux pluviales et un bon dimensionnement de notre réseau est de l’ordre de 320 l/s/ha (voir chapitre II). IV.3.1.1. Temps de concentration C’est une caractéristique du bassin définit comme étant le temps met par la goutte de pluie tombée au point le plus éloigné pour atteindre l’entrée du collecteur appelé à drainer le bassin considéré 5 : t= Tc= t1+t2+t3 (IV.9)

48 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

푙 푡1 = (mn) (IV.10) 60푣 C’est le temps d’écoulement dans la canalisation t2 : est le temps met par la goutte de pluie pour atteindre le premier ouvrage d’engouffrement. Il varie de 2 à 20mn.

푙 푡3 = (IV.11) 11√퐼 Considéré pour un bassin comportant un parcours superficielle sans canalisation où l: représente la longueur du cheminement hydraulique (du plus grand parcourt) en Km et I : la pente moyenne du terrain en %.

Remarque : Suivant la nature du sol et la présence ou l’absence d’ouvrage hydraulique, nous aboutissons à trois aspects de détermination du temps de concentration : 1. Si le bassin comporte uniquement le parcours superficiel : tc= t3 ; 2. Si le bassin comporte un parcours superficielle puis une canalisation : tc= t3+t1 ; 3. Si le bassin est urbanisé et comporte une canalisation : tc=t1 +t2 (c’est le cas qu’on rencontre le plus souvent dans la pratique). Pour les bassins peu allongé on peut utiliser :

푙 0.77 푡푐 = 3.92 ( ) (IV.12) √퐼

IV.3.1.2 Hypothèses de la méthode rationnelle Les hypothèses de la méthode sont [3] : o Le débit de pointe Qp est observé à l’exutoire seulement si la durée de l’averse est supérieure au temps de concentration du bassin versant. o Le débit de pointe a la même période de retour que l’intensité moyenne qui le provoque. o Le débit de pointe est proportionnel à l’intensité moyenne sur une durée égale au temps de concentration du bassin versant.

IV.3.1.3 Validité de la méthode rationnelle Cette méthode est efficace pour des aires relativement limitées. Le résultat est meilleur pour des aires plus faibles du fait de la bonne estimation du coefficient de ruissellement. Elle est

49 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer donc applicable pour des faibles surfaces où le temps de concentration ne dépasse pas 30 minutes.

IV.3.2 Méthode superficielle (méthode de Caquot) Le modèle de Caquot ou la méthode superficielle est une forme globaliste de la méthode rationnelle. D’une manière générale, en faisant intervenir tous les mécanismes de l’écoulement, cette méthode permet de calculer, aux divers points caractéristiques des tronçons, le débit de pointe qui servira à la détermination ultérieure des dimensions hydrauliques des ouvrages évacuateurs . Cette formule se présente sous la forme suivante :

1 푣 1 푤 Q(f)푘푈퐼푈퐶푟푈퐴푈 (IV.13)

Où : Q (F) : Débit pluvial de fréquence f, en (m3/s) ; K, u, v, w : Coefficient d’expression ; I : Pente moyenne du collecteur du sous bassin considéré en (m/m) ; Cr : Coefficient de ruissellement ; A : Surface du sous bassins considéré (ha) ; Les coefficients d’expression K, u, v, w sont donnes par les relations :

0.5푏(푓).푎(푓) K  (IV.14) 6.6 v 0.41.b(f) (IV.15) u 10.287.b(f) (IV.16) w 0.95 0.507.b(f) (IV.17) Avec : a(f) et b(f) sont des paramètres de la relation tel que : b (f) i (t, f) =a(f)×t (IV.18) Où : i (t, f) : Intensité de pluie de durée t et de fréquence f.

IV.3.2.1 Hypothèse et base de calcul du modèle Les hypothèses de la méthode sont [3]: o Le débit de pointe ne peut être observé a l’exutoire que si l’averse a une durée au moins égale au temps de concentration ; o Le débit de pointe est proportionnel a l’intensité moyenne de l’averse au cours du temps de concentration ;

50 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

o Le débit de pointe de la même période de retour que l’intensité qui le provoque.

IV.3.2.2 Validité de la méthode superficielle Les limites d’application de la méthode superficielle sont [3] : - La limite supérieure de la surface du sou bassin est de 200 ha; - Le coefficient de ruissellement doit être compris entre 0.2 et 1; - Le coefficient d’allongement “M“ doit être compris entre 0.8< M <2; - La pente doit être comprise entre 0.2 et 5%.

Le coefficient d’allongement d’un sous bassin est définie comme étant le rapport du plus long parcourt hydraulique (Lph) par le coté du carré ayant une surface équivalente à celle du bassin en question, d’où on a : L M = ph (IV.19) √A Avec : M : Coefficient d’allongement du sous bassin ;

Lph : Longueur du plus long parcourt hydraulique (m) ; A : Surface du sou bassin considéré (m²).

La pente moyenne d’un sou bassin I est prise généralement égale à la pente moyenne du collecteur qui le dessert. Quand le parcours de l’eau ruisselante ne présente pas de déclivité, la pente serra calculée comme étant le rapport entre la différence des cotes amont et aval sur la longueur de ce parcours. Ham−Hav I = (IV.20) L Avec : Ham : Côte amont du parcours (m) ; Hav : Côte aval du parcours (m) ; L : Longueur du tronçon (m).

IV.3.3 Choix de la méthode et calcul des débits pluviaux En tenant compte des caractéristiques de notre agglomération du point de vu surface, pente et coefficient de ruissellement; la méthode rationnelle est la plus appropriée à notre cas. Les

51 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer résultats de calcul des débits pluviaux issus de la méthode rationnelle (équation I.6) sont montrés dans le tableau (IV.3).

Tableau (IV.3) : Détermination des débits pluviaux Qplu par la méthode rationnelle

Surface A Intensité de pluie Qplu Sous Basin Cri (ha) (l/s.ha) (m³/s)

1 29.34 0.60 5.633 2 29.75 0.50 4.759 3 18.66 0.65 320 3.921 4 38.12 0.50 5.602 5 9.46 0.35 1.059 6 28.81 0.30 2.656 7 3.51 0.20 0.224

IV.4 Débit total de pointe Pour un système d’évacuation unitaire, le débit total d’évacuation à l’heure de pointe est calculé par l’expression :

QT= Qind.pte+ Q usée.pte + Q plu.pte (IV.21)

Le tableau (IV.4) résume le calcul des débits totaux à évacuer pour chaque sous bassin de la région d’étude.

Tableau (IV.4) : Détermination des débits totaux QT

Surface A Qplu.pte Q usée.pte Qind.pte QT Sous Basin (ha) (m³/s) (m³/s) (m³/s) (m³/s) 1 29.34 5.633 0.048816 / 5.682 2 29.75 4.759 0.037115 / 4.796 3 18.66 3.921 0.023159 / 3.944 4 38.12 5.602 0.045364 / 5.647 5 9.46 1.059 0.011501 / 1.0705 6 28.81 2.656 0.022934 / 2.679 7 3.51 0.224 0.002631 / 0.2266

52 Chapitre IV Evaluation des débits à évacuer

IV.5 Conclusion En conclusion, on peut dire que ce chapitre a fait l’objet de calcul et dévaluation des débits d’évacuation des eaux de ruissellement et des eaux usées d’origines domestique, équipement et industrielle pour les sept sous bassins délimités de la région d’étude. Les eaux usées d’origine industrielles n’ont pas été quantifiées car aucune industrie ou grande usine de transformation n’existe pour le moment, ni même prévues dans la région d’étude à court et à moyen termes (industrie inexistante et sans perspective d’évolution à court et/ou à moyen termes). Les résultats obtenus montrent que les débits des eaux usées ne représentent qu’une faible fraction des débits pluviaux. (Ce sont donc les eaux de pluie qui contrôlent en grande partie les dimensions des collecteurs de notre réseau d’évacuation unitaire).

53 Chapitre V Calcul hydraulique

CHAPITRE V : CALCUL HYDRAULIQUE

V.1 Introduction La phase qui vient après la détermination des débits c’est bien le dimensionnement et le calcul hydraulique du réseau et sa conception. Un réseau d’assainissement du type unitaire doit, dans toute la mesure du possible, être auto cureur, c’est-à-dire qu'il doit être conçu de telle manière que les sables soient automatiquement entraînés par des débits pluviaux. Il faut éviter le sable parce qu’il provoque la dégradation des joints et celle des revêtements intérieurs des conduites et les vases fermentescibles soient également entraînées par le débit des eaux usées.

V.2 Dimensionnement des canalisations Connaissant en chaque point, les débits à évacuer et la pente des ouvrages, le choix des sections sera déduit de la formule d’écoulement adoptée. Les dimensions des canalisations varient compte tenu des diamètres courants de fabrication, ce qui apporte de ce fait, une capacité supplémentaire d’écoulement.

V.2.1 Formule de CHEZY (Ecoulement uniforme) Dans l’instruction technique de 1977, les ouvrages sont calculés suivant une formule d’écoulement résultant de celle de CHEZY : V = C√RI (V.1) Avec : V : Vitesse d’écoulement en m/s et R : Rayon hydraulique : Sm R = (V.2) Pm Avec : S : section mouillée en m² ; P : périmètre mouillé en m ; I : Pente de l’ouvrage en m/ml ; C : Coefficient pour lequel on adopte celui donné par la formule de BAZIN : 87 C = γ (V.3) 1+ √R Avec : 훾 : est un coefficient d’écoulement qui varie suivant les matériaux utilisés et la nature des eaux transportées.

54 Chapitre V Calcul hydraulique

V.2.1.1. Canalisation d’eaux usées Il se forme une pellicule grasse dans les ouvrages qui améliore les conditions d’écoulement. Aussi, le coefficient de Bazin 훾 peut être pris égal à 0.25 en tenant compte des inégalités dans le réseau et d’éventuelles intrusions de sable ou de terre. C peut donc être représenté approximativement par l’expression C=70×R1/6. On obtient donc :

2 1 V = 70 R3I2 (V.4) Et le débit capable de l’ouvrage Qc (en m3/s) est :

2 1 Qc = V S = 70 R3I2 S (V.5)

V.2.1.2. Canalisation d’eaux pluviales (Unitaire) Il convient de tenir compte que des dépôts sont susceptibles de se former, ce qui conduit à admettre un écoulement sur des parois semi-rugueuses. Le coefficient de Bazin 훾 peut être pris à 0.46. C peut donc être représenté approximativement par l’expression C=60×R1/4. On obtient donc :

3 1 V = 60 R4I2 (V.6) Et le débit capable de l’ouvrage Qc (en m3/s ) est :

3 1 Qc = V S = 60 R4I2 S (V.7)

V.2.2 Formule de MANNING-STRICKLER

1 C = K R6 (V.8)

2 1 V = K R3 I2 (V.9)

2 1 Qc = V S = K R3 I2 S (V.10) Avec : K = Coefficient de Manning – Strickler ; S = Section mouillée de l’ouvrage au m2 ; P = Périmètre mouillé de l’ouvrage en m; R = Rayon hydraulique de l’ouvrage en m; I = Pente longitudinale de l’ouvrage en m/m; V = Vitesse de l’eau dans l’ouvrage en m/s ; Qc = Débit capable de l’ouvrage en m3/s.

55 Chapitre V Calcul hydraulique

V.2.2.1 Valeurs courantes de K utilisées pour les études - Ouvrages en fonte, béton, grés, PVC, PEHD,… : K = 70 à 80 ; - Ouvrages métalliques en tôle ondulée : K = 40 à 45 ; - Fossés profonds engazonnés : K = 25 à 30.

Il faut distinguer les coefficients annoncés par les fabricants (coefficients allant jusqu’à 110 calculés en laboratoire sur une canalisation neuve sans dépôt) et les coefficients réels qui tiennent compte de la fixation de matières en suspension dans le fond des ouvrages (ce biofilm se substitue alors au coefficient de Manning – Strickler du matériau de l’ouvrage).

V.3 Contraintes de calage des réseaux V.3.1 Canalisations d’eaux usées Les canalisations des eaux usées sont généralement circulaires. Les contraintes de calage des canalisations d’eaux usées sont :  Diamètre minimum de 200 mm pour éviter les risques d’obstruction ;  Pente minimum : 0.002 m/m. Le relèvement des eaux par pompage ne pourra dans certains cas être évité ;  Couverture minimale de la canalisation : 80 cm En dessous de cette valeur, la canalisation sera protégée par une dalle de répartition en béton pour éviter son écrasement sous les charges roulantes.  Regard de visite tous les 80 m au maximum pour permettre un hydrocurage des réseaux ou une visite par caméra. Distance standard : 50m ;  Regard à chaque changement de pente ou de direction ;  Vitesse maximum : 4 m/s afin d’éviter l’abrasion des tuyaux. Sinon, il est nécessaire d’adopter un tuyau en matériau résistant tel que la fonte ou le polyéthylène à haute densité.

V.3.1.2 Conditions d’autocurage A). A pleine ou à demi-section : V ≥ 0.70 m/s ou à l’extrême rigueur 0.50 m/s (dans ce cas, le rapport des vitesses est égal à 1 donc on vérifiera que la vitesse pleine section est supérieure à 0.70 m/s).

56 Chapitre V Calcul hydraulique

B). Pour une hauteur d’eau égale au 2/10 du ∅ : V ≥ 0.30 m/s (le rapport des vitesses étant

égal à 0.6, on vérifiera que 0.6 Vps ≥ 0.3 m/s c.à.d Vps ≥ 0.5 m/s )

C). La hauteur d’eau doit être égale aux 2/10 du ∅ : Assuré par le débit moyen actuel. (Le rapport des débits étant égal à 0.12, on vérifiera que Qmoyen ≥ 0.12 Qps). En pratique, on pourra considérer que l’autocurage est respecté si V ≥ 0.30 m/s pour le débit journalier moyen actuel.

V.3.2 Canalisation d’eaux pluviales (unitaire) Les contraintes de calage des canalisations d’eaux pluviales sont :  Diamètre minimum de 300 mm pour éviter les risques d’obstruction ;  Pente minimum : 0.003 m/m. Le relèvement des eaux par pompage sera si possible évité car les débits d’eaux pluviales peuvent être importants ;  Couverture minimale de la canalisation: 80 cm. En dessous de cette valeur, la canalisation sera protégée par une dalle de répartition pour éviter son écrasement sous les charges roulantes ;  Regard de visite tous les 80 m au maximum pour permettre un hydrocurage des réseaux ou une visite par caméra ;  Regard à chaque changement de pente ou de direction ;  Vitesse maximum : 4m/s afin d’éviter l’abrasion des tuyaux. Sinon, il est nécessaire d’adopter un tuyau en matériau résistant tel que la fonte ou le polyéthylène à haute densité. Il est donc important de vérifier la vitesse de l’eau dans les canalisations pour le débit de pointe à évacuer.

V.3.2.1 Conditions d’autocurage A). Pour 1/10 du débit à pleine section : Pour 1/10 du débit à pleine section, V ≥ 0.60 m/s

(quand rQ=Q/QPS= 0.1 ; rV=V/VPS=0.55 donc on vérifiera que VPS ≥ 1 m/s ). B). Pour 1/100 du débit à pleine section : Pour 1/10 du débit à pleine section, V ≥ 0.30 m/s

Ces limites sont respectées avec des vitesses à pleine section de 1 m/s dans les canalisations circulaires et 0.90 m/s dans les ovoïdes.

57 Chapitre V Calcul hydraulique

V.4 Abaques de l’instruction technique de 1977 Elles représentent la relation (V.1) de Chézy complétée par la formule (V.3) de Bazin. L’hypothèse est donc faite d’un écoulement uniforme, avec : 훾 = 0.25 en eaux usées → abaque ab3 (Figure 1) ; 훾= 0.46 en eaux pluviales ou en unitaire → abaque ab4 (Figure 2). Ces abaques sont construits pour le débit à pleine section avec R=D/4.

Figure (V.1) : Représentation de la relation de Chézy pour les réseaux d’eaux usées en système séparatif

58 Chapitre V Calcul hydraulique

Figure (V.2) : Représentation de la relation de Chézy pour les réseaux pluviaux en système unitaire ou séparatif

59 Chapitre V Calcul hydraulique

V.4.1 Utilisation des abaques V.4.1.1 Choix du diamètre D ou ∅ Le choix du diamètre pour les deux abaques ab3 (Figure 1) et ab4 (Figure 2) s’effectue comme suit :  Choix par excès ∅1: Le débit à pleine section est supérieur au débit de pointe à évacuer, Qps1 > Qp .

 Choix par défaut ∅2 : La pente nécessaire à l’écoulement à surface libre I2 est supérieure à I, pente disponible. Il en résulte un risque de mise en charge du réseau, ce qui doit être évité (remontée des eaux chez les riverains).

Figure (V.3) : Choix du diamètre pour les réseaux d’eaux usées en système séparatif et pour les réseaux pluviaux en système unitaire ou séparatif

V.4.1.2 Hauteur de remplissage – vitesse d’écoulement Le choix du diamètre étant fait par excès, il peut être nécessaire de connaître la vitesse de l’écoulement ou la hauteur de remplissage h (figure V.4).

Figure (V.4) : Section droite d’écoulement dans une conduite circulaire

60 Chapitre V Calcul hydraulique

De la figure (V.4) on a : h = R + R cos ∅ Avec : R = 2 Section mouillée : 1 S (α) = π R2 − α R2 + R cos α 2 R sin α = (π − α + cos α + sin α) R² 2 Périmètre mouillé : P (α) = 2 I R – 2 α R = 2 R (I – α) On en déduit le rayon hydraulique par la relation (V.2) et la vitesse de l’écoulement par la relation (V.1) : V (α) = C √RI

Figure (V.5) : Variation des débits et des vitesses en fonction du remplissage

61 Chapitre V Calcul hydraulique

L’angle α est donné par l’équation :

Q (α) = V S = Qp Cependant l’abaque ab5 (Figure 5) est d’une utilisation plus commode que le calcul pour résoudre un tel problème. Q V Qps : Débit à pleine section ; Q : débit à évacuer, rQ= (rapport des débits) ; rV = (rapport Qps Vps H des vitesses) ; rH= (fraction de la hauteur totale de remplissage). ∅

V.4.1.3 Débit capable d’une canalisation usée dQ Il s’agit du débit maximal que la canalisation peut évacuer. Il est obtenu par la relation = 0. dα

D’après l’abaque n°5, la valeur maximale de rQ est de 1,07. Le débit capable de la canalisation est donc :

Qmax = 1.07 Qps

R+R cos α Il correspond à une valeur de rH= 0.95, d’où : = 0.95, donc : cos α = 0.9 et α = 26°. 2R Le débit maximal est obtenu pour un angle au centre : α= 26° et non pour la pleine section.

V.5 Calcul hydraulique du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessam Après la détermination de la totalité des débits, on passe au dimensionnement proprement dit des collecteurs et à la détermination des paramètres hydraulique. L’écoulement en assainissement est gravitaire dans la mesure du possible, cet écoulement doit avoir une vitesse qui permet l’autocurage et ne détériore pas les conduites.

V.5.1 Dimensionnement des collecteurs du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem Le dimensionnement de notre réseau d’évacuation dont le tracé des collecteurs est montré en figure (III.11) se fait selon les étapes suivantes : 1. Détermination des côtes et des longueurs de chaque tronçon (cartes topographiques et données de la DRE). 2. Calcul du débit unitaire pour chaque sous bassin : 푄 푄 = 푇 (m3/ml) 푢푛푖 ∑ 퐿

62 Chapitre V Calcul hydraulique

3. Calcul des débits en route pour chaque tronçon de conduite :

푄푟 = 푄푢푛푖 × 퐿푖 4. Calcul de la pente : Hi−Hi+1 I = Li−i+j Avec : Hi et Hi+j : Côtes des nœuds (ou d’extrémités) amant et aval du tronçon i-i+1 ;

Li-i+1 : Longueur du tronçon i-i+1. 5. Calcul (en utilisant l’expression V.7) ou détermination des diamètres (à l’aide de l’abaque Ab4 montré en figure 2) des tronçons en fonction des pentes des tronçons et des débits totaux évacués. Les résultats du dimensionnement des collecteurs dans chaque sous bassin sont montrés dans les tableaux (V.1), (V.2), (V.3), (V.4), (V.5), (V.6) et (V.7).

La remarque la plus importante qu’on peut tirer après le dimensionnement du réseau d’évacuation d’eaux usées et pluviales c’est que les diamètres des collecteurs varient entre 300 et 2400mm. Ceci est dû principalement au fait que le débit pluvial décennal évacué par les collecteurs du bassin du chef-lieu d’Ain Bessam est trop important ; il est de l’ordre de 23.08m3/s répartis sur l’ensemble des conduites. Rappelons-nous que le débit total des eaux usées à l’heure de pointe ne représente qu’une faible fraction du débit pluvial (0.028m3/s).

V.5.2 Détermination des paramètres hydrauliques du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem La détermination des paramètres hydrauliques (vitesse de l’écoulement et hauteur de remplissage h) s’effectue en se basant sur l’abaque Ab5 (figure V.5) montrant la variation des débits et des vitesses en fonction du remplissage. Les résultats du calcul de ces paramètres hydraulique dans chaque sous bassin sont montrés dans les tableaux (V.8), (V.9), (V.10), (V.11), (V.12), (V.13) et (V.14). les tableaux (V.15), (V.16) et (V.17) résument les paramètres hydrauliques des collecteurs principaux A, B et C dont les profils en long sont montrés en annexe (….). Les vitesses d’écoulement dans les canalisations, pour le débit de pointe, doivent être supérieures à 0.6m/s pour éviter le dépôt des particules solide et inferieures à 4m/s afin d’éviter l’abrasion

63 Chapitre V Calcul hydraulique

des tuyaux (si non, il est nécessaire d’adopter un tuyau en matériau résistant tel que la fonte ou le PEHD). On remarque dans les tableaux suscités que les vitesses moyennes d’écoulement dans tous les tronçons du réseau sont acceptables ; elles sont comprises entre 0.6 et 4m/s à l’exception des tronçons 34_36 (1400) du sous bassin 1 et des tronçons 128_131 (1200) et 131_69 (1400) du sous bassin 4, où les vitesses d’écoulement dépassent légèrement la limite supérieure. Par conséquent, les dimensions trouvées dans la plupart des tronçons permettent l’évacuation des eaux pluviales et des eaux usées à l’heure de pointe avec des vitesses acceptables excluant pratiquement tout risque de déposition des particules solides et/ou d’abrasion des tuyaux. Pour les trois tronçons 34_36 (1400) 128_131 (1200) et 131_69 (1400), on opte pour des conduites en fonte pour éviter l’abrasion des tuyaux due aux vitesses excessives.

64 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.1) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 1 Q Longueur L Q Q Q Pente D D Bassin SB T Tronçon T uni r C calculé retenu (m3/s) (m) (m) (m3/s.ml) (m3/s) (m3/s) I (m) (mm) 01_2 80 0.28423 0.28423 0.031 0.43158 500 2_3 51 0.18111 0.18111 0.015 0.41824 500 2_4 17 0.06039 0.52582 0.025 0.55984 600 4_5 47 0.16698 0.16698 0.02 0.38562 400 5_6 32 0.11369 0.63951 0.019 0.63113 700 6_7 101 0.35884 0.35884 0.02 0.507885 600 6_8 18 0.06395 1.06230 0.01 0.85043 1000 8_9 46 0.16343 0.16343 0.018 0.38998 400 8_10 16 0.05685 1.28258 0.025 0.77174 800 10_12 48 0.17054 0.43345 0.025 0.52222 600 11_12 44 0.15633 0.15633 0.025 0.36175 400 12_13 30 0.10659 0.10659 0.025 0.31516 400 10_14 47 0.166983 1.88300 0.03 0.85754 1000 14_16 25 0.08882 1.9718 0.03 0.87188 1000 16_17 45 0.15988 0.15988 0.032 0.34884 400 Chef-lieu 16_18 43 0.15277 2.28448 0.02 0.98893 1000 D’Ain 1 5.68 18_19 66 1599 0.00356 0.23449 0.23449 0.03 0.40509 500 Bessam 18_20 79 0.28067 2.79964 0.02 1.06404 1200 21_22 57 0.20251 0.20251 0.018 0.42127 500 22_23 39 0.13856 0.34107 0.03 0.46359 500 23_24 45 0.15988 0.50095 0.035 0.51782 600 24_27 15 0.05329 0.48674 0.03 0.52690 600 24_28 24 0.08527 1.07296 0.025 0.72372 800 26_27 65 0.23093 0.43345 0.024 0.52607 600 26_29 57 0.20251 0.20251 0.025 0.39708 400 29_30 43 0.15277 0.15277 0.01 0.42310 500 30_31 80 0.28423 0.437 0.023 0.53168 600 31_32 130 0.46187 1.97183 0.02 0.93789 1000 32_33 87 0.30909 0.30909 0.03 0.44744 500 20_34 25 0.08882 5.34703 0.01 1.52162 2000 34_35 25 0.08882 0.088821 0.025 0.29513 300 32_20 50 0.177642 2.45857 0.02 1.01542 1200 34_36 22 0.07816 5.51402 0.03 1.26250 1400

65 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.2) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 2 Q Longueur L Q Q Q Pente D D Bassin SB T Tronçon T uni r C calculé retenu (m3/s) (m) (m) (m3/s.ml) (m3/s) (m3/s) I (m) (mm) 100_101 41 0.13599 0.13599 0.035 0.32383 400 101_102 28 0.09286 0.09286 0.03 0.29023 300 101_103 43 0.14262 0.37147 0.025 0.49401 500 103_105 15 0.04975 0.92869 0.02 0.71521 800 103_157 81 0.26865 0.50746 0.019 0.58071 600 156_157 10 0.03317 0.03317 0.02 0.21551 300 157_104 62 0.20564 0.20564 0.01 0.47087 500 105_106 143 0.47429 0.47429 0.018 0.57229 600 105_107 15 0.04975 1.45273 0.025 0.80713 1000 107_108 143 0.47429 0.47429 0.025 0.53943 600 107_109 15 0.04975 1.97677 0.025 0.90178 1000 109_110 143 0.47429 0.47429 0.025 0.53943 600 Chef-lieu 109_111 15 0.04975 2.50082 0.03 0.94976 1000 d’Ain 2 4.80 1446 0.00332 111_115 50 0.16584 0.90879 0.03 0.65971 700 Bessam 115_140 25 0.08292 0.08292 0.031 0.27699 300 115_113 16 0.05307 0.66003 0.02 0.63248 700 113_114 81 0.26865 0.26866 0.03 0.42542 500 113-112 102 0.33831 0.33831 0.02 0.49723 500 111_117 14 0.04643 3.45604 0.017 1.18194 1200 117_145 5 0.01658 3.65173 0.03 1.08844 1200 117_118 54 0.17910 0.17910 0.02 0.39548 400 144_145 67 0.22222 0.22222 0.03 0.39733 400 143_145 31 0.10282 4.796 0.025 1.24072 1200 141_143 20 0.06633 0.81923 0.024 0.66157 700 141_142 94 0.31177 0.31177 0.025 0.463810 500 116_141 133 0.44113 0.44113 0.01 0.61977 700

66 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.3) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 3 Q Longueur L Q Q Q Pente D D Bassin SB T Tronçon T uni r C calculé retenu (m3/s) (m) (m) (m3/s.ml) (m3/s) (m3/s) I (m) (mm) 37_148 85 0.40827 0.40827 0.025 0.51109 600 147_148 64 0.30740 0.30740 0.025 0.46146 500 148_38 50 0.24016 0.95583 0.025 0.69422 700 38_39 38 0.18252 0.18252 0.025 0.38249 400 38_41 11 0.05283 1.19118 0.03 0.72720 800 40_149 123 0.59079 6.62389 0.015 1.28607 1400 41_36 59 0.28339 6.90728 0.015 1.30063 1400 Chef-lieu 133_149 25 0.12008 0.12007 0.02 0.34246 400 Ain 3 3.95 36_134 17 823 0.00480 0.08165 12.50295 0.01 1.65439 1800 bessam 40_143 87 0.41787 6.03310 0.013 1.33100 1400 119_120 45 0.21614 0.21614 0.017 0.43572 500 119_121 14 0.06724 0.28339 0.03 0.43367 500 121_123 47 0.22575 0.22575 0.02 0.42984 500 121_150 25 0.12008 0.62921 0.03 0.57792 600 150_124 55 0.26417 7.77185 0.012 1.41818 1600 149_150 28 0.13449 6.87846 0.012 1.35962 1600 124_134 50 0.24015 14.43000 0.009 2.21697 2200

67 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.4): Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 4 Q Longueur L Q Q Q Pente D D Bassin SB T Tronçon T uni r C calculé retenu (m3/s) (m) (m) (m3/s.ml) (m3/s) (m3/s) I (m) (mm) 125_139 136 0.67963 0.67963 0.04 0.57633 600 129_130 118 0.58968 0.58968 0.04 0.54775 600 139_140 50 0.24986 0.92950 0.042 0.63827 800 140_126 27 0.13492 1.06443 0.04 0.67752 800 126_1261 67 0.33482 0.33482 0.035 0.45744 500 Chef-lieu 126_127 12 0.05996 1.45922 0.03 0.79933 800 d’Ain 4 5.65 1130 0.004997 127_1271 66 0.32982 0.32982 Bessam 0.025 0.46818 500 127_128 98 0.48974 2.27879 0.03 0.88711 1000 128_130 177 0.88453 1.47422 0.03 0.80229 1000 128_131 118 0.58969 4.34269 0.03 1.15061 1200 131_132 142 0.70962 0.70962 0.022 0.65193 800 131_69 119 0.59468 5.64700 0.022 1.34650 1400

Tableau (V.5) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 5

Q Longueur L Q Q Q Pente D D Bassin SB T Tronçon T uni r C calculé retenu (m3/s) (m) (m) (m3/s.ml) (m3/s) (m3/s) I (m) (mm) Chef lieu d’Ain 5 1.07 134_69 234 234 0.00457265 1.07 15.50000 0.030 1.83158 2000 Bessem

68 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.6) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 6

QT Longueur LT Quni Qr QC Pente Dcalculé Dretenu Bassin SB 3 Tronçon 3 3 3 (m /s) (m) (m) (m /s.ml) (m /s) (m /s) I (m) (mm) 137_15 25 0.11572 0.11572 0.035 0.30555 400 15_66 43 0.19903 0.19903 0.03 0.38187 400 15_65 38 0.17589 0.49064 0.025 0.54605 600 Chef lieu 46_63 30 0.13886 0.13886 0.028 0.33965 400 d’Ain 6 2.68 63_65 71 579 0.0046287 0.32864 0.56007 0.02 0.59617 600 Bessam 65_67 259 1.19883 2.24953 0.03 0.91424 1000 67_68 48 0.22218 0.22218 0.04 0.37725 500 63_64 20 0.09257 0.09257 0.03 0.97372 1000 67_69 45 0.20829 2.68000 0.03 0.97372 1000

Tableau (V.7) : Dimensionnement des collecteurs de sous bassin 7

Q Longueur L Q Q Q Pente D D Bassin SB T Tronçon T uni r C calculé retenu (m3/s) (m) (m) (m3/s.ml) (m3/s) (m3/s) I (m) (mm) Chef lieu 7 0.226 69_70 87 87.00 0.002598 0.226 24.05000 0.04 2.14540 2400 d’Ain Bessem

69 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.8) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 1

Qc D Qps Vps H V Bassin SB Tronçon retenu rQ rh rv (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 01_2 0.28423 500 0.43606 2.22085 0.6518 0.56 1.07 280 2.37631 2_3 0.18119 500 0.30333 1.54484 0.5974 0.54 1.04 270 1.60664 2_4 0.52582 600 0.64653 2.28663 0.8133 0.68 1.07 408 2.44669 4_5 0.16698 400 0.18962 1.50894 0.8806 0.72 1.12 288 1.69001 5_6 0.63951 700 0.86119 2.23775 0.7426 0.64 1.09 448 2.43915 6_7 0.35883 600 0.57827 2.04522 0.6205 0.62 1.09 372 2.22929 6_8 1.06230 1000 1.66610 2.12135 0.6376 0.55 1.04 550 2.20620 8_9 0.16343 400 0.17989 1.43150 0.9085 0.68 1.07 272 1.53171 8_10 1.28258 800 1.42616 2.83726 0.8993 0.59 1.07 472 3.03587 10_12 0.43345 600 0.64653 2.28663 0.6704 0.56 1.04 336 2.37809 11_12 0.15632 400 0.21200 1.68704 0.7374 0.64 1.09 256 1.83888 12_13 0.10658 400 0.21200 1.68704 0.5028 0.49 1 196 1.68704 10_14 1.88300 1200 2.88577 2.55158 0.6525 0.69 1.12 828 2.85777 14_16 1.97183 1200 2.88577 2.55158 0.6833 0.59 1.07 708 2.73019 16_17 0.15987 400 0.23985 1.90867 0.6666 0.59 1.07 236 2.04228 Chef-lieu 16_18 2.28447 1000 2.35622 3.00004 0.9696 0.77 1.13 770 3.39004 d’Ain 1 18_19 0.23448 500 0.42897 2.18474 0.5466 0.53 1.03 265 2.25028 Bessem 18_20 2.79964 1200 3.89013 3.43964 0.7197 0.61 1.08 732 3.71481 21_22 0.20251 500 0.33228 1.69229 0.6095 0.55 1.04 275 1.75998 22_23 0.34107 500 0.42897 2.18474 0.7951 0.66 1.09 330 2.38137 23_24 0.50095 600 0.76498 2.70557 0.6549 0.69 1.12 414 3.03024 24_27 0.48673 600 0.70824 2.50487 0.6873 0.56 1.04 336 2.60507 24_28 1.07295 800 1.42616 2.83726 0.7523 0.64 1.09 512 3.09261 26_27 0.43344 600 0.63346 2.24043 0.6842 0.59 1.07 354 2.39726 26_29 0.20251 400 0.21200 1.68704 0.9552 0.77 1.13 308 1.90636 29_30 0.15277 500 0.24767 1.26136 0.6168 0.56 1.04 280 1.31181 30_31 0.437 600 0.62013 2.19325 0.7047 0.61 1.08 366 2.36871 31_32 1.97183 1000 2.35622 3.00004 0.8369 0.67 1.12 670 3.36004 32_33 0.30909 500 0.42897 2.18474 0.7206 0.53 1.03 265 2.25028 20_34 5.34703 2000 11.20814 3.56766 0.4771 0.46 0.98 920 3.49631 34_35 0.08882 300 0.09611 1.35964 0.9242 0.73 1.13 219 1.53639 32_20 2.45856 1200 3.89013 3.43964 0.6320 0.57 1.06 684 3.64601 34_36 5.51402 1400 7.27971 4.72899 0.7575 0.64 1.10 896 5.20189

70 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.9) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 2

Qc D Qps Vps H V Bassin SB Tronçon retenu rQ rh rv (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 100_101 0.13599 400 0.25084 1.99614 0.54212 0.52 1.02 208 2.03606 101_102 0.09286 300 0.10528 1.48941 0.88211 0.72 1.13 216 1.68303 101_103 0.37147 500 0.39160 1.99439 0.94862 0.74 1.14 370 2.27360 103_105 0.92868 800 1.27560 2.53772 0.72804 0.53 1.03 424 2.61385 103_157 0.50746 600 0.56363 1.99343 0.90034 0.69 1.12 414 2.23265 156_157 0.03316 300 0.08596 1.21609 0.38584 0.42 0.93 126 1.13097 157_104 0.20563 500 0.24767 1.26136 0.83030 0.68 1.12 340 1.41272 105_106 0.47429 600 0.54860 1.94027 0.86456 0.69 1.12 414 2.17310 105_107 1.45273 1000 2.63434 3.35414 0.55146 0.52 1.02 520 3.42123 107_108 0.47429 600 0.64653 2.28663 0.73360 0.63 1.09 378 2.49242 107_109 1.97677 1000 2.63434 3.35414 0.75039 0.64 0.9 640 3.01873 109_110 0.47429 600 0.64653 2.28663 0.73360 0.63 1.02 378 2.33236 Chef-lieu 109_111 2.50081 1000 2.88577 3.67428 0.86660 0.64 1.1 640 4.04171 d’Ain 2 111_115 0.90878 700 1.08213 2.81187 0.83981 0.67 1.11 469 3.12118 Bessem 115_140 0.08291 300 0.10702 1.51403 0.77479 0.66 1.09 198 1.65029 115_113 0.66003 700 0.88356 2.29588 0.74701 0.63 1.06 441 2.43364 113_114 0.26865 500 0.42897 2.18474 0.62628 0.56 1.04 280 2.27213 113-112 0.338307 500 0.35025 1.78383 0.96589 0.75 1.14 375 2.03357 111_117 3.456038 1200 3.58653 3.17119 0.96362 0.95 1.14 1140 3.61515 117_145 3.65172 1200 4.76442 4.21268 0.76646 0.62 1.06 744 4.00544 117_118 0.17910 400 0.18962 1.50894 0.94455 0.74 1.13 296 1.70510 144_145 0.22222 500 0.35025 1.78383 0.63446 0.57 1.03 285 1.83735 143_145 4.796 1400 5.14753 3.34390 0.93171 0.74 1.13 1036 3.77861 141_143 0.81923 700 0.96789 2.51502 0.84641 0.68 1.11 476 2.79167 141_142 0.31177 500 0.39160 1.99439 0.79616 0.66 1.1 330 2.19382 116_141 0.44112 700 0.62477 1.62344 0.70606 0.6 1.08 420 1.75331

71 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.10) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 3

Qc D Qps Vps H V Bassin SB Tronçon retenu rQ rh rv (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 37_148 0.40826 600 0.64653 2.28663 0.63148 0.57 1.06 342 2.42382 147_148 0.30740 500 0.39160 1.99439 0.78500 0.66 1.1 330 2.19382 148_38 0.95582 700 0.98785 2.56688 0.96759 0.95 1.14 665 2.92624 38_39 0.18252 400 0.21200 1.68704 0.86094 0.64 1.1 256 1.85575 38_41 1.19118 800 1.56228 3.10806 0.76246 0.62 1.06 496 3.29455 40_149 5.80466 1400 7.43150 3.69613 0.78109 0.64 1.09 1024 4.02878 41_36 6.08805 1400 7.43150 3.69613 0.81922 0.67 1.1 1072 4.06574 Chef-lieu 133_149 0.12007 400 0.18962 1.50894 0.63327 0.57 1.04 228 1.56930 d’Ain 3 36_134 11.68371 2000 14.56678 3.83203 0.80208 0.67 1.11 1474 4.00055 Bessem 40_143 5.21387 1400 6.91835 3.44091 0.75363 0.65 1.1 1040 3.78500 119_120 0.21614 500 0.32292 1.64461 0.66934 0.59 1.07 295 1.75974 119_121 0.28338 500 0.42897 2.18474 0.66062 0.59 1.07 295 2.33767 121_123 0.22574 500 0.35025 1.78383 0.64453 0.58 1.06 290 1.89086 121_150 0.62921 600 0.70824 2.50487 0.88842 0.72 1.12 432 2.80546 150_124 6.95261 1600 9.18948 3.61124 0.75658 0.65 1.1 1170 3.97237 149_150 6.05923 1600 6.64694 3.30592 0.91158 0.72 1.12 1152 3.70263 124_134 14.43 2200 17.55510 3.88053 0.82198 0.68 1.12 1632 3.81714

72 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.11) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 4

Qc D Qps Vps H V Bassin SB Tronçon retenu rQ rh rv (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 125_139 0.67964 600 0.81779 2.89237 0.83105 0.72 1.12 432 3.23946 129_130 0.58969 600 0.81779 2.89237 0.72106 0.64 1.1 384 3.18161 139_140 0.92950 800 1.84851 3.67750 0.50283 0.52 1.03 416 3.78783 140_126 1.06443 800 1.80396 3.58888 0.59005 0.57 1.07 456 3.84010 126_1261 0.33482 500 0.46334 2.35978 0.72262 0.72 1.12 360 2.64296 Chef-lieu 126_127 1.45922 800 1.56228 3.10806 0.93403 0.79 1.15 632 3.57427 d’Ain 4 Bessem 127_1271 0.32982 500 0.39159 1.99438 0.84225 0.69 1.11 345 2.21376 127_128 2.27878 1000 2.88576 3.67427 0.78966 0.62 1.09 620 4.00496 128_130 1.47421 1000 2.88577 3.67427 0.51085 0.51 1.1 510 4.04170 128_131 4.34269 1200 4.76442 4.21267 0.91148 0.73 1.13 876 4.76032 131_132 0.70962 800 1.33786 2.66158 0.53041 0.53 1.03 424 2.74143 131_69 5.64700 1400 6.23397 4.04966 0.90584 0.73 1.14 1022 4.61661

Tableau (V.12) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 5

Qc D Qps Vps H V Bassin SB Tronçon retenu rQ rh rv (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) Chef-lieu d’Ain 5 134_69 15.5 2200 16.5511 3.65860 0.93649 0.73 1.11 1752 4.06104 Bessem

73 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.13): Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 6

Qc D Qps Vps H V Bassin SB Troncon retenu rQ rh rv (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 137_15 0.11572 400 0.26816 2.13396 0.4315 0.46 0.98 184 2.09128 15_66 0.19903 400 0.26816 2.13396 0.7422 0.64 1.1 256 2.34736 15_65 0.49063 600 0.76498 2.70557 0.6414 0.59 1.08 354 2.92202 Chef-lieu 46_63 0.13886 400 0.26816 2.13396 0.5178 0.49 1 196 2.13396 d’Ain 6 63_65 0.56007 600 0.78653 2.78180 0.7121 0.62 1.08 372 3.00434 Bessem 65_67 2.24953 1000 2.35622 3.00004 0.9547 0.75 1.12 750 3.36004 67_68 0.22217 500 0.39160 1.99439 0.5674 0.54 1.01 270 2.01433 63_64 0.09257 1000 3.24783 4.13527 0.0285 0.04 1.13 40 4.00285 67_69 2.68 1200 3.89013 3.43964 0.6889 0.59 1.08 708 3.71481

Tableau (V.14) : Détermination des paramètres hydrauliques de sous bassin 7

sous D projet Bassin troncon Qc (m³/s) Qps (m³/s) Vps (m/s) ԈQ rh rv H (mm) V (m/s) bassin (mm) Chef-lieu d’Ain 7 69_70 24.05 2400 25.28894 4.10700 0.95101 0.75 1.12 2100 4.00984 Bessem

74 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.15) : Paramètres hydrauliques du collecteur principal A

Qc D Qps Vps H V Collecteur Tronçon retenu rQ rh rv OBS (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 68_70 24.05 2400 25.28894 4.107 0.95101 0.75 1.12 2100 4.00984 67_69 2.68 1200 3.89013 3.43964 0.6889 0.59 1.08 708 3.71481 Principal 65_67 2.24953 1000 2.35622 3.00004 0.9547 0.75 1.12 750 3.36004 vérifié A 63_65 0.56007 600 0.78653 2.7818 0.7121 0.62 1.08 372 3.00434 46_63 0.13886 400 0.26816 2.13396 0.5178 0.49 1 196 2.13396

Tableau (V.16) : Paramètres hydrauliques du collecteur principal B

Qc D Qps Vps H V Collecteur Tronçon retenu rQ rh rv OBS (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 134_69 15.5 2200 16.5511 3.6586 0.93649 0.73 1.11 1752 4.06104 124_134 14.43 2200 17.5551 3.88053 0.82198 0.68 1.12 1632 3.81714 150_124 6.95261 1600 9.18948 3.61124 0.75658 0.65 1.1 1170 3.97237 149_150 6.05923 1600 6.64694 3.30592 0.91158 0.72 1.12 1152 3.70263 Principal B vérifié 40_149 5.80466 1400 5.14753 3.3439 1.12766 0.8 1.14 1120 3.81205 40_143 5.21387 1400 6.91835 3.44091 0.75363 0.65 1.1 1040 3.78500 141_143 0.81923 700 0.96789 2.51502 0.84641 0.68 1.11 476 2.79167 141_142 0.31177 500 0.3916 1.99439 0.79616 0.66 1.1 330 2.19382

75 Chapitre V Calcul hydraulique

Tableau (V.17) : Paramètres hydrauliques de collecteur principale C

Qc D Qps Vps H V Collecteur Tronçon retenu rQ rh rv OBS (m³/s) (mm) (m³/s) (m/s) (mm) (m/s) 131_69 5.647 1400 6.23397 4.04966 0.90584 0.73 1.14 1022 4.61661 128_131 4.34269 1200 4.76442 4.21267 0.91148 0.73 1.13 876 4.76032 127_128 2.27878 1000 2.88576 3.67427 0.78966 0.62 1.09 620 4.00496 Principal C 126_127 1.45922 800 1.56228 3.10806 0.93403 0.79 1.15 632 3.57427 vérifié 140_126 1.06443 800 1.80396 3.58888 0.59005 0.57 1.07 456 3.8401 139_140 0.9295 800 1.84851 3.6775 0.50283 0.52 1.03 416 3.78783 125_139 0.67964 600 0.81779 2.89237 0.83105 0.72 1.12 432 3.23946

76 Chapitre V Calcul hydraulique

V.5.3 Vérification des conditions d’auto curage On appelle auto curage le phénomène de nettoyage des conduites d’assainissement par le seul effet des écoulements qui s’est produisent. L’auto-curage des canalisations, d’eaux pluviales ou unitaires, est assuré si les conditions suivantes sont vérifiées : 1. Pour 1/10 du débit à pleine section : V ≥ 0.60 m/s

(Quand : rQ=Q/QPS= 0.1 ; rV=V/VPS=0.55  VPS 1.09m/s) ; condition vérifiée pour tous les tronçons du réseau. 2. Pour 1/100 du débit à pleine section : V ≥ 0.30 m/s

(Quand : rQ=Q/QPS= 0.01 ; rV=V/VPS=0.20  VPS 1.50m/s), condition vérifiée pour la plupart des tronçons du réseau (à l’exception des tronçons 8_9, 29_30 et 34_35 du sous bassin 1, 156_157 et 157_104 du sous bassin 2).

Donc, l’auto-curage des canalisations circulaire est considéré comme assuré si la vitesse à pleine section Vps est supérieure ou égale à 1.5m/s

De ce fait, et en se basant sur les vitesses à pleine section montrées dans les tableaux (V.8), (V.9), (V.10), (V.11), (V.12), (V.12) et (V.14), on peut dire que l’auto-curage des canalisations du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem est vérifié dans pratiquement tous les tronçons du réseau à l’exception des tronçons : 8_9 (Vps=1.43m/s), 29_30 (Vps=1.26m/s) et

34_35 (Vps=1.36m/s) du sous bassin 1, et des tronçons : 156_157 (Vps=1.22m/s) et 157_104

(Vps=1.26m/s) du sous bassin 2, sur lesquels on préconise l’installation des regards de chasse jouant le rôle de réservoirs périodiques. Ces derniers envoient l'eau sous pression dans les canalisations pour entraîner tous les éléments qui se déposent au fond et qui risquent de boucher les conduites.

77 Chapitre V Calcul hydraulique

Figure (V.6) : Diamètres retenus du réseau d’assainissement du chef-lieu d’ain Bessem

78 Chapitre V Calcul hydraulique

V.6 Conclusion En conclusion, on peut dire que ce chapitre a fait l’objet de dimensionnement du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem en se basant sur les débits à évacuer et la pente des ouvrages et en utilisant la formule de Bazin adaptée aux canalisations d’eaux pluviales ou unitaires, de détermination des paramètres hydrauliques et de vérification de l’auto-curage des canalisations. Les résultats obtenus ont montré que les diamètres des collecteurs varient entre 300 et 2400mm. Ceci est dû principalement au fait que le débit pluvial décennal évacué par les collecteurs du bassin du chef-lieu d’Ain Bessem est trop important ; il est de l’ordre de 23.08m3/s répartis sur l’ensemble des conduites. Rappelons-nous que le débit total des eaux usées à l’heure de pointe ne représente qu’une faible fraction du débit pluvial (0.028m3/s).

La détermination des paramètres hydrauliques (vitesse d’écoulement et hauteur de remplissage h dans les canalisations) dans chaque sous bassin a montré que les vitesses moyennes d’écoulement dans tous les tronçons du réseau sont acceptables ; elles sont comprises entre 0.6 et 4m/s à l’exception des tronçons 34_36 (1400) du sous bassin 1 et des tronçons 128_131 (1200) et 131_69 (1400) du sous bassin 4 où les vitesses d’écoulement dépasse légèrement la limite supérieure. Par conséquent, les dimensions trouvées dans la plupart des tronçons permettent l’évacuation des eaux pluviales et des eaux usées à l’heure de pointe avec des vitesses acceptables excluant pratiquement tout risque de déposition des particules solides et/ou d’abrasion des tuyaux. Pour les trois tronçons 34_36 (1400) 128_131 (1200) et 131_69 (1400), on opte pour des conduites en fonte pour éviter l’abrasion des tuyaux due aux vitesses excessives. Les résultats obtenus ont montrés également que l’auto-curage des canalisations du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem est vérifié dans pratiquement tous les tronçons du réseau à l’exception des tronçons : 8_9 (Vps=1.43m/s), 29_30 (Vps=1.26m/s) et 34_35

(Vps=1.36m/s) du sous bassin 1, et des tronçons : 156_157 (Vps=1.22m/s) et 157_104

(Vps=1.26m/s) du sous bassin 2, sur lesquels on préconise l’installation des regards de chasse jouant le rôle de réservoirs périodiques. Ces derniers envoient l'eau sous pression dans les canalisations pour entraîner tous les éléments qui se déposent au fond et qui risquent de boucher les conduites.

79 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

CHAPITRE VI : ELEMENTS CONTITUTIFS DE RESEAU D’EGOUT

VI .1 Introduction En matière d’assainissement, les éléments constitutifs d’un réseau d’égout doivent assurer :

 Une évacuation correcte et rapide sans stagnation des eaux de pluie ;  Le transport des eaux usées dans les conditions d’hygiène favorables ; Ainsi les ouvrages peuvent être classés en : 1- Ouvrages principaux qui constituent le corps du réseau, du début de ce dernier jusqu’à l'entrée des effluents dans la station d'épuration ;

2- Ouvrages annexes qui permettent une bonne exploitation du réseau (bouches d'égout, regards, déversoirs d'orage... etc.).

VI.2 Eléments constitutifs du réseau d’égout Le réseau d’assainissement se subdivise en deux ouvrages :  Ouvrages principaux ;  Ouvrages annexes. VI.2.1 Ouvrages principaux Les ouvrages principaux comprennent : VI.2.1.1 Canalisations Elles se présentent sous plusieurs formes cylindriques préfabriquées en usine.  Désignées par leurs diamètres intérieurs, dites diamètres nominaux exprimés en millimètre,  Ovoïdes préfabriqués désignés par leur hauteur exprimée en centimètre.

80 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Figure (VI.1) : Types de conduite

D’après les catalogues de fabrication, les hauteurs des tuyaux ovoïdes de hauteur h équivalent aux tuyaux circulaires de diamètres D sont données dans le Tableau (VI.1).

Tableau (VI.1) : diamètres des conduites circulaires équivalents aux hauteurs des conduites ovoïdes. Diamètres des conduites circulaires Hauteurs des tuyaux ovoïdes D (mm) h (cm) 800 100 1000 130 1200 150 1400 180 1500 200

La forme des conduites ovoïdes est parabolique fermée à sa partie supérieure. Cette forme permet d’obtenir une vitesse d’écoulement aussi constante que possible pour de grandes variations du niveau d’eau. Leur utilisation est très demandée dans le cas où l’ouvrage est visitable. Leur inconvénient réside dans l’inclinaison de l’ouvrage dans le cas où le sol est à structure fragile (sable, limon et argile). Les conduites doivent satisfaire les conditions suivantes avant d’être placées : L’étanchéité ; Faible rugosité ; Inertie à l’action des polluants (abrasion / agressivité des effluents) ; Epaisseur suffisante pour résister aux surcharges.

81 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.1.2 Type de canalisation Il existe plusieurs types de conduites qui différent suivant leur matériau constitutif et leur destination. A. Conduite en fonte

Ce type de conduite (figure VI.2) a été imposé à titre de sécurité pour la traversée d’un bassin hydrominéral par un collecteur d’eau usée. Les raffineries de pétrole utilisent couramment ce type de matériel pour évacuer les eaux usées industrielles.

Figure (VI.2) : Conduites en fonte

B. Conduites en béton non armé

Les tuyaux en béton non armé (Figure VI.3) sont fabriqués mécaniquement par un procédé assurant une compacité élevée du béton. La longueur utile ne doit pas dépasser 2.50 m. Ces types de tuyaux ont une rupture brutale mais à moins que la hauteur de recouvrement ne soit suffisante. Il est déconseillé d'utiliser les tuyaux non armé pour des canalisations visitables.

Figure (VI.3) : Conduites en béton non armé

82 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

C. Conduites en béton armé

L’armature formant la conduite en béton armé (figure VI.4) se compose :

o De génératrices disposées en parallèle. On peut parfois rencontrer plusieurs couches de génératrices en fonction des conditions de pose ; o De cerces disposées de telle façon à former des grilles avec les génératrices et écartées d’environ 15 cm les unes des autres ; o Les conduites type BONNA comportent en plus des armatures, une âme en tôle pour assurer l’étanchéité et augmenter la résistance de la conduite.

Figure (VI.4) : Conduites en béton armé

D. Conduites en grés artificiels

Le grès servant à la fabrication des tuyaux (figure VI.5) est obtenu à parties égales d'argile et de sable argileux cuits entre 1200°C à 1300°C. Le matériau obtenu est très imperméable. Il est inattaquable par les agents chimiques, sauf l'acide fluorhydrique. L'utilisation de ce type de canalisation est recommandée dans la zone industrielle.

Figure (VI.5) : Conduites en grés artificiels

83 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

E. Conduite en amiante ciment

Les conduites en amiante ciment (figure VI.6) à utiliser sont celles de série «assainissement» du type sans emboîtement, le revêtement intérieur de la paroi est à base d’enduit antiacide.

Figure (VI.6) : Conduite en amiante ciment

F. Conduite en matières plastique (PEHD)

Pour ce type (VI.7) nous distinguons :

o Les conduites en matières thermodurcissables ; o Les conduites en matières thermoplastiques.

Elles présentent les caractéristiques suivantes :

 Résistance aux chocs ;  Résistance au gel ;  Résistance à la corrosion chimique ;  Adaptation à la déformation ;  Facilité de pose et de transport.

84 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Figure (VI.7) : Conduite en matière plastique

G. Conduites en PVC

Le tuyau en PVC (figure VI.8) s'utilise principalement pour les évacuations des eaux usées où il a supplanté le plomb. Ces tubes sont d'un usage pratique par leur légèreté et leur relative facilité à mettre en œuvre. Les caractéristiques du (PVC) sont :

 Matière plastifiée de synthèse polychlorure de vinyle (CH2-CHCL) ;  Imperméable ;  Facilite du transport et du branchement ;  Légère de poids ;  Résistance aux gazes chimiques ;  La longueur minimale est de 6 ml ;  Capacité hydraulique maximale ;  Etanchéité ;  Résistance mécanique aux chocs, à l’abrasion et à la corrosion ;  Recyclable ;

85 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Figure (VI.8) : Conduite en PVC

VI.2.1.3 Choix du type de canalisation

Le matériau des conduites est choisi en fonction :

 De la nature du sol (agressivité, stabilité) ;  De la nature chimique des eaux usées transportées par la conduite ;  Des efforts extérieurs auxquels les conduites sont soumises ;  Des vitesses d’écoulement ;  Des diamètres des canalisations trouvés,  Du milieu à traverser.

Dans la présente étude, On recommande l’utilisation des conduites suivantes qui sont différentes suivant leurs matériaux de construction :  Pour les diamètres inférieurs à 500mm, des conduites en Poly Chlorure de Vinyle (PVC) puisque les vitesses d’écoulement à l’heure de pointe sont parfaitement dans la fourchette 0.6 à 4m/s.  Pour les diamètres allant de 600 à 1200mm, des conduites en béton non armé: utilisées en préfabrication.  Pour les diamètres supérieurs à 1200mm, des conduites en béton armé; et pour les trois tronçons : 34_36 (1400) 128_131 (1200) et 131_69 (1400), des conduites en fonte pour éviter l’abrasion des tuyaux due aux vitesses excessives dépassant la limite supérieure 4m/s.

86 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Les conduites en béton de forme circulaire sont les plus adaptées vue leurs avantages (bonne étanchéité, pose et assemblage facile, bonne résistance mécanique, bonne stabilité dans les tranchées. De même, le PVC réunit un ensemble de propriétés exceptionnelles, parmi lesquelles on peut distinguer la solidité, la légèreté, l'anticorrosion, la durabilité, l'inertie chimique, et Plus précisément :

A. Propriétés mécaniques et physiques

• Résistance à l'abrasion ;

• Résistance aux charges extérieures ;

• Résistance et réaction au feu ;

• tenue à la pression ;

• Étanchéité.

B. Propriétés chimiques

• Résistance à la corrosion et aux divers agents atmosphériques ;

• Inertie chimique vis-à-vis du fluide transporté ;

• Résistance à l'H2S (hydrogène sulfuré) et aux traitements chlorés.

C. Qualités économiques

• Pérennité : durée de vie supérieure à 50 ans ;

• Compétitivité : facilité de mise en œuvre, simplicité d'entretien.

VI.2.1.4 Joints

Les tuyaux peuvent être assemblés soit par collage (en ciment) soit par bagues d’étanchéité. Il existe plusieurs types de joints qui diffèrent d’un fabricant à un autre et d’une conduite à une autre selon le matériau de construction de cette dernière. Les joints doivent être confectionnés avec soin et conformément aux prescriptions des fabricants du tuyau.

87 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.1.4 .1 Joints des conduites en béton armé

Le choix judicieux des assemblages est lié à la qualité du joint. Ce dernier est en fonction de la nature des eaux et de leur adaptation vis-à-vis de la stabilité du sol et de la nature des tuyaux et de leurs caractéristiques (diamètre, épaisseur). Pour les tuyaux en béton armé on a différents types de joints à utiliser (figure VI.9) :

A) Joints type Rocla (en élastomère)

Ce type de joint assure une très bonne étanchéité pour les eaux transitées et les extérieures. Ce joint est valable pour tous les diamètres. Le tuyau « ROCLA» est fabriqué par un procédé mécanique caractérisé essentiellement par le remplissage du béton. Apres emboitement, un jeu (la valeur varie suivant le diamètre du tuyau) subsiste les extrémités des tuyaux adjacents, ce jeu permet des éventuels mouvements des tuyaux.

Détails d’emboitement

Au moyen d’un appareil de traction de type « Tirefort», on rapproche le bout (l’extrémité) du tuyau à poser du tuyau déjà posé, jusqu’à ce que la bague d’étanchéité portée par l’un vienne en contact avec le chanfrein de l’autre. On emboite alors le tuyau à poser par tractions modérées et successives sur le câble.

B) Joints à demi-emboitement

Il s’effectue avec un cordon de bourrage en mortier de ciment. Ce joint est utilisé dans les terrains stables. Il y’a risque de suintement (infiltration) si la pression est trop élevée. Il est à éviter pour les terrains à forte pente.

C) Joints à collet

Le bourrage se fait au mortier de ciment, il n’est utilisé que dans les bons sols à pente faible.

D) Joint plastique

Ce joint est étanche et résistant même si la conduite est en charge. La présence du cordon en bitume et la bague ou manchon en matière plastique contribue à la bonne étanchéité. Il s’adapte presque à tous les sols si la confection est bien faite.

88 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

E) Joint torique

Il est remplacé dans la plupart des cas par le Rocla. Il s’adapte pour les sols faibles à condition que la pression ne soit pas très élevée. Il s’adapte également pour les terrains en pente grâce au jeu de 1cm.

Figure (VI.9) : Divers joints sur tuyau en béton

89 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.1.4 .1.1 Différentes actions supportées par la conduite Du fait que les canalisations sont exposées aux différentes actions (extérieures et intérieures), le choix du matériau de la conduite doit être judicieux, parmi ces actions on cite : A. Actions mécaniques Elles s’expriment par les frottements des particules (graviers, sables) présentes dans l’eau à évacuer contre les parois intérieures de la canalisation. Ces actions engendrent l’érosion de ces dernières. B. Action statique Les actions statiques sont dues aux surcharges fixes ou mobiles comme le remblai, le mouvement de l'eau dans les canalisations et celles des charges dues au trafic routier.

Tableau (VI.2) : Caractéristiques du tuyau en béton armé Diamètre nominal (mm) Epaisseurs minimales des parois (mm) 800 66-116 1000 66-116 1200 71-121 1400 119 -146 1600 130 -158 1800 133-177 2000 141 -194

C. Action chimique Elles se passent généralement à l’intérieure de la conduite, et sont dues à des agents chimiques présents dans les eaux d’origine industrielle. VI.2.1.4 .1.2 Protection des conduites Les moyens de lutte contre ces actions peuvent être résumés comme suit :  Les temps de séjour des eaux usées dans les canalisations doivent être réduits au maximum ;  L'élimination des dépôts doit s'opérer régulièrement, car ces derniers favorisent le développement des fermentations anaérobies génératrices d'hydrogène sulfuré (H2S) qui est le principal facteur de la corrosion de la partie sèche de la canalisation ;

90 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

 Une bonne aération permet d'éviter les condensations d'humidité sur les parois et de réduire ainsi la teneur en H2S ;  Le revêtement intérieur des conduites par le ciment limoneux ou le ciment sulfaté avec un dosage suffisant dans le béton (300 à 350 kg/m3 de béton) ;  L’empêchement de l'entrée des sables par implantation des bouches d'égout ;  Le rinçage périodique des conduites.

VI.2.1.4 .2 Assemblage des tubes PVC

Se fait par simple collage pour les petits diamètres et par bague de joint d’étanchéité pour les conduites de moyens et gros diamètres.

A. Assemblage par collage à froid (figure VI.10)

Les conditions à respecter pour obtenir un collage satisfaisant sont :

- Dépolir les parties à assembler à l’aide de papier de verre ;

- Vérifier la présence de chanfrein à l’extrémité du bout male et reporter sur celle-ci, à l’aide d’un crayon gras la longueur de l’emboîture ;

- Bien nettoyer les parties à assembler avec le décapant fourni par le fabricant ;

- Appliquer l’adhésif sans excès à l’aide d’un pinceau à l’entrée de l’emboîture, puis sur le bout male ;

- Emboîter immédiatement les 2 éléments à fond (jusqu’à repère préalablement tracés) en poussant longitudinalement sans mouvement de torsion.

- Oter avec un chiffon propre l’adhésif superflu à l’extérieur du joint.

- Reboucher les pots de colle et de décapant après chaque usage et vérifier qu’aucun pot n’a été oublie ou renversé dans le fond de la fouille (dans ce cas enlever la terre souillée).

91 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Figure (VI.10) : Assemblage par collage à froid B.Assemblage a joint (figure VI.11)

- Nettoyer soigneusement l’intérieur de la tête d’accouplement, se joint ainsi que le bout male à introduire ;

- Introduire le joint dans son logement ;

- Tracer un repère sur le bout male coupé d’équerre et chanfreiné ;

- Lubrifier le bout male et la bague montée dans sa gorge (vaseline ou eau savonneuse). - Introduire le bout male dans l’emboîture en évitant tout risque de salissure ;

- Après avoir aligné les tubes dans le plan horizontal et vertical, convient d’enfoncer le bout male dans l’emboîture jusqu’au repère du bout male.

Figure (VI.11) : Assemblage a joint

92 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.1.4 .3 Canalisations en PEHD

Se raccordent par soudure, ce qui permet de garantir un réseau auto-buté d’éliminer le risque de fuite. Deux modes de raccordement existent : a) L’électrofusion b) La polyfusion

L’électrofusion permet d’assembler deux tubes en PEHD de même pression en utilisant des raccords électrosoudables. Ces raccords sont des pièces injectées en PEHD dans lesquelles sont insérées des résistances électriques permettant la soudure des deux pièces à assembler.

Lors du soudage, la dissipation de la puissance électrique permet une fusion de surface des deux pièces à assembler (tube et raccord), assurant ainsi une cohésion parfaite et une étanchéité complète entre les deux éléments raccordés.

La polyfusion (soudure bout à bout)

Est une méthode de soudure des tubes en PEHD de même épaisseur et de même pression nominal (PN) sans apport de matière. La soudure boit à bout peut être utilisée pour tout diamètre, même si l’usage destine plutôt cette technique aux canalisations de diamètre supérieur à 200mm. Durant cette phase, un cordon de soudure se ferme (bourrelet). Ce dernier peut être enlevé de façon à ce qu’il n’entraine pas de gêne à la mise en œuvre.

VI.2.1.5 Essais des tuyaux préfabriqués

Avant d’entamer la pose de canalisations ; il est obligatoire de faire quelques essais notamment à l’écrasement, l’étanchéité et la corrosion.

Ces essais sont exécutés sur des tuyaux prélevés au hasard à raison de cinq éléments Par lot de 1000 éléments pour l’essai à l’écrasement et de dix éléments par lot de 1000 éléments pour l’essai d’étanchéité.

VI.2.1.5.1 Essai à l’écrasement

Les ouvrages doivent résister aux charges permanentes des remblais d’une part, aux surcharges dans les zones accessibles aux véhicules routiers d’autre part. Ce qui nous obligeons de faire l’essai à l’écrasement.

93 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

L’épreuve à l’écrasement se fait par presse automatique avec enregistrement des efforts. Ils doivent être répartis uniformément sur la génératrice de tuyau. La mise en marche est effectuée jusqu’à la rupture par écrasement. A une vitesse de 1000 daN/m de longueur et par minute. Cet essai permet de déterminer la charge de rupture.

VI.2.1.5..2 Essai à l’étanchéité

L’essai à l’étanchéité est effectué sous pression d’eau sur deux tuyaux assemblés, de manière à vérifier la bonne tenue des éléments de jonction et des bagues d’étanchéité. On procède comme suit :

- Les tuyaux à base de ciment sont fabriqués depuis au moins 21 jours et préalablement imbibés d’eau pendant 48 heures par remplissage total ;

- Les tuyaux sont disposés à plat, la mise en pression est assurée pendant 30 minutes. Par une presse hydraulique, la pression d’essai est de 0.5 bar pour les ovoïdes, et de 1 bar pour les autres tuyaux ;

- Pour les tuyaux circulaires, une face de désaxement est appliquée à l’assemblage sur la génératrice inférieure de l’un des tuyaux, de manière à obtenir une ouverture de l’assemblage surla génératrice supérieure égale à 15 mm lorsque les diamètres nominaux sont supérieurs ou égaux à 300mm, et 8mm lorsque les diamètres nominaux sont inférieurs à 300mm. Aucune fissure avec suintement ne doit être constatée sur l’étendue du joint.

VI.2.1.5 .3 Essai de corrosion

Les eaux ménagères et les eaux industrielles évacuées par les canalisations en béton renferment de l’acide carbonique dissous dans l’eau, de l’Hydrogène sulfuré (H2S) produit par les fermentations anaérobies et des composés acides divers des eaux industrielles. Sous l’action de ces agents, le béton est corrodé et ce matériau se détériore.

L’épreuve de corrosion se fait par addition des produits, après, on fait un lavage à l’eau douce. Après un séchage à l’étuve, on pèse l’échantillon. Les surfaces de la paroi interne ne doivent pas être altérées.

94 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.2 Ouvrages annexes

Les ouvrages normaux sont les ouvrages courants, nous les trouvons aussi bien en amont ou le long des réseaux.Ils assurent généralement la fonction de recette des effluents ou d'accès au réseau. Les ouvrages annexes comprennent :

. Les ouvrages normaux ; . Les ouvrages spéciaux.

VI.2.2.1 Ouvrages normaux

Les ouvrages normaux sont les ouvrages courants. On les trouve aussi bien en amont ou le long des réseaux .Ils assurent généralement la fonction de recette des effluents ou d'accès au réseau.

VI.2.2.1.1 Branchements

Leur rôle est de collecter les eaux usées et les eaux pluviales d'immeubles. Un branchement comprend trois parties essentielles (figure VI.12) :

 Un regard de façade qui doit être disposé en bordure de la voie publique et au plus près de la façade de la propriété raccordée pour permettre un accès facile aux personnels chargés de l'exploitation et du contrôle du bon fonctionnement du réseau ;  Des canalisations de branchement qui sont de préférence raccordées sous un angle de 45° ou 60° par rapport à l'axe général du réseau public ;  Les dispositifs de raccordement de la canalisation de branchement qui sont liés à la nature et aux dimensions du réseau public.

95 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Figure (VI.12) : schéma type de branchement

VI.2.2.1.2 Fossés

Les fossés sont destinés à recueillir les eaux provenant des chaussées en milieu rural. Ils sont soumis à un entretien périodique.

VI.2.2.1.3 Caniveaux

Ce sont des ouvrages annexes de voirie destinés à la collecte des eaux pluviales provenant de la chaussée et éventuellement du trottoir (figure VI.13).

Figure (VI.13) : Caniveau

96 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.2.1.4 Bouches d'égout

Les bouches d'égout (figure VI.14) sont destinées à collecter les eaux en surface (pluviale et de lavage des chaussées).

Figure (VI.14) : Bouche d’égout On les trouve :

- Au point bas des caniveaux, soit sous le trottoir (absorption du coté latéral) soit dans la chaussée (absorption par le haut). La distance entre deux Bouches d’égout est en moyenne de 50m. La section d'entrée est en fonction de l'écartement entre les deux bouts afin d'absorber le flot d’orage venant de l’amont. Elles peuvent être classées selon deux critères : la manière de recueillir les eaux et la manière dont les déchets sont retenus. Dans notre travail une bouche d’égout est prévue chaque 50m sur les deux côtés de la chaussée reliées au réseau par une conduite en PVC de diamètre 200mm.

Figure (VI.15) : Emplacement des bouches d’égout

97 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.2.1.5 Regards

Les regards sont en fait des fenêtres par lesquelles le personnel d'entretien pénètre pour assurer le service et la surveillance du réseau. Ce regard varie en fonction de l'encombrement et de la pente du terrain ainsi que du système d'évacuation. On peut avoir plusieurs types à savoir :

a) Regards de chasse

Quand les pentes et les débits sont insuffisants. On dispose en tête de réseau un réservoir de chasse, qui assure le curage de réseau sur certaine longueur. Le volume du réservoir de chasse est estimé au dixième (1/10), du volume de la conduite.

b) Regards de visite

Les regards d'accès sont des éléments constitutifs essentiels à tous les types de réseau d’égout (figure VI.16) car ils permettent :

 Pour les ouvrages visitables, l'accès des personnels pour les travaux d'entretien et de curage.  Pour les ouvrages non visitables, l'accès à ceux-ci par des engins de curage ou par les caméras de TV.

Figure (VI.16) : Regard de visite

98 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

c) Regards de jonction

Ces regards forment le point d'unification de deux collecteurs de même diamètre ou non. Ils sont construits de façon à ce que :

 Il n'y aura pas de retour d'eau, lors des débits par temps sec, surtout pour des terrains plats ;  Il y aura une bonne aération des collecteurs en jonction ;  Les niveaux d'eaux dans les conduites soient à la même hauteur.

d) Regard simple

Pour raccordement des collecteurs de mêmes diamètres ou de diamètre différents.

e) Regard latéral

En cas d'encombrement du V.R.D ou des collecteurs de diamètre important.

f) Regard double

Ils sont utilisés pour le système séparatif (figure VI.17)

Figure (VI.17) : Regard double

99 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

g) Regard toboggan

On les trouve dans les endroits où on a un exhaussement de remous.

h) Regard de chute

Le regard de chute (figure VI.18) est employé pour raccorder des canalisations situées à des altitudes différentes. Ils permettent de diminuer la vitesse dans les conduites de forte pente.

Figure (VI.18) : Coupe longitudinal d’un regard de chute.

La distance entre deux regards est variable

 35 à 50 m en terrain accidenté.  50 à 80 m en terrain plat.

Sur les canalisations les regards doivent être installés :

 A chaque changement de direction ;  A chaque jonction de canalisation ;  Aux points de chute ;  A chaque changement de pente ;  A chaque changement de diamètre.

100 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Dans notre travail, Il y a lieu de souligner la nécessité d’installer des regards de visite ou de jonction (qui ont pour rôle d'assurer une aération, un débouchage et un nettoyage des ouvrages et de permettre aussi l'accès au réseau pour d'éventuels entretiens) dont l’espacement est compris entre 200 et 300m pour les ouvrages visitables (diamètre >1600mm) et entre 50 et 80m pour les ouvrages non visitables (diamètre1600mm). Aussi, un regard doit être installé sur les canalisations à chaque fois qu'on a un changement de direction ou changement de pente des canaux. Dans notre cas, on recommande l’installation des regards avec les dimensions suivantes:  De 1m×1m de surface et 2m de hauteur pour les conduites allant de 300mm jusqu'à 800mm de diamètre (plusieurs).  De 2m×1.5m de surface et 2.5m de hauteur pour les conduites allant de 900mm jusqu'à 1500mm de diamètre (plusieurs).  De 2.5m×1.5m de surface et 3m de hauteur pour les conduites allant de 1600mm à 2000mm (un seul regard).  De 3m×2m de surface et 3.5m de hauteur pour les conduites allant de 2100mm à 2500mm (un seul regard).

VI.2.2.1.6 Les siphons

Le siphon (figure VI.19) a pour but la liaison de deux ouvrages à écoulement libre séparés par un obstacle. Ceci peut être un cours d’eau, route, un tunnel…etc.

Figure (VI.19) : représentation d’un siphon

101 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.2.2 Ouvrages spéciaux

VI.2.2.2.1 Déversoirs d’orage

Un déversoir d’orage (figure VI.20) est un véritable "fusible hydraulique" ou une "soupape de sécurité". Cet ouvrage est donc présent dans tous les réseaux unitaires. Le terme « déversoir » des ouvrages de dérivation conçus pour les flux et limiter le débit dirigé par temps de pluie vers l’aval du réseau. Ce terme générique de déversoir peut être précisé par différents aspects, comme par exemple:

 Sur un réseau unitaire, on désigne par déversoir d’orage l’ensemble du dispositif dont la fonction est d’évacuer vers le milieu naturel les pointes de ruissellement de manière à décharger le réseau aval.  Une deuxième fonction du déversoir est d’assurer un partage des flux polluants entre le milieu naturel et le collecteur aval.  Le déversoir d’orage est un ouvrage permettant le rejet direct d’une partie des effluents au milieu naturel lorsque le débit à l’amont dépasse une certaine valeur.  Les déversoirs d’orage sont généralement installés sur les réseaux unitaires dans le but de limiter les apports au réseau aval et en particulier dans la STEP en cas de pluie.

Figure (VI.20) : Représentation d’un déversoir d’orage

102 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Les déversoirs d’orage sont souvent construits sur des systèmes unitaires, à proximité d’un milieu récepteur. Le choix d’un déversoir d’orage résulte d’un compromis fait au moment de la réalisation ou de la rénovation du réseau unitaire selon quatre types de contraintes :

1. Physiques (géométrie et hydraulique) - Topographie : pente, bassins hydrographiques, existence d’exutoires naturels, etc; - Occupation du sol : densité de l’habitat et des activités, voirie, sous-sol, etc; - Ouvrages hydrauliques proches du DO (bassin, station de pompage…). 2. Environnementales - Protection du milieu naturel contre les pollutions ; - Protections des riverains contre les pollutions diverses (santé, odeurs, bruit…); - Variations du niveau d’eau du milieu naturel; - Variations du niveau d’eau du milieu naturel. 3. Economiques

Coût des collecteurs vis-à-vis du coût du déversoir et de ses ouvrages annexes.

4. Gestion

Mode de gestion : statique, dynamique (ouvrages mobiles).Facilités d’exploitation : accès, nettoyage, entretien

a) Emplacement des déversoirs d'orage :

Ils sont placés :

 Avant la station d’épuration pour la régularisation du débit ;  Au milieu du réseau pour réduire les diamètres des collecteurs ou décharger un collecteur. Avant leurs projections, il faut voir : - Le milieu récepteur et son équilibre après le rejet des effluents dont il faut établir un degré de dilution en fonction du pouvoir auto épurateur du milieu récepteur ; - La capacité et les surfaces des ouvrages de la station d'épuration pour éviter les surcharges et le mauvais fonctionnement ; - La topographie du site et la variation des pentes.

103 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.2.2.2 Détermination selon le nombre de seuils

1) Type des déversoirs

On distingue plusieurs types de déversoirs

a. Déversoirs à seuil simple

Le seuil est placé d’un seul côté de l’ouvrage (figure VI.21). Ce type de Déversoirs représente environ 85% des déversoirs à seuil.

Figure (VI.21) : Exemple de déversoir latéral à seuil simple

104 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

b. Déversoirs à seuil double

Le seuil est placé de chaque côté de l’ouvrage (figure VI.22). Ce type de déversoirs représente environ 15% des déversoirs à seuil. Ce sont des déversoirs suspendus.

Figure (VI.22) : Exemple de déversoir à seuil double

105 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.2.2.2.3 Détermination selon la position du seuil par rapport à la conduite amont

 Les déversoirs à seuil latéral Dans le cas du déversoir à seuil latéral pur (figure VI.23), le seuil est rectiligne et strictement parallèle à l’écoulement.

Figure (VI.23) : Déversoir à seuil latéral pur, vue de dessus

 Les déversoirs à seuil frontal

Le seuil est alors rectiligne et perpendiculaire à l’écoulement (figure VI.24). Parmi les déversoirs à seuils frontaux, on peut encore établir une sous-catégorie selon la présence ou non d’une contraction au niveau du seuil, selon la mise en charge de la conduite aval et selon l’orientation de cette même conduite par rapport à la crête.

106 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Figure (VI.24) : Exemples de déversoir frontal

 Déversoirs à seuil dit "intermédiaire" Ce sont les déversoirs qui ont des seuils qui ne sont pas purement rectilignes (figure VI.25) : seuil rectiligne avec angle intermédiaire (41%), seuil brisé (4%) ou seuil curviligne (18%).

107 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

Figure (VI.25) : Exemple de déversoir à seuil curviligne

 Déversoir by passe Ce type de déversoir (figure VI.26) permettant d’évacuer vers le milieu naturel les pointes de ruissellement de manière à dégager le réseau aval ; assurer le partage du flux polluant entre

108 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

le milieu naturel et collecteur aval ; envoyer les eaux excédentaires lors des orages vers un autre collecteur en assurant un rôle de maillage du réseau pour avoir la capacité de transports. la transformation de la partie aval du collecteur unitaire en collecteur semi-pluvial n’est possible qu’avec un vannage.

Figure (VI.26) : schéma de principe du déversoir d’orage

VI.2.2.2.4 Dimensionnement des déversoirs d’orage

Pour notre cas nous optons pour la double dilution, c'est à dire, une partie d’eau usée domestique pour une partie d'eau pluviale. Donc, le débit qui se dirige vers le bassin de décantation par l'intermédiaire du déversoir d'orage est égal à trois fois le débit de temps sec. Le débit restant sera rejeté vers l'exutoire par caniveaux ou par conduite.

Pour le calcul des déversoirs d'orage à seuil latéral et conduite aval libre, on doit adopter :

 Le débit total de dimensionnement qui est égal à la somme des débits en temps sec

(Qpte.useé) et du débit pluvial (QP) : 푄푇 = 푄푃 + 푄푝푡푒.푢푠é푒  Débit de pointe transité vers le collecteur de rejet qui transporte les eaux vers la STEP :

푄é푝 = 3 × 푄푝푡푒.푢푠é푒

 Le débit rejeté vers l’Oued: 푄푒푥푡 = 푄푇 + 푄é푝  On détermine la valeur de la lame déversée (Hr).

109 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

 On détermine la longueur du seuil, déversant (L).

Dans notre travail, nous n’avons pas dimensionné le déversoir d’orage à l’entrée de la station d’épuration car sera branché à un autre collecteur au point venant d’Alhachimia et drainant d’autres sous bassins limitrophes du chef-lieu d’Ain Bessem.

VI.3 Règles générales de la mise en œuvre des éléments de l’assainissement

Lors de la réalisation des travaux d’assainissement, il faut respecter quelques règles et consignes pour avoir un réseau d’une bonne qualité et d’une longue durée de vie.

VI.3.1 Fond de fouille

Le fond de la tranchée doit être aplani à 10 cm au-dessus de la côte prévue pour la partie intérieure du tube lors de la pose.

VI.3.2 Lit de pose (figure VI.27)

 D’une hauteur minimum de 10cm, il sera constitué d’un matériau faible granulométrie (sable) et ne contenant pas d’éléments supérieur à 30mm;  Doit être dressé selon la pente du projet et ensuite compacté ;  Une assise de béton maigre doit être réalisée pour les boites de branchement et regards ;  En cas de risque d’entrainement des fines, le lit de pose est enveloppé dans un géotextile mis en œuvre conformément aux prescriptions du fabriquant.

Figure (VI.27) : photo montrant la bonne méthode du lit de pose

110 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout

VI.3.3 Remblaiement et compactage

L’exécution de l’assise et du remblai de protection est effectuée avec tous les matériaux agréés par le maitre d’œuvre ; en cas de réutilisation des déblais ceux-ci doivent être purgé de tous les éléments susceptibles de porter atteinte aux canalisations et à leur aptitude au compactage :

 Le compactage ne doit pas endommager les produits ;  Vérification de la pertinence du choix des matériels de compactage en fonction : o De la résistance du fond de tranchée ; o De la résistance de la canalisation.  Exécution du remblaiement par couche successive.

VI.4 Conclusion

En conclusion, on peut dire que ce chapitre a fait l’objet de synthèse des éléments constitutifs du réseau d’égout à savoir les ouvrages principaux (conduites et joints) et les ouvrages annexes en vue d’un meilleur choix de ces dernières sur le réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem. En ce qui concerne les conduites, notre choix est porté :

 Pour les diamètres inférieurs à 500mm, sur des conduites en Poly Chlorure de Vinyle (PVC) puisque les vitesses d’écoulement à l’heure de pointe sont parfaitement dans la fourchette 0.6 à 4m/s.  Pour les diamètres allant de 600 à 1200mm, sur des conduites en béton non armé: utilisées en préfabrication.  Pour les diamètres supérieurs à 1200mm, sur des conduites en béton armé; et pour les trois tronçons : 34_36 (1400) 128_131 (1200) et 131_69 (1400), sur des conduites en fonte pour éviter l’abrasion des tuyaux due aux vitesses excessives. Il y a lieu de souligner la nécessité d’installer des regards de visite ou de jonction (qui ont pour rôle d'assurer une aération, un débouchage et un nettoyage des ouvrages et de permettre aussi l'accès au réseau pour d'éventuels entretiens) dont l’espacement est compris entre 200 et 300m pour les ouvrages visitables (diamètre >1600mm) et entre 50 et 80m pour les ouvrages non

111 Chapitre VI Eléments constitutifs du réseau d’égout visitables (diamètre1600mm). Aussi, un regard doit être installé sur les canalisations à chaque fois qu'on a un changement de direction ou changement de pente des canaux. Dans notre cas, on recommande l’installation des regards avec les dimensions suivantes:  De 1m×1m de surface et 2m de hauteur pour les conduites allant de 300mm jusqu'à 800mm de diamètre (plusieurs).  De 2m×1.5m de surface et 2.5m de hauteur pour les conduites allant de 900mm jusqu'à 1500mm de diamètre (plusieurs).  De 2.5m×1.5m de surface et 3m de hauteur pour les conduites allant de 1600mm à 2000mm (un seul regard).  De 3m×2m de surface et 3.5m de hauteur pour les conduites allant de 2100mm à 2500mm (un seul regard). En outre, une bouche d’égout est prévue également chaque 50m sur les deux côtés de la chaussée reliées au réseau d’égout par une conduite en PVC de diamètre 200mm. Dans notre étude, nous n’avons pas dimensionné le déversoir d’orage à l’entrée de la station d’épuration car notre réseau sera branché à un autre collecteur, au point 70, venant d’Alhachimia et drainant d’autres sous bassins limitrophes du Bassin chef-lieu d’Ain Bessem.

112 Conclusion générale

CONCLUSION GENERALE

Arrivé au terme de ce travail, nous pensons avoir cerné les différentes phases de dimensionnement du réseau d’assainissement du chef-lieu de la daïra d’Ain Bessem dans la wilaya de Bouira. Nous pensons également avoir atteint les objectifs fixés au départ à savoir: ➢ Assurer une évaluation correcte et rapide des eaux usées et des eaux pluviales de manière à empêcher la submersion des zones urbanisées ; ➢ Assurer une évaluation correcte des diamètres des canalisations transportant ces eaux jusqu’au point de croisement avec le collecteur venant d’Elhachimia et drainant d’autres sous bassins limitrophes du Bassin du chef-lieu d’Ain Bessem ; ➢ Déterminer les paramètres hydrauliques et vérifier l’auto-curage des canalisations.

La présentation de la région d’étude dans le chapitre I nous a permis de connaître les caractéristiques de la région d’étude et les facteurs qui influent sur la conception de notre projet d’assainissement du chef-lieu de la daïra d’Ain Bessem à savoir : la géographie, la géologie, la topographie du terrain, la climatologie, la démographie et la situation hydraulique. La connaissance de ces caractéristiques et facteurs ne nous permet de prendre aucune disposition spéciale ou exceptionnelle lors de la réalisation des travaux d’exécution.

L’étude hydrologique, dans le second chapitre, a fait l’objet d’ajustement des pluies max journalières aux lois de Gumbel et de Galton en vue de l’obtention de l’intensité pluviale fréquentielle de courte durée (15mn) et de période de retour 10 ans. Les résultats obtenus montrent que les pluies max journalières s’ajustent bien à la loi de Gumbel et à la loi de Galton (Log-Normale). Les pluies max journalières de période de retour T=10 ans obtenues par les droites théoriques de Gumbel et de Galton sont 166 et 167mm respectivement, soit une différence 1mm et un taux d’erreur de 0.6%. Dans notre étude, la pluie max journalière de période de retour T=10 obtenue par la droite de Galton (167mm) a été retenue et employée pour le calcul de l’intensité pluviale de courte durée en utilisant la méthode de Body. On s’aperçoit que l’intensité moyenne des précipitations (de courte durée et de période de retour T=10) nécessaire pour une évaluation optimale des débits des eaux pluviales et un bon dimensionnement de notre réseau est de l’ordre de 320 l/s/ha.

113 Conclusion générale

Dans le troisième chapitre, calcul de base, nous avons calculé la population actuelle et à l’horizon d’étude (2049), découpé le bassin de la région d’étude en sept sous bassins et choisi le système d’évacuation approprié. La population actuelle du chef lieu d’Ain Bessem est de l’ordre de 30000 habitants et évolue avec un taux d’accroissement de 2.5% annuellement. La population à desservir à long terme à l’horizon 2049, estimée par la formule de croissance géométrique est de l’ordre de 62927 habitants. Le découpage du site a été fait en sept (7) sous bassins élémentaires selon la densité des habitations, les courbes de niveaux, les routes et voiries existantes, les pentes et les contre- pentes et les limites naturelles. Le système d’évacuation choisie est le système unitaire, étant donné que le réseau aval (ou le collecteur principal drainant les sous bassins limitrophes du chef lieu d’Ain Bessem) sur lequel sera branché le réseau de l’opération est lui-même unitaire, sans perspective d’évolution à court ou moyen terme et est déjà raccordé à une station d’épuration. Ce choix est motivé par l’existence de déversoir d’orage à l’entrée de la station d’épuration pour écrêter les débits de pointe de ruissellement (rejets). Le réseau d’assainissement choisi appartient au type dit ramifié. Les collecteurs principaux et secondaires se situent sous les voies publiques. Ils suivent donc l’ensemble des rues qu’ils desservent. Le schéma d’évacuation adopté est le schéma par déplacement latéral obtenu par un tracé oblique. Ceci permet l’évacuation et le transit des eaux pluviales et des eaux usées domestiques et industrielles jusqu’à la station d’épuration existante, éloignée un peu de la ville d’Ain Bessem. Il permet également de ne pas charger les collecteurs et de ne pas avoir des diamètres importants au centre de l’agglomération. Le nombre d’habitants correspondant à chaque sous bassin a été déterminé en se basant sur les densités partielles et les surfaces élémentaires des sous bassins délimités. Les coefficients de ruissellement partiels sont estimés en fonction des surfaces drainées en tenant compte des densités des habitants et des données de la direction d’urbanisme.

Le quatrième chapitre a fait l’objet d’évaluation des débits d’évacuation des eaux de ruissellement et des eaux usées d’origines domestique, équipement et industrielle pour les sept sous bassins délimités de la région d’étude. Les eaux usées d’origine industrielles n’ont pas été quantifiées car aucune industrie ou grande usine de transformation n’existe pour le

114 Conclusion générale

moment, ni même prévues dans la région d’étude à court et à moyen termes (industrie inexistante et sans perspective d’évolution à court et/ou à moyen termes). Les résultats obtenus montrent que les débits des eaux usées ne représentent qu’une faible fraction des débits pluviaux. Ce sont donc les eaux de pluie qui contrôlent en grande partie les dimensions des collecteurs de notre réseau d’évacuation unitaire.

Le calcul hydraulique, dans le cinquième chapitre, a fait l’objet de dimensionnement du réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem en se basant sur les débits à évacuer et les pentes des ouvrages et en utilisant la formule de Bazin adaptée aux canalisations d’eaux pluviales ou unitaires, de détermination des paramètres hydrauliques et de vérification de l’auto-curage des canalisations. Les résultats obtenus ont montré que les diamètres des collecteurs varient entre 300 et 2400mm. Ceci est dû principalement au fait que le débit pluvial décennal évacué par les collecteurs du bassin du chef lieu d’Ain Bessem est trop important ; il est de l’ordre de 23.08m3/s répartis sur l’ensemble des conduites. Rappelons- nous que le débit total des eaux usées à l’heure de pointe ne représente qu’une faible fraction du débit pluvial (0.028m3/s). La détermination des paramètres hydrauliques (vitesse d’écoulement et hauteur de remplissage h dans les canalisations) dans chaque sous bassin a montré que les vitesses moyennes d’écoulement dans tous les tronçons du réseau sont acceptables ; elles sont comprises entre 0.6 et 4m/s à l’exception des tronçons 34_36 (1400) du sous bassin 1 et des tronçons 128_131 (1200) et 131_69 (1400) du sous bassin 4 où les vitesses d’écoulement dépasse légèrement la limite supérieure. Par conséquent, les dimensions trouvées dans la plupart des tronçons permettent l’évacuation des eaux pluviales et des eaux usées à l’heure de pointe avec des vitesses acceptables excluant pratiquement tout risque de déposition des particules solides et/ou d’abrasion des tuyaux. Pour les trois tronçons 34_36 (1400) 128_131 (1200) et 131_69 (1400), on opte pour des conduites en fonte pour éviter l’abrasion des tuyaux due aux vitesses excessives. Les résultats obtenus ont montrés également que l’auto-curage des canalisations du réseau d’assainissement du chef lieu d’Ain Bessem est vérifié dans pratiquement tous les tronçons du réseau à l’exception des tronçons : 8_9 (Vps=1.43m/s), 29_30 (Vps=1.26m/s) et 34_35

(Vps=1.36m/s) du sous bassin 1, et des tronçons : 156_157 (Vps=1.22m/s) et 157_104

(Vps=1.26m/s) du sous bassin 2, sur lesquels on préconise l’installation des regards de chasse jouant le rôle de réservoirs périodiques. Ces derniers envoient l'eau sous pression dans les

115 Conclusion générale

canalisations pour entraîner tous les éléments qui se déposent au fond et qui risquent de boucher les conduites. Le chapitre VI a fait l’objet de synthèse des éléments constitutifs du réseau d’égout à savoir les ouvrages principaux (conduites et joints) et les ouvrages annexes en vue d’un meilleur choix de ces dernières sur le réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem. En ce qui concerne les conduites, notre choix est porté :  Pour les diamètres inférieurs à 500mm, sur des conduites en Poly Chlorure de Vinyle (PVC) puisque les vitesses d’écoulement à l’heure de pointe sont parfaitement dans la fourchette 0.6 à 4m/s.  Pour les diamètres allant de 600 à 1200mm, sur des conduites en béton non armé: utilisées en préfabrication.  Pour les diamètres supérieurs à 1200mm, sur des conduites en béton armé, et pour les trois tronçons : 34_36 (1400) 128_131 (1200) et 131_69 (1400), sur des conduites en fonte pour éviter l’abrasion des tuyaux due aux vitesses excessives. Il y a lieu de souligner la nécessité d’installer des regards de visite ou de jonction (qui ont pour rôle d'assurer une aération, un débouchage et un nettoyage des ouvrages et de permettre aussi l'accès au réseau pour d'éventuels entretiens) dont l’espacement est compris entre 200 et 300m pour les ouvrages visitables (diamètre >1600mm) et entre 50 et 80m pour les ouvrages non visitables (diamètre1600mm). Aussi, un regard doit être installé sur les canalisations à chaque fois qu'on a un changement de direction ou changement de pente des canaux. Dans notre cas, on recommande l’installation des regards avec les dimensions suivantes:  De 1m×1m de surface et 2m de hauteur pour les conduites allant de 300mm jusqu'à 800mm de diamètre (plusieurs).  De 2m×1.5m de surface et 2.5m de hauteur pour les conduites allant de 900mm jusqu'à 1500mm de diamètre (plusieurs).  De 2.5m×1.5m de surface et 3m de hauteur pour les conduites allant de 1600mm à 2000mm (un seul regard).  De 3m×2m de surface et 3.5m de hauteur pour les conduites allant de 2100mm à 2500mm (un seul regard). En outre, une bouche d’égout est prévue également chaque 50m sur les deux cotés de la chaussée reliées au réseau d’égout par une conduite en PVC de diamètre 200mm. Il y a lieu de souligner également que, dans notre étude, le dimensionnement du déversoir d’orage n’a pas été fait à l’entrée de la station d’épuration car notre réseau sera branché à un

116 Conclusion générale

autre collecteur, au point 70, venant d’Alhachimia et drainant d’autres sous bassins limitrophes du Bassin chef-lieu d’Ain Bessem.

En fin, comme la réalisation du réseau d’assainissement du chef-lieu d’Ain Bessem constitue une dépense d’investissement importante ; l’entretien, l’exploitation et la bonne gestion de ce dernier restent des nécessités fondamentales pour qu’il soit fonctionnel et durable.

117 Bibliographie

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[2] : Dr Bénina Touaїbia - Mars 2004 « Manuel pratique d’hydrologie ».

[3] : Dr Salah Boualem -« Cours d’Assainissement 5éme », E.N.S.H, 2007, Blida.

[4] : C. Gomella et H. Guerrée, 1986. «Guide technique de l’assainissement dans les agglomérations urbaines et rurales» ; 61, Boulevard Saint-Germain. 75005 Paris.

[5] : M. Dernouni.F. «Cours d’assainissement, 4 éme »E.N.S.H, 2005, Blida.

[6] : Cours d’assainissement urbain 1980, « initiation à la technique du traitement des eaux usées et des déchets solides », l’université des sciences et des techniques d’Alger.

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[10] : Catalogue technique « tubes PVC et accessoires », Chiali.

[11] : Dr. BENLAOUKLI, -« Cours O.D.C 5éme », E.N.S.H, 2007, Blida.

[12] : Ghouissem.T, mémoire de fin étude d’assainissement «étude des stations de relevage des eaux usées de la ville de Laghouat », E.N.S.H, 2006, Blida.

[13] : Dr Salah Boualem polycope d’assainissement, E.N.S.H. Blida, 2007.